多相材料（精选八篇）
多相材料 篇1
1 零维碳纳米材料
零维, 一维和二维碳纳米材料是按碳纳米材料空间维度受纳米尺度的约束程度来划分的。当这三个维度都存在于纳米范围内时, 此时的碳材料便是零维碳纳米材料。像富勒烯、洋葱碳、碳包覆纳米金属颗粒以及纳米金刚石等都是零维碳纳米材料。本文主要以富勒烯为重点来对零维碳纳米材料进行说明:
1.1 富勒烯 (fullerene) 发现的过程及其结构和在多相催化中应用
富勒烯 (fullerene) 是世界重要的发现。这一发现是由英国的波谱学家Kroto以及美国的Curl和Smally共同完成的, 他们是在研究石墨的气化产物时发现的。他们对这种分子十分好奇, 于是对其进行了深入的研究。经过研究发现, C60的结构十分有趣, 它有12个五元环和20个六元环, 同我们平时踢的足球是一样的形状, 有32个面体, 其直径大约为017nm。那么, 这种碳结构是怎样制备的呢?其实, 制备碳结构有很多的方法, 比如通过激光气化来进行制备, 通过使用太阳能加热来进行制备等方法都可以有效制备出富勒烯, 而最主要的方法还是通过使用石墨电弧法来制备取得富勒烯。
1.2 洋葱碳和碳包覆金属纳米颗粒及其在多相催化中的应用
制备洋葱碳是一个非常困难的工作, 其制备方法非常少, 仅有几种方法如电子束辐照法和直流电弧法。洋葱碳具有很强的催化性能, 其可以作为氧化脱氢催化剂进行催化。据科学家们研究发现, 在同等质量下, 洋葱碳具有较高的数目活性中心, 这也使其催化性能要好过其他催化剂。但是受到了制备方法控制难以及产物的纯度较低的缺点影响, 想要对洋葱碳材料进行宏量制备是无法做到的。也正因为这样, 洋葱碳材料无法被有效应用在多相催化领域。
1.3 纳米金刚石在多相催化中的应用
所谓纳米金刚石, 指的是均粒径为纳米量级的金刚石微粉, 其具有纳米粒子和超硬材料两种特性, 是一种新型碳纳米材料。纳米金刚石材料的生产是近些年刚刚兴起的。也正因为如此, 对其的制备方法十分不完善, 并没有被有效利用于催化剂领域。
相关实验证得, 如果将甲醇分解, 并在空气下将其催化剂进行处理, 就会使催化剂拥有非常强烈的反应活性。此外, 当进行乙苯脱氢制苯乙烯的反应时可以发现, 无论是纳米金刚石还是碳纳米管, 它们的催化活性都是非常高的。由此可见, 石墨的结构并不会对催化活性起着决定性作用。
2 一维碳纳米材料
简单地说, 一维纳米材料指的是当空间上的两个维度在纳米范围的碳材料, 碳纳米纤维和碳纳米管就是这种材料的最好代表。关于近几年来碳纳米纤维和碳纳米管在多相催化领域应用的最新进展如下所示。
2.1 碳纳米纤维 (CN Fs) 的制备及相关问题
在进行VGCFs生产时, 一般采用苯、甲烷等小分子的有机化合物作为主要的碳源。而碳纳米纤维通常主要是通过小分子气相生长碳纤维 (VGCFs) 催化裂解制备的, 且催化剂主要采用金属铁、钴、镍等以及它们的合金或化合物。这种材料的制备方法有有基板法和流动法两类。
2.2 碳纳米管 (CN Ts) 的发现及其在多相催化中的应用
碳纳米管是一种非常重要的材料, 该材料的发现在科学界引起了轰动。科学家们充分利用了碳纳米管的表面积大的特点以及稳定性强等特点, 有效地促进了钴金属的分散, 进而成功使钴团簇的尺寸减小。
3 二维碳纳米材料
所谓的二维纳米碳材料指的是那些在空间范围内仅仅有一维处于纳米尺度范围内的碳纳米材料。
3.1 二维石墨烯 (graphene) 及其在多相催化中的应用
石墨烯的组成结构十分独特, 其是由碳原子六角形网格形成的单层二维片层。石墨材料的有很多的优点, 比如其吸附性质很强, 导电导热的性能好等。而石墨烯的这些优点也使其具备了成为有效催化剂的条件。石墨烯尺度范围在微米级, 其等效于一种分子性能非常高的材料, 也正因为如此, 石墨烯也被人们看做是最为方便回收的类均相催化剂。
3.2 碳纳米墙 (carbon nanowall) 及其在多相催化中应用
二维碳纳米墙的制备方法很简单, 其可以通过微波等离子体增强化学气相沉积 (MPECVD) 法、热丝化学气相沉积 (HFCVD) 等方法来进行制备。纳米墙的表面积是非常大的, 而其非常适合被用于催化剂载体, 特别是燃料电池电催化剂载体。在进行碳纳米墙制备工作时, 一般是可以直接进行而不需要添加催化剂的。也正因为如此, 碳纳米墙制备省去了去除剩余残存催化剂的环节, 而这也成为其一个很好的优点, 得到了人们的一致看好。
参考文献
[1]李雪亭, 臧鹏远, 叶秋明, 耿皎, 王喜章, 王秧年, 胡征.Pd/MWCNTs (多壁碳纳米管) 催化剂的制备及其Heck反应催化活性[J].无机化学学报, 2011.
