基于槽式孔板的凝析天然氣計量技術研究.pdf

1、凝析天然氣的在線計量屬于多相計量的一個分支，是石油天然氣工業(yè)迫切需要解決的問題之一。本文將其簡化為低含液率氣液兩相流計量問題，基于課題組自行開發(fā)的凝析天然氣流量計樣機和大量的實驗數(shù)據(jù)。本文為流量計開發(fā)一種基于軟測量模型的快速、高效的數(shù)據(jù)處理方法，擴大流量計的測量范圍、提高測量精度和實時性，為流量計計量算法的完善奠定基礎。 研究工作分為兩部分，第一部分對單個槽式孔板測量數(shù)據(jù)進行處理，先后完成了基于差壓平均值的孔板壓降倍率特性研究和

2、基于差壓波動部分的特征量提取；第二部分為基于雙槽式孔板組合的兩相流參數(shù)檢測技術研究，分別為基于相關技術的相含率測量和基于神經(jīng)網(wǎng)絡的流型辨識和流量測量。 基于差壓信號的平均值，詳細分析了不同孔徑比的槽式孔板ΦG隨X、Frg和γ變化的規(guī)律，并將X、Frg和γ作為變量對Murdock相關式進行修正，提出了一種新的適用于不同孔徑比槽式孔板的壓降相關式；與前人基于標準孔板的相關式相比，由于修正了γ對ΦG的影響，在文中實驗條件下其流量計算精

3、度最高。 基于差壓信號具有強烈的非線性、非平穩(wěn)性和非高斯性，應用Hilbert-Huang變換和高階統(tǒng)計分析方法對差壓信號波動部分進行處理，提取了一組新的特征量：IMF分頻段能量及能量分數(shù)、IMF熵、HHT熵和雙譜熵；分析表明：上述特征量對氣液兩相流動參數(shù)的變化非常敏感，為建立氣液兩相流參數(shù)檢測的軟測量模型提供了依據(jù)。 基于流量計的雙槽式孔板結構，應用小波變換和經(jīng)驗模式分解對上下游差壓信號進行處理，分別將分解結果作為相關

4、量計算相關速度，研究了相關速度與X及液相含率之間的關系；結果表明：原始差壓信號得到的相關速度不能很好地反映兩相流動參數(shù)的變化，而由分解后的某些分量獲得的相關速度與相含率之間具有穩(wěn)定的關系。 提出了一種新的信號特征選擇方法—mRMR+BP，分別以mRMR+BP方法和主成分分析法對差壓信號特征量進行預處理；以流型和氣液分相流量作為BP網(wǎng)絡輸出，以從上下游差壓信號中提取的兩組特征量及其組合作為網(wǎng)絡輸入，建立了三個獨立的子網(wǎng)絡；通過對子