【摘 要】
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在油气田开采过程中,直接从井口采出的天然气一般需要经过脱水以及一系列净化处理后才能进行长距离的运输,通常将未经处理过的天然气称为“湿天然气”。湿天然气广泛存在于天然气的开采及运输过程中,其含水率是气井产出、生产情况的重要指标之一,它能够反映气液两相流的流体基本特性,还能够帮助分析两相流中各相流体的流量、密度等信息。本文以射频技术理论及电磁场相关理论为基础,重点研究了适用于湿气含水率测量的方法以及适
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在油气田开采过程中,直接从井口采出的天然气一般需要经过脱水以及一系列净化处理后才能进行长距离的运输,通常将未经处理过的天然气称为“湿天然气”。湿天然气广泛存在于天然气的开采及运输过程中,其含水率是气井产出、生产情况的重要指标之一,它能够反映气液两相流的流体基本特性,还能够帮助分析两相流中各相流体的流量、密度等信息。本文以射频技术理论及电磁场相关理论为基础,重点研究了适用于湿气含水率测量的方法以及适合于天然气井管径的射频传感器结构。本文从电磁波在湿气介质中的传播特性出发,详细分析了电磁波在介质中的电场幅频及相频特性,提出了基于射频技术的湿气含水率测量模型,在此基础上建立了与之相对应的系统,并对系统进行了相应的调试和优化。研究了射频技术用于湿天然气含水率的测量理论以及双螺旋线圈结构的特性,设计了适合于天然气井管径的射频天线结构,使工作频率、天线长度、与管径之间实现合理匹配,实现了湿气含水率的在线测量。与此同时,利用射频与文丘里的组合方式提出了新的修正系数,改善了文丘里的流量测量。在上述理论研究的基础上,对系统性能进行测试。首先,对硬件电路进行了30Mpa的耐压及密封性试验。其次,通过模拟湿气环境进行了室内湿气含水率测试试验,分析实验数据可以得出,该系统的数据重复性较好,且相对误差在15%以内。在室内试验的基础上经过进一步调试开展了室外实验。实验表明,本文提出的这种基于射频技术的湿气含水率测量方法可实现湿气含水率的有效测量。
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