胭脂路上多相思 篇2
林同搬来胭脂路的那天，戴晨第一次进网吧。身份证在前台的刷卡器上一刷，十八岁，终于可以光明正大地出入网吧。
在网吧里跟一堆素未谋面的网友海聊完以后，戴晨一出门就遇见林同。他穿破洞的牛仔裤，头发染成性感的板栗色，衬得皮肤特白，黑黑亮亮的瞳孔上有她的样子。
她怔怔地侧身让他进去，想起刚才新认识的男网友问她喜欢什么样的男生，她答：帅的，高的，优秀的。
嗯，大概就是林同那样吧。
戴晨心里燃起一丝莫名的小欢喜，一边摸着短发，一边若有所思迈着步子朝自家跑去。
再遇见林同，在网吧前台，结账时她特地跑过去一起刷身份证，看到他的名字。
下次再遇见，戴晨老远就喊他的名字，不知情的还以为他们是认识多年的青梅竹马。
林同一愣，随后咧嘴一笑，这算是他们正式相识。
从此胭脂路上，就多了一个单相思。
【不甘心的眷恋】
秋天，戴晨要去南昌上大学，林同去送她，两人脚步一慢再慢，她的心意就快要呼之欲出，但没说出口。经过一个夏天的相处，戴晨跟林同已经很熟，在网吧一起游戏，一起吃冰糕，一起在天黑前逃出网吧。
那是八月的一天，戴晨买了刚上市的橘子去网吧，林同也在，她打完游戏时发现林同正帮她剥橘子，一颗一颗脱了衣服的橘子攒了—堆，丝毫不介意游戏里被抛弃的队友的愤怒。
那一刻，戴晨的心恍恍惚惚地醉了，林同的一举一动在她眼里都变得好看起来。她突然坐直身子，又捋捋头帘儿，眼神不知不觉就飘到他身上。
那以后她接连一个月都买橘子，吃得腮帮子发酸，游戏再也打不赢对手了。只是，九月以后他们就要开学了，她要去南昌，而他要去合肥。她没有勇气异地恋，也没有勇气告白。
四年大学，除了偶尔网上联系，就只有寒暑假回武汉的胭脂路能见到，但毕竟生疏了，不会特地约出来见面。奇怪的是，他们总是不约而同地在网吧遇到，大学毕业后也都回到了武汉。尽管戴晨在大学里也曾谈过几场不了了之的恋爱，但是对于从未得到的林同，她多少有些不甘心的眷恋。
【告白被人抢了先】
打听到林同没有女朋友，戴晨不禁暗自庆幸，在林同单位附近找了份工作，朝九晚五，在公交车上遇见，她就装出—脸诧异，夸张地喊—声：“嗨！”
林同摘下耳机，两人挤到—处站着聊起天来。转弯时司机开得飞快，戴晨脚下不稳，直直倒进林同怀里，直到车平稳下来，她才站直，两个都望向窗外，气氛尴尬又美好。
戴晨在心里盘算，再这样“偶遇”几次她就表白，铺垫都做好了才有完胜的可能。
然而，戴晨到底没有等到那一天，因为……林同先表白了。戴晨意外又惊喜，掺杂莫名的失落，好像本该属于自己的告白被人抢了先。
恋爱后的日子比想象中更甜蜜，第一次牵手、接吻完成后，就瞒着家里租了间房同居。那时候戴晨才发现，其实林同早就换了公司，只是为了跟她乘车才装作同路。戴晨突然有了想要嫁给林同的冲动。
戴晨在网上买了组合相框，把她跟林同的照片挂在客厅，还有模有样地戴着围裙开始学煮饭，一副要当贤妻良母的样子。林同还是喜欢打游戏，有时候跟朋友组队一打就是一个通宵，戴晨却不再玩了，一开始还觉得没什么，时间一久心里自然不平衡。
【风从回忆里吹过来】
第一次争执是在林同彻夜打游戏之后，戴晨煮完早饭他却睡着了，她叫他吃饭，他却一脸不耐烦，最后吵得不可开交。吵完两人都愣住了，曾经那么好的两个人，没想到也会到吵架这一步。
两人不再吵架也不再说话，各做各的，气氛实在压抑，戴晨想起第一次在网吧门口遇见林同的光景，已经距离现在好远好远了。她已经很久没有跟他一起打过游戏，没有去过网吧，一起在胭脂路吃鱼蛋了。她冷静了一个晚上才明白，只因为她对他期许太高，以为自己会一生都像偶像剧女主角，被男主角妥善收藏，用心呵护，而不是这样乌烟瘴气地生活。
第二天，戴晨提议应该分开一段时间，大家都想想清楚，林同大概也觉得自己昨天态度不好，答应冷静。
戴晨收拾了简单的行李搬回了家，站在胭脂路上时，忽然有些想哭，她跟林同都没变，变的是岁月，是生活。她在网吧打了一夜游戏，又去超市买了炸鱼蛋和冰糕，夏天的风从回忆里吹过来，无奈的是，到底不再是当年了。
【人生变得好快】
租的房子在夏末到期，林同也一起搬回了胭脂路。两人站在路口提着行李，面对面沉默了一阵，然后各回各家。
林同全家从胭脂路搬走是初秋的事了，他站在网吧门口遇见戴晨，他说他可能不久后要去长沙了。戴晨怔了怔说，噢。
林同就那样走了，戴晨去送他，站在胭脂路巷口。临行时，林同又说，我可能这两年都不会回来了……言下之意是，戴晨不用等他了。戴晨好久没说话，眼泪险些就要掉下来，但她向来骄傲，咧嘴一笑对他说：“好啊，那祝你前程以锦。”
林同走了，胭脂路再也没了那个给她买炸鱼蛋的人。
戴晨为了转移注意力，开始努力工作，一年后就升了部门备用经理，因为实在太忙连头发都没时间剪，她后知后觉地发现，头发已经垂肩了。在街上遇见高中同学，没想那人惊讶地说，咦，你长发比短发更好看哎。戴晨一愣，留了好多年短发，到了十八九岁终于爱美想留长发，却因为林同喜欢短发而一直短发。这一次，她决定留长发了。
国庆长假，她终于给自己放了假，哪里也没去，打算泡在网上打游戏，许久没登录的游戏账号有许多留言，其中也有林同的：“戴晨，我想你了。”
留言时间是七个月前，戴晨看着那两行字不知不觉泪如雨下，她恍恍惚惚地走出网吧，想去超市买炸鱼蛋，可是超市不知道什么时候变成了火锅店。
她摸了摸自己的长卷发，忽然觉得人生变得好快。
【如同春花秋月的美丽】
最后一次遇见林同，是秋天。戴晨帮老妈去超市买酱油，一转身就看见林同，他站在太阳底下，背后是胭脂路热火朝天的早市和网吧旧旧的门楣。
只可惜，他身旁站的人已经不是她。
林同也看见她了，很自然地朝她挥挥手，她的目光却在他身旁的姑娘身上，短短的头发，尖尖的下巴，天真无邪又毫不知情地笑着。
