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申请/专利权人：哈尔滨工程大学

摘要：本发明属于油气两相流检测技术领域，具体涉及一种基于超声波融合技术的石油天然气份额测量装置及方法。本发明通过超声波收发一体换能器对油膜回波信号进行采集，实时监测油膜厚度；同时四种频率超声波换能器发射接收超声波信号，对油气两相流种超声传播特性信号进行分析，实现流型识别；根据识别后的流型，高速采集分析单片机选择该流型适用的频率，对相应的超声波换能器信号进行分析计算；不同流型对应不同的理论计算模型，对油气两相流份额进行计算与反演算。本发明结构简单，价格低廉，数据采集准确方便，可应用工业方面多，研究工况范围广。

主权项：1.一种基于超声波融合技术的石油天然气份额测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将基于超声波融合技术的石油天然气份额测量装置安装于海底油气运输管道中，密闭油气传输管道前后两端通过管道连接法兰与海底油气运输管道连接；所述基于超声波融合技术的石油天然气份额测量装置包括密闭油气传输管道和四种不同频率的超声波收发一体换能器；所述的密闭油气传输管道的前后两端设有管道连接法兰；所述的四种不同频率的超声波收发一体换能器包括四台100kHz超声波收发一体式换能器、四台200kHz超声波收发一体式换能器、四台1MHz超声波收发一体式换能器、一台5MHz超声波收发一体式换能器；所述的5MHz超声波收发一体式换能器布置在密闭油气传输管道的顶面；所述的四台100kHz超声波收发一体式换能器分别布置在密闭油气传输管道的上下左右四侧，布置在密闭油气传输管道上下两侧、左右两侧的两台100kHz超声波收发一体式换能器采用对射式布置；所述的四台200kHz超声波收发一体式换能器、四台1MHz超声波收发一体式换能器的布置方式与四台100kHz超声波收发一体式换能器相同；四种不同频率的超声波收发一体换能器分别与超声波发生器和数据采集分析系统连接；步骤2：开启超声波发生器和数据采集分析系统，四种不同频率的超声波收发一体换能器同时发射超声波脉冲信号；除5MHz超声波收发一体式换能器外，每台超声波收发一体换能器接收来自于对射式布置的另一台超声波收发一体换能器的对射信号，并接收自身的回波信号；5MHz超声波收发一体式换能器仅接收自身的回波信号；步骤3：判断流型；若四台1MHz超声波收发一体式换能器均未接收到对射信号，5MHz超声波收发一体式换能器接收到的回波信号显示为气体，100kHz超声波收发一体式换能器、200kHz超声波收发一体式换能器接收到对射信号，则判断流型为雾状流；若四台100kHz超声波收发一体式换能器、四台200kHz超声波收发一体式换能器、四台1MHz超声波收发一体式换能器接收到的信号中存在对射信号，且5MHz超声波收发一体式换能器接收到的回波信号显示为液体，则判断流型为泡状流；若四台100kHz超声波收发一体式换能器、四台200kHz超声波收发一体式换能器、四台1MHz超声波收发一体式换能器接收到的信号中存在间断对射信号，且5MHz超声波收发一体式换能器接收到的回波信号显示为液体，则判断流型为弹状流；若四台100kHz超声波收发一体式换能器、四台200kHz超声波收发一体式换能器、四台1MHz超声波收发一体式换能器接收到的信号中存在间断对射信号，且5MHz超声波收发一体式换能器接收到的回波信号显示为气体液体交替，则判断流型为段塞流；若5MHz超声波收发一体式换能器接收到的回波信号显示为气体，位于密闭油气传输管道下方的超声波收发一体式换能器接收到的对射信号消失、回波信号显示为液体，则判断流型为层状流；若四台100kHz超声波收发一体式换能器、四台200kHz超声波收发一体式换能器、四台1MHz超声波收发一体式换能器均未接收到对射信号，位于密闭油气传输管道上方的超声波收发一体式换能器均能接收到幅值不稳定的回波信号，且5MHz超声波收发一体式换能器接收到的回波信号显示为气体，则判断流型为波状流；步骤4：若流型为雾状流，则采用McClements模型进行两相份额的测量计算；若流型为泡状流，则采用Medwin模型进行两相份额的测量计算；若流型为弹状流、段塞流、层状流、波状流中的一种，则采用时差声速模型进行两相份额的测量计算。

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