试验研究
油气管路流动状态声波测量实验研究岳晚庆”王鑫
岳晓庆等：油气管路流动状态声波测量实验研究
摘要：两相流在油气田生产运输中极为常见，管道中流体的流动状态直接影响着管路整体的运行状况与安全，固此对两相管流系统流动状态进行研究具有十分重要的意义。声波测量法是一种非侵入性的测量方法，其测量过程简单且对测量环境要求不高。首先对空气一白油水平管路的声信号进行采集与处理，在时城范围内分析声信号原始电压波形图与管路系统流动状态的对应关系，进而得到管内不同流动状态下的声信号能量分布规律，再通过Kolmogorov-Smirnov检测法来检测不同流型的声信号均方根分布的相关性，来究成管流系统流动状态的判定。本研究成果可为油气生产实茂中应用声波测量技术实时监测油气管道提供参考
关键词：油气管路；流动状态；声波测量；表观流速；电压值 Doi : 10.3969/j.issn.10066896.2017.3.004
Experimental Study on Acoustic Emission Measurement of Flow Conditions in the Oil and Gas Pipeline
Yue Xiaoqing，Wang Xin
Abstract: Twophase flow is quite common during production and transportation process in the oil and gas field. The flow conditions of the liquid in pipelines directly influence the overall running con ditions and safety of pipelines, so it is important to study the flow conditions of the twophase pipe flow system. Acoustic emission (AE) medsurement is noninvasive, with simple medsurement process and low requirements for measurement environment. First of all, AE signals of the airwhite oil pipe line have been ceptured and dealt.Then the corresponding relation between the original voltage oscil logram of AE signals and flow conditions of pipeline system has been analyzed in time domain, which can tell energy distribution rules of AE signals in different flow conditions. After that, the Kolmogo-rovSmirnov detection method has been applied to test the relevancy of root mean square distribution of AE signals in different flow conditions, which can decide the flow condition of the pipeline system. The study results can provide reference for using AE measurement technology to monitor oilgas pipe* lines in realtime for oilgas production practice.
Key words: oilgas pipelines; flow condition; AE measurement; apparent velocity; voltage valves
气液两相管流广泛存在于化工行业，两分相相对含量的不同会使两相流系统呈现出截然不同的流动状态，如层流、波浪流、气泡流、段塞流、环状流以及弥散流等。段塞流是石油与天然气工业生产管道中最为常见的一种流型，不仅难以控制与测量，而且会对下游各生产设备造成损坏，而声学测量方法作为一种非干扰式的测量方法，已成功应用于载荷以及压力容器的测量；此外，由于声波测量方法操作简单，对测量环境要求不高，因此声波测量方法目前已经在各行业得到了广泛的应用。将声波测量技术应用到两相管流的研究领域，对两相管流系统进行精确的测量与监
"中国石油大学（华东）储运与建筑工程学院储运系
14 万方数据
测，不但可以为石油生产过程节约操作成本，还可以避免危险事故的发生，对油气生产输送管道的运行具有十分重要的意义。
原理分析
两相管流系统中的声信号主要产生于气泡的形成、生长与破裂的过程（LEIGHTON"和TSIRBAS"）流动流涡产生的瑞流噪音（DERAKHSHAN和 BRENNEN")，相组分之间的相互作用（BOYD"），以及管道中管壁与闵门处的流动限制等，因此，当两相流系统中的气泡增多或端流度增大时，声信号
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