戴晨说了一句好久不见，匆匆逃走，怀揣着“林同会不会回头看她”的小心思回头时，林同跟那个姑娘都已经消失在人海中了。戴晨忽然有一种隐隐作痛的难过，她始终对他们的分手耿耿于怀，她总觉得林同曾经是可以属于她的。她知道天底下所有前女友都有这样的小心思，她不应该这么俗气，可俗气的眼泪和俗气的嫉妒怎么也藏不住。
末了，她又莫名其妙地庆幸，还好超市的炸鱼蛋没有了，网吧也停业了，胭脂路上所有的过往里，只属于她和林同。
井下多相流测量技术综述 篇3
目前井下流量动态监测大多采用单相流量测量仪表如涡轮流量计、井下多普勒流量计等。前者通过计算涡轮的转速获得井下流体的流量, 而后者利用了声学多普勒效应测量流体流量。 这2 种流量计没有对相分率进行测量, 无法提供多相流中各相的流量, 从而影响了多相流的测量精度和效果。 当下, 只有国外极少数公司能够提供井下多相流测量的解决方案, 在国内井下多相流量计的应用几乎还是空白。
1 井下多相流测量技术
1.1 井下温度和压力的测量
由于井下工况和地面工况之间存在较大的差异, 因此井下多相流的测量离不开井下温度和压力的测量。 目前用于井下温度和压力测量的仪表主要有两大类: 一类是电子传感器, 另一类是光纤传感器。
电子传感器中最典型的是电子石英传感器。 石英的化学性质稳定, 在井下高温高压等恶劣环境中能够保持较好的传感特性, 将石英传感器和必要的电子元件配合使用能够实现较大温度范围和压力范围内的高分辨率测量。 在20 世纪80 年代石英传感器出现以前, 井下压力测量系统都是通过应变计来测量压力的, 这种应变计与石英传感器相比分辨率低 (0.07k Pa) 、漂移大 (>68.9 k Pa/a) , 难以满足井下环境对仪表超高稳定性和可靠性的要求[4]。 常用井下石英传感器大致包括以下几类:石英电容传感器, 压电传感器和谐振梁式传感器等。 其中谐振梁式传感器应用较多, 测量精度较高, 在非光纤类传感器中, 谐振梁式石英传感器已经成为井下压力测量的基本传感器。
井下极端环境对工业用传感器的可靠性和稳定性提出了苛刻的要求。为了满足市场的需求, 出现了尺寸更小、能承受更高压力和温度的传感器。这些能够承受高温高压的传感器适用于井眼尺寸随深度而减小的深海环境。此外, 对测量精确度的要求还催生了井下双压力传感器, 安装在井下的压力传感器由1 个变成了2 个, 2 个传感器可以互相验证或者在其中1 个仪表失效的情况下互为备用。
目前石油工业测井技术领域应用的电子类井下压力传感器的测量精度可以达到0.015%~0.02%的满量程, 分辨率达到了0.07k Pa左右, 最高压力测量范围达到172~207MPa; 温度传感器的测量精度可以达到0.15℃左右, 最高能够承受200℃左右的高温。 表1 给出了部分厂家的井下温度压力传感器参数。
注:以上数据来自对应公司官网
在过去的几年中, 井下光纤传感器在石油工业中得到了广泛的应用。光纤无可动部件, 抗电磁干扰能力强, 耐高压、耐腐蚀, 在井下极端环境中具有极强的适应性、可靠性。
应用于井下温度和压力测量的光纤传感器主要有以下几种:布拉格光栅传感器 (FBG) 、法布里-珀罗干涉传感器、分布式温度监测系统 (DTS) 等, 其中FBG和法布里-珀罗传感器主要用于单点温度和压力采集, 而DTS则可用于井下不同位置的多点分布式温度测量。 国外某公司生产的井下光纤传感器压力测量精度可以达到0.01%的满里程, 分辨率达到0.2k Pa, 温度测量精度达到了0.1℃ , 分辨率为0.02℃。 这种光纤传感器能够适应井下150℃的高温和137.9MPa的高压。
尽管现在预言光纤传感器将取代电子类传感器在井下的应用还为时尚早, 但光纤传感器在恶劣环境中的适应性却被广大的研究者和应用者普遍看好。
1.2 井下多相流的测量
井下多相流的测量与地面多相流的测量思路基本是一致的, 即通过一定的方式分别测量出多相流体的总流量和各单相的相分率 (体积相分率或质量相分率) , 结合滑移模型计算出各单相流体在工况条件下的体积流量或质量流量, 再借助一定的PVT模型将工况相流量转换到标准状况条件下。
井下流量计可分为两大类:短时型与永久型。短时型井下流量计在井下的工作时间一般是几个小时至几天的时间, 而永久型井下流量计工作寿命要达到几年甚至十几年。
1.3 井下光纤流量计
通过在一根光纤上集成多个FBG传感单元, 可以测量出光纤传感器处管壁所受到的压力扰动信息。这里的扰动由两方面原因造成, 一是紊态管流所产生的涡流给管壁造成的压力扰动, 二是管道内声波沿管道向上下游传播对管壁造成的压力扰动。 运用声纳处理技术可以将这两种扰动区分开来, 从而实现流速和声速的测量。 根据压强扰动的相关信号可以得到混合流体在管道中流动的速度, 即混合物流速;根据声速可以计算出流体的混合密度, 再结合测得的温度、 压强等信息就可以推断出被测处油水混合物的组分比例和速度等信息[3], 如图1 所示。
美国某公司研制的光纤多相流传感器可进行多相流组分 (包括含水率、含气率) 和流速的测量, 含水率、流速测量误差在测量范围内都小于±5%。 两相流传感器的工作温度0~150℃; 工作压力0~103MPa。2000 年该公司在位于墨西哥湾的某深水油井内安装了基于布拉格光栅原理的流量传感器。 传感器的下放深度最大超过6 400m, 环境压强达48.3~58.6MPa, 工作温度54~65℃。 在此环境下, 传感器可以实时向地面传送高精度的井内流速、含水率、压力和温度等信息。
国外某公司官网上提供了一种基于光纤技术的井下多相流量计产品。 由于声波的速度与混合物中油、气、水三相的体积分数有直接联系, 其核心技术为基于管中流速以及声波在混合物中传播速度的测量。 该产品适用于直径从136.5mm到139.7mm的管道。该流量计应用于油水两相流的流量测量, 精度达到了5%, 应用于气液两相流的流量测量精度为5% ( 含气率<30% 或含气率>90% ) 到20% ( 含气率在30%~90%) , 已安装了16 台于近海油田, 至今已正常工作3 年以上。
国内光纤流量计的研究尚处于起步阶段, 一家光纤传感技术重点实验室研究了一种光纤干涉流量计[6]。 当流体流过管壁时可由湍流产生振动, 紧密缠绕在油管外壁的光纤能够感应振动信息, 通过管壁振动频率特性范围内确定出的由湍流诱发管壁振动加速度脉动值标准方差与平均流量的量化关系, 即可求解出相应的流量。 目前实验完成了5~60m3/h的较大流量量程的监测, 测量精度为±5%。 这是最接近国外永久型井下光纤流量计的研究工作, 然而其仅在实验室进行了水流量的实验测试, 距离井下多相流的测量还有很多工作要做。
光纤流量计具有抗腐蚀、耐高压、抗电磁干扰、无电子原件等优点, 在井下应用中具有明显的优势。但是这种流量计的测量范围有限, 作为永久性安装流量计来说, 随着油田的进一步开发, 必然伴随着含气率的变化, 当含气率超出量程范围时, 其测量精度将大打折扣, 这也就限制了该流量计在特定工况下的应用。
1.4 文丘里比重流量计
美国某公司是最早涉足井下多相流计量领域。1994 年, 该公司第一套Flo Watcher系统实现了油田现场安装。 这种流量计采用文丘里差压来计算井下多相混合流体的总流量, 采用重力式差压计来测量井下混合流体的密度[7,8], 进而推算出各相的相分率, 如图2 所示。
这个系统包括一个带有长直管段的文丘里喷嘴和3 个永久安装的压力传感器。 压力传感器2 和压力传感器3 用来测量流体的混合密度, 压力传感器1 和压力传感器2 用来测量流体的流量。 压力传感器2 和压力传感器3 之间的差压是由两部分引起的, 一部分是重力作用形成的静水差压, 另一部分是由流体与管壁之间摩擦产生的摩阻损失。 据此可计算出流体的混合密度。
这种流量计结构和原理简单, 依靠静水压力测量混合流体密度进而求的相分率, 但是对传感器的精度和分辨率要求较高, 在高井斜和水平井中无法应用。
1.5 文丘里伽马流量计
国外某两家公司在1997 年曾合作开发过一种文丘里与伽马密度计相结合的井下多相流量计[9,10]。该流量计使用2 个绝压表测量文丘里喉部和入口直管段的压力, 进而求得混合流体流过节流件时的压降。 位于下游的以Ba133 为放射源的伽马密度计可以测量出介质的混合密度, 结合压力表测得的差压可以得到混合物总流量。 如果标定出气-液或油-水的单相密度, 则根据混合密度公式就能求出各相的相分率。
这种井下流量计只有3 个传感器组成, 可同时测量多相流量和相分率。与文丘里比重流量计相比, 这种流量计不再依赖静水压力来获得相分率, 因而适用于高井斜的井和水平井。 2000 年, 流量计原型机在某油田安装试用, 安装深度5 273m, 井斜88°, 井底压力17.5MPa, 温度60℃, 可同时上传温度、压力、流量、密度、相分率等。 通过这些数据, 可以监测泡点压力、水侵、气锥的出现。
1.6 有望用于井下湿气测量的双差压文丘里湿气流量计
利用多级差压技术可实现湿气在线测量[11]。 在ISO/TR 11583:2012[12]中对差压式湿气流量计的设计和模型已有说明。 文丘里湿气流量计是常见的一种多级差压式湿气流量计, 由于没有可动部件, 结构简单, 可以适应含砂摩擦、强腐蚀等各种恶劣的工况条件。
这种流量计在文丘里喉部和上下游管段分别取一个压力, 然后依据两级差压之间的关系建立一定的虚高模型, 通过迭代求解的方法确定出混合流体中气相和液相的流量, 如图3 所示。
目前多级差压式湿气流量计在地面的应用已经得到了现场验证和石油运营公司的认可, 国外公司更是将这种技术用到了水下。 国内某高校在多级差压式湿气流量计的研究方面取得了一系列的成果, 2010 年, 该高校研发的基于DTD-VV双节流三差压原理的凝析天然气两相流量计开始应用于国内某气田, 截至目前已经完成了1 500 余次测试, 取得了显著的经济效益和社会效益。 2013 年1 月起基于双差压长喉颈文丘里DLV技术方案的凝析天然气两相流量计开始在国内某油气田测试, 由于其结构简单, 工作可靠, 运行稳定, 也取得了较好的测试效果。
文丘里流量计由于结构简单, 对井下极端工况具有较好的适应性。 同时, 文丘里结构与井筒类似, 较容易在井下实现空间布局和传感器集成。而且, 此项技术在国内已经有了较好的基础, 因此, 对国内井下流量计研发而言, 将双差压文丘里湿气流量计从地面到井下的移植具有较高的可行性。
2 井下多相流计量面临的挑战
从多相流测量的角度来说, 多相流由于其固有的复杂性, 测量精度往往受到流型、滑差、介质性质变化的影响。 理想的多相流测量技术应该是直接测量各相流量, 但是目前这样的技术并没有出现, 至少还在理论和实验室研究阶段, 如何避开滑差、PVT参数影响, 提高多相流测量精度是多相流测量 (包括地面、井下和水下) 所面临的一个问题。
井下恶劣的测量环境和有限的空间也对整套井下测量装置的可靠性和空间结构提出了较高的要求。井下与地面不同, 流量计安装之后维修和回收所需的技术和成本过高, 因此通过技术手段提高井下流量计的可靠性是井下流量计发展的一大挑战。
对国内而言, 井下多相流量计的关键技术仍掌握在少数几个国际大公司手中, 售价昂贵, 井下多相流量计国产化是一个趋势。 但是国内相关研究仍在起步阶段, 国内研究机构和多相流量计厂商要解决井下多相流量计在设计、制造、安装、维护、标定、防腐等问题方面还有很长的路要走。
多相流量计技术的开发应用 篇4
管柱式气液旋流分离器相对传统测试分离器来说具有小型化、计量回路简单、重量轻、分离时间短、橇装移动灵活等优势, 对现阶段控制成本提高采油效率的油田运营来说有着更大的优势。
1 管柱式气液旋流分离器的分离原理
如图1所示, 根据分离过程中各阶段实现的功能, 由一个倾角向下的管道从切线方向与一个垂直的管道相连, 既没有可移动部件, 也无需内部装置, 气体和液体分离后分别从直管的顶部和底部排出, 气液相混合物是由旋流转动产生的离心力以及重力进行分离, 形成一个倒圆锥型的涡流面, 从而实现油井产出物的气液分离。
整个分离过程, 通过气相及液相管路所配的自动调节阀, 采用优化控制方案, 保证分离器的液位处于最佳, 从而使系统稳定, 分离效果好, 以便提高计量准确度。同时, 配置在液相管路中的自动调节阀通过PID调节, 控制分离器的液位, 并输出一个开度反馈信号, 传送给气相管路中的自动调节阀控制器, 作为该控制器的输入值控制气相自动调节阀的开度, 辅助液相自动调节阀对液位的控制, 而压力传感器的信号输入到气相自动调节阀控制器, 作为压力高自动连锁保护。图2是管柱式气液旋流分离器的控制原理示意图。
2 产品应用
管柱式气液旋流分离器分离计量橇应用于集输站多井切换和联合计量, 实现产量计量、生产动态监测等, 如图3所示。在橇内同时集成了在线式含水率分析仪, 可以实时地监测含水率的变化, 用于油藏精细化管理和今后数字化油田对单井含水率变化的实时监测。
对于多相流所需要输入的参数有油、气、水三者的工况密度, 设备本身直接测量的数据是液相的混合流量、气相流量、含水率。经过套用Black oil模型进行PVT计算得出油、气、水三者的流量。
国际上对多相流计量的油气水三相计量不确定度的通用指标一般是10%以内, 本次与测试分离器及勘探开发数据的对比, 其油气水三相的计量不确定度在设计条件下, 通过高效分离和精确的补偿算法, 可以持续控制在8%以内;含水率的误差在5%以内。
以下是单井的对比测试结果。
管柱式气液旋流分离器气相及液相均采用质量流量计, 由于是对混合流体的持续计量, 稳定时间在半小时内, 所以每口单井的计量时间投运后可大幅度的缩减。同时, 使用该装置后相对传统分离器能使压损降低0.15 MPa-0.2MPa。如果应用在原油外输环节也可以降低外输泵功率, 减少了电能的消耗。管柱式分离器的结构特点避免了气串液路和液串气路, 管线没有堵塞现象, 基本不需要排污处理, 有效的减少了环境污染。对于现场实际工况, 可根据变化调整模型算法, 便于更加适应实际需求。这一点对于油藏分析以及及时调整生产计划有着积极的作用。
从对比测试结果可以看出:气相不确定度≤7%, 液相不确定度≤10%, 含水率由于现阶段基本趋近于1%, 所有含水分析仪所带入计算的值为实验室提供, 气液比≤5%。基本满足生产单位对多相流测试的要求。
3 结语
管柱式气液旋流分离器计量装置应用于高产油田。作为比对测试阶段, 此橇装多相流量计基本满足实际生产需要, 体积和维护方面有着明显优化提升, 日常使用无需排污, 计量时间短。尤其方便了在中东沙漠环境下的人员操作, 提高计量效率。
多相流计量技术在中东油田的成功开发应用, 实现了单井连续计量和分线连续计量, 改善了传统测试分离器计量方法的间断性和不准确性, 弥补了小体积分离计量准确度差的不足, 达到了规范要求的计量精度, 完善了石油多相流混相输送工艺技术, 通过对比测试, 达到了油气田集输规范规定的单井油气水计量准确度≤±10%的要求, 为整个油田的产能精细化管理迈出了坚实的一步。
摘要：目前, 世界上多相流的应用技术基本分为:全分离式、取样分离式、不分离式。其中不分离式越来越突出的成为发展的主要方向。在中东地区各大油田, 对于油、气、水的单相计量的仪器仪表在合适的工作范围, 其各相测量值的精度大约在≤10%, 基本上都可以满足油田生产计量的实际要求。但对于生产单井采出油直接三相计量以及并用多通阀选井技术连续测量多口单井的工况, 国内外各厂家采用上述不同原理的多相流技术进行计量。本次开发应用的, 是在多相流领域通过气液分离技术, 结合模型算法进行计量的管柱式气液旋流分离器计量, 也是比较广泛的多相流计量方法之一。
潜射航行体水下多相流研究 篇5
1 计算模型
本节采用Mixture多相流模型来求解RANS方程和标准k-ε湍流方程, 计算模型尺寸采用采用半圆形头部, 直径100mm, 模型中重力方向为水平向右, 网格数量在10000~50000之间。通气空化模型采用与自然空化模型相同的尺寸, 其中在距离航行体头部30mm处开设通气孔, 通气孔长度20mm。 (图1)
计算中采用SIMPLE算法, 对于动量方程中的对流项采用一阶迎风格式, 压力项离散采用PISO离散格式, 采用有限体积法进行数值求解。
2 仿真结果
图2给出了二维航行体生成空泡形态的汽相体积分布图。
可以看出:由于通入了气体, 空泡的尺寸明显增大, 这说明通气可以有效地增加空泡的尺寸。
图3给出了二维航行体的压力云图。
可以看出:由于通入了气体, 空泡的高压区域呈现向后移动的趋势, 空泡压力脉冲以一定的速度沿航行体表面向后传播, 表明航行体头部的压力不断减小, 从而在一定程度上地减少了压力脉冲对航行体结构的冲击破坏。
3 结论
综上可知:在水下航行阶段, 对潜射航行体进行主动通气, 可以有效地增大超空泡的尺寸, 减小超空泡的表面压力。此结论为航行体的结构设计、稳定性能设计提供了参考。
参考文献
[1]贾力平, 张嘉钟, 于开平等.空化器线形与超空泡减阻效果关系研究[J].船舶工程.2006, 28 (2) :20-23.[1]贾力平, 张嘉钟, 于开平等.空化器线形与超空泡减阻效果关系研究[J].船舶工程.2006, 28 (2) :20-23.
基于多相滤波结构的整数倍内插技术 篇6
一个数字信号处理系统为了便于信息编码、传输和存储,或是为了节省系统资源以及实现有不同速率要求的系统兼容,往往需要不同的采样率。另外,从宽带信号中提取出窄带信号以及在宽带信号中构建窄带信号这2个方面的应用也日益重要,而这2个方面应用所需的基本信号处理方法就是变换数据速率,即多速率信号处理。多速率信号处理是进行采样率变化的理论基础,其实质就是用数字信号处理方法直接改变信号的采样速率,即对信号进行抽取或内插。
对数据进行降低采样速率的处理,这个过程叫做抽取,把提高信号采样速率的过程叫做内插。但无论设计抽取器还是内插器,都要面临着处理高速率数据的问题。在高数据速率的情况下设计窄带滤波器意味着快速运算以及耗费更多的硬件资源,半带滤波器、级连积分梳状滤波器和多相滤波器恰恰是解决抽取、内插时面临的处理高数据速率的有效方法。
1 多速率信号处理
首先讨论整数倍内插运算的原理。插值运算主要作用是增加采样频率,采样率提高L倍,也就是在2个相邻采样点间插入L-1个样点,同时不能改变原信号的频谱形状,并保证在原信号的通带外不能存在其他频率成分。如果信号为x(n),内插后输出为:
内插器输出信号c(k)的Z交换为:
对某个序列进行整数倍内插,相当于对原序列在时域进行扩展,经过内插大大提高了时域分辨率,内插后的信号频谱为原频谱经L倍压缩后得到的谱。如果信号采样率提高了L倍,必然会在频域产生L-1个镜像,这些高频分量要依靠低通滤波器滤除,才能保证信号内插后不出现畸变。数字滤波器可以用常系数线性差分方程来描述:
其系统函数为:
由于有限冲激响应(FIR)数字滤波器具有稳定、严格的线性相位等优点,所以在实现多抽样率系统时多采用FIR结构来设计滤波器。
在多速率信号处理中,多相滤波的核心思想就是滤波和整数倍的采样速率转换在一个级联结构中分段实现,这样,多相滤波器能工作在低的采样率下,而产生高采样率的输出信号,降低了对数字滤波器的实时性要求,且保证结果不发生频谱混叠。
2 数据速率转换中的滤波器
半带滤波器非常适合于实现D=2M倍的抽取或内插,半带滤波器具有如下性质:
H(ejω)=1-H[ej(π-ω)]; H(ejπ/2)=0.5;
h(n)=0 n=±2,±4,…,n≠0。
半带滤波器的冲激响应h(n)除零点外所有偶数点全为零,由此可见,半带滤波器卷积计算时乘法次数只有一半的计算量。
级连积分梳状滤波器即CIC滤波器,CIC滤波器由积分器和梳状滤波器2个基本的功能模块级连组成。积分器差分方程为:y(n)=x(n)+y(n-1)。
梳状滤波器是一个奇对称的FIR滤波器,差分方程为:y(n)=x(n)-x(n-D),D为梳状滤波器的阶数,也是抽取或内插的倍数。那么,CIC滤波器的冲激响应为:
。
由CIC滤波器冲激响应可以看出,这种滤波器与输入信号卷积时只有加法没有乘法,大大减少了硬件运算时间。CIC滤波器可以实现D不是2M倍的抽取或内插,一般与多级半带滤波器级联来实现高效滤波。
多相滤波器的所有分支都是一个全通滤波器,其相邻分支滤波器的相位差为1/D,因此多相滤波可以实现整数倍和分数倍抽取、内插。另外,可以将多相滤波的实质理解为按照相位均分的关系把数字滤波器的传递函数分解成若干不同相位的分支,每个分支分别实现滤波,那么每一分支路滤波器的系数由原来的N个减少为N/D个,这样就大大减小了计算量。通常采样的带宽越宽对不同信号的适应性就会更好,而且采样率高对提高采样量化的信噪比和分辨率是十分有效的。但是这样会使ADC后的数据速率很高,增加后续信号处理的难度,多相滤波技术的提出恰好解决了降低处理速率的难题,从而达到对信号实时处理的要求。
3 多相滤波实现内插方法
3.1 网络结构的等效变换
多抽样率网络中实现多相滤波要运用网络的等效变换把乘法运算尽量安排在低抽样率的一侧,这样每秒钟内的乘法次数最少,运算效率最高。可以证明,先零值内插再用H(z
假设抽取D倍,内插L倍,输入原采样序列为x(n1T1),输出为y(n2T2),传递函数与零值内插级联的等效变换图如图1所示。
3.2 多相滤波技术
滤波器多相分解也称为多相表示,设FIR滤波器的冲激响应为h(n),则其Z变换为:
对Z变换求和式展开,可以得到抽取器的多相滤波结构为:
如果令
那么
Ek(zD)称为H(z)的多相分量,上式称为H(z)的多相表示。那么同理Q=N/L时,内插器的多相滤波结构如下:
根据内插器的等效关系可以得到内插器的多相滤波结构如图2所示。
由图2可知,此时低通滤波器处于内插器之前,也就是说数字滤波是在提速之前进行的。利用多相分解把原型滤波器分解为几个阶数较小的子滤波器,每个支路滤波器RL(z)的阶数只有原来的1/L,这样滤波器结构得到简化,并且提高了运算精度,降低了硬件复杂度。
将多相内插滤波器和多相抽取滤波器相结合后就可以实现分数倍抽取、内插,并进一步提高运算效率。多相滤波中的FIR滤波器既可以设计为低通滤波器也可以设计为带通滤波器,其原理是完全相同的。FIR滤波器常用设计方法主要有频率采样法、窗函数法和切比雪夫等波纹逼近法。
4 多相滤波的应用
一个信号转发系统实现框图如图3所示。首先对中频信号高速采样,然后经过上变频将信号变到一个高中频上再D/A输出即实现信号转发。
为了有效地降低对混频后的谐波抑制滤波器的要求,D/A前一般都要提高基带的采样率,这也是内插处理经常运用在有上变频运算场合中的原因。通过内插提高采样序列的点数,可以减小D/A输出信号的失真程度,但同时对FPGA运算速度的要求又是相当高的,主要表现在低通滤波器位于内插之后,也就是说数字滤波器是在较高采样率条件下进行的,这无疑大大提高了对运算速度的要求,对实时处理是极其不利的。
在该系统中数字功能全部采用Xilinx公司的FPGA实现,D/A的速率也就是内插器的工作频率达到了315 MHz,而数据速率高于300 MHz时,在FPGA中已经无法直接实现内插后的FIR低通滤波器,由于多相滤波器能在低的采样率下输出高采样率信号,此时必须采用基于滤波器的多相分解技术,通过改变内插的位置来降低数字滤波器的处理速度。这里,由于数据速率过高,上变频采用了多路并行变频处理方案。
5 结束语
随着数字信号处理的迅速发展,在现代数字系统中往往不会是从输入到输出都保持单一的采样率,于是多采样率信号处理发展为数字信号处理中一个重要的分支,并广泛应用于通信、数字信号处理、天线及雷达等领域,多速率信号处理使得对信息操作的灵活度有很大提高,其应用前景十分广阔。
多速率信号处理中的多相滤波技术不仅能够实现分数比倍数的抽取和内插,在基于软件无线电的宽带数字信道化接收机中,采用重叠一半多相滤波的信道化接收机就可以实现针对大带宽、跳频信号的全概率接收。此外,基于多相滤波的数字正交下变频也可以方便地在较低采样率下快速实现中频数字化,是一种非常理想的下变频方案。
摘要：为了有效提高数字信号处理的实时性,经常要进行整倍数采样率的转换。简要介绍多抽样率信号处理理论及内插原理,在此基础上介绍了3种高效滤波器的特点,探讨了多相滤波网络结构的等效变换和多相滤波的设计理论。重点推导并给出了基于多相分解的内插多相滤波器的工作原理和结构以及实际工程应用,这种滤波器结构算法简单,并且最大限度地减少资源消耗、降低系统复杂度,提高运算速度,对工程实现具有较大的实用价值。
关键词：数字信号处理,多速率信号处理,内插,多相滤波
参考文献
[1]宗孔德.多抽样率信号处理[M].北京:清华大学出版社,1996.
[2]杨小牛,楼才义,徐建良.软件无线电原理与应用[M].北京:电子工业出版社,2001.
污水中多相催化氧化技术的研究进展 篇7
1 臭氧的性质
臭氧 (O3) 是一种不稳定且有刺激性特殊气味的气体。它可以通过光化学作用在地球同温层内合成, 在地平面上浓度极低。高浓度的臭氧在常温条件下会呈现蓝色。臭氧具有较高的标准电极电位, 在酸性条件下, 臭氧的氧化能力明显高于氧、氯、二氧化氯和高锰酸钾等, 所以水中的无机、有机物质易被氧化, 并且臭氧经过反应后的产物为氧气。因此, 臭氧是一种无污染的高效氧化剂。
2 臭氧降解有机物的反应机理
臭氧的氧化能力很强, 不仅能氧化水中的无机物, 如CN、-NH2等, 而且臭氧能与许多官能团发生反应:-C=C-、-C≡C-、芳香化合物、杂环化合物、碳环化合物、=N-N、=S、C=N、C-N、C-Si、-OH、-SH、-CHO有机物等。
水中有机物与臭氧的直接氧化作用分为极加成反应和亲电取代反应两种方式。由于具有偶极结构, 所以臭氧通过加成作用与存在不饱和键的污染物进行反应;在污染物中电子云密度较大处发生亲电反应。污染物的特定的取代基和反应活性决定了臭氧与污染物之间的选择性。
间接氧化反应一般被认为是自由基型反应, 首先O3经过分解, 产生以·OH为主的次生氧化剂;之后·OH与废水中的污染物质发生快速反应。
3 均相催化氧化法
均相催化臭氧氧化是将液体催化剂投入到臭氧氧化系统中。在均相催化反应中, 液体催化剂一般为过渡金属离子, 其中研究较多的离子包括:Fe (II) 、Mn (II) 、Ni (II) 、Co (II) 、Cd (II) 、Cu (II) 、Ag (I) 、Cr (II) 、Zn (II) 等。
均相催化的报道最早于1972年, Hewes和Davinson[1]在使用臭氧化处理污水时发现, 与单独臭氧氧化过程比较, 金属硫酸盐类的存在会使TOC的去除率显著增加。
1988年, Abdo等[2]研究发现在对染料废水的脱色效能上, Cr2O3、Cu SO4、Ag NO3、Zn SO4具有显著的催化效果。1996年, Cracia等[3]研究了臭氧对腐植酸溶液的处理效果, 在溶液TOC11mg/L, p H7的条件下, 溶液中分别投入6×10-5mo1/L的Ag2SO4、Mn SO4、Fe SO4、Fe2 (SO4) 3、Cu SO4、Zn SO4、Co SO4、Cr2 (SO4) 3、Cd SO4溶液。实验结果表明, 最大臭氧氧化时间30min时, Mn (II) 、Ag (I) 催化效果最好, TOC去除率分别达到62.3%和61%。与同样条件下单独臭氧氧化相比, 其TOC去除率增大, 并且每毫克TOC所消耗的臭氧量明显降低。
均相催化臭氧氧化机理还在探讨中, 一些研究者认为, 过渡金属并没有促进羟基自由基的产生, 由于生成了与臭氧反应很快的化合物从而提高了污染物的降解效率;另一些研究者认为, 利用金属离子提高臭氧氧化效率的机理主要为自由基反应, 金属离子的存在诱发臭氧分解为O2·, 而O2·继续与臭氧分子反应, 使得自由基链反应可以进行。
Ni[4]研究了臭氧由Pb、Cu、Zn、Fe、Mn的硝酸盐催化对邻氯苯酚的降解过程, 建立了金属催化剂反应活性级数并提出了反应机理。Beltrán[7]在臭氧氧化草酸的反应中加入Fe (III) 溶液, 研究了均相催化臭氧化动力学, 提出了臭氧、草酸及铁离子催化剂发生的链式反应, 讨论草酸降解的途径, 确定反应常数, 得出铁草酸被铁离子催化臭氧氧化的反应为一级反应的结论。
由于均相催化臭氧氧化过程具有较好的传质性, 提高了其催化活性。但是, 均相催化臭氧氧化存在催化剂的流失与分离的问题, 这限制了它在实际应用。
4 多相催化氧化法
臭氧氧化系统中, 催化剂与反应物质处于不同相, 最常见为固—液、固—气相界面进行的氧化方法称为多相催化臭氧氧化法[6]。到目前为止, 多相催化臭氧氧化法对液体污染物的研究还处于起步阶段。自从Chen发表了Fe2O3多相催化臭氧化污染物的研究文献后, 许多学者对多种催化剂展开了实验。近年来, 为了提高臭氧的氧化效果和反应速度, 国内外研究学者对多相催化臭氧氧化技术进行了大量实验, 利用一些固态物质作为催化剂以提高臭氧的使用效率和对废水中污染物的去除效果。目前, 被用作多相催化臭氧化的催化剂种类主要有四个:金属氧化物、无金属负载型固体催化剂、负载金属型催化剂、负载型活性炭催化剂。多相催化臭氧氧化技术的关键是寻找高效催化性能的固体催化剂。按照催化剂的不同, 多相催化臭氧氧化技术对水体中有机物的处理效果不尽相同, 结果见表4[7]。
近几年, 一些研究者将多相催化臭氧氧化技术应用于废水有机污染物的去除。Legube等采用多相催化臭氧氧化作为纸浆废水的深度处理工艺。传统的臭氧氧化法降解纸浆废水是依靠臭氧氧化和絮凝沉淀, 其中絮凝沉淀为主要作用, 污染物没有被完全去除, 而且臭氧消耗速率受水质的影响较大;在多相催化工艺中, 废水中有机物被完全矿化为CO2, 并且运行效果稳定, 臭氧利用率较高。Faria制备了Ce/AC, 并研究了其对草酸溶剂染料废水的降解过程。研究表明Ce/AC去除草酸过程中, AC与Ce O呈现出较强的协同效应, 在催化臭氧养化过程产生了·OH。在对染料的去除过程中, 含Ce/AC的催化活性受到碳酸根和重碳酸根离子对·OH的清除作用而减弱。
由上诉文献可以看出, 多相催化臭氧氧化技术已经成为去除废水中高浓度、难降解有机污染物的有效方法。利用固体催化剂与臭氧的协同效应降低反应活化能或改变反应历程, 从而最大限度地去除废水中的有机污染物。
摘要：臭氧用于污水处理方面具有反应迅速、无二次污染等特点, 但反应速度较慢。通过催化剂的作用, 可以弥补臭氧的不足。本文介绍了催化臭氧氧化技术近年来的发展。
关键词：臭氧,催化氧化,污水处理
参考文献
[1]Hewes C G, Davinson R R.Renovation of WasteWater by Ozonation Water[J].AICHE Symposium Series, 1972, 69:71.
[2]Abdo M S E, Shahan H, Bader M S H.Decolorization by Ozone of Direct Dyes in Presence of Some Catalysts[J].J.Env.Sci.Health, 1988, 23:697.
[3]Gracia R, Aragues J L, Ovelleiro J L.Study of the Catalytic Ozonation of Humic Substancesin Water and Their Ozoantion By-products[J].Water Reserch, 1996, 18:195-208.
[4]Nowell L H, HoignéJ.Interaction of iron (II) and other transition metals with aqueous ozone[C].8th Ozone World Congress:Zurich, 1987:9.
[5]Pines D S, Reckhow D S.Effect of dissolved cobalt (II) on the ozonation of oxalic acid[J].Env.Sci.Tech., 2002, 36 (19) :4046-4051.
[6]Ni C H, Chen J, Yang J.Catalytic ozonation of 2-dichlorophenol by metallic ions[J].Wat.Sci.&Tech., 2003, 47 (1) :77-82.
[7]Beltrán F J, Rivas F J.Montero-de-Espinosa R.Iron type catalysts for the ozonation of oxalic acid in water[J].Water Reserch, 2005, 39 (15) :3553-3564.
多相计量技术在滨南油田的应用研究 篇8
1.1 结构组成
多相计量技术整体设计网络效果:综合利用各种通讯技术和设备, 如局域网、因特网、数传电台、GSM短信、GPRS/CDMA通讯等方式, 可以实现将各种现场采集数据和油田局域网的连接, 从而达到实时数据采集和远程监控的目的。多相计量装置的结构主要由四大部分组成:管式旋流分离器、无源气液分离控制器、旋转式计量分配阀组 (计量站计量装置中使用) 和计量系统。
1.2 功能特点
通过管式旋流分离器对气液两相进行高效分离后, 由气体流量计、质量流量计等单相仪表实现气、液流量的准确计量, 同时根据油、水密度建立数学模型计算出含水率, 从而实现油、气、水的准确计量。由计算机对计量数据进行自动采集处理, 实现液、油、气、水瞬时值、累计值等数据及曲线显示, 并能通过网络查询实时数据及实现远程管理。
1.3 分类
按照适用环境, “旋流分离多相计量装置”分为:单井连续计量装置、计量站全自动多相计量装置、分队 (混输管线) 连续计量装置三大类。
计量站旋流分离无源控制多相计量及及配套工艺技术, 为原油单井多项计量提供了一项计量准确、全自动化运行、经济实用、节能环保的先进计量技术。解决了过去分离器量油时间短、计量误差大、对低含气、间歇出油井无法计量等问题, 实现了生产参数24小时连续高精度测量和无线远程监测控制, 并以报表和曲线的形式对单井产液量、含水量、产气量进行记录和描述。目前该技术已在采油厂大面积推广使用, 该技术的应用大幅度提升了采油工艺技术水平, 为现代化、数字化油田建设提供了技术保障。
单元 (区块) 多相计量技术研究, 解决了单元 (区块) 油气混输计量工艺难题。告别了靠单井产液量、含水数据统计单元产液量的方法, 实现了单元 (区块) 油、水、气三相精确计量, 数据网上传输实时监控。该装置具有投资少、计量准确、操作简单、结构紧凑、运行可靠、性能稳定、日常维护量小、投资少等特点。该工艺技术的现场应用, 使单元 (区块) 精细化管理成为了现实。
2 多相计量技术在生产中的应用
为提高原油计量准确性, 2006年以来, 滨南油田先后在204队东2号站、S1站, 203队10号站、18号站, 205队20号站、22号站、六个计量站安装了多相计量装置, 在滨一站、滨七联、滨二站分别安装了分队计量装置, 实现了油田单元的单独计量, 滨南油田原油计量逐步实现了快捷化、准确化、科学化。
2.1 计量站多相计量的应用
在应用环境下, 计量站各油井来液, 先进入旋转式计量分配阀组, 阀组内的旋转中心分管可将中心分管与各分干线单独导通, 在接收到计量系统的控制部分根据设定的计量油井井号、计量时间向旋转式计量分配阀组发出定位指令之后, 阀组内的自动选井装置通过控制电机的转动与停止带动旋转中心分管可将中心分管与油井进站管线单独导通, 使单井计量装置与需计量的油井管线形成同一密闭通道, 自动完成计量站各油井的转换, 实现单井计量功能。计量系统在接收计量仪表测得的数据之后, 可通过HMI (人机操作界面) 在计量站现场显示测量数据。没有连接有线网络的条件, 可以采用GPRS无线通讯方式连接上位机数据中心服务器, 通过DTU (远程终端控制系统) 向远程上位机数据中心服务器发送数据。上位机数据中心服务器在接收数据之后可以对数据进一步处理, 然后可以通过Web服务器以网站的形式发布数据, 这样授权用户可以远程实时掌握现场数据。
2.2 分队计量的应用
分队计量对上传数据进行分析处理, 能自动生成季度、月度、旬度、日度、小时、瞬时的产液量、产油量、含水率和产气量等实时监控数据、曲线、生产日报表, 为资料查询和分析提供了平台;当压力、温度、流量变化超出设置值时计量装置会即时报警的功能为正确掌握油水井动态提供了依据。
由于计量误差很小, 多相流自动计量系统可以和其他各类专业数据结合起来, 交给计算机综合分析处理, 使技术人员从繁琐的手工劳动中解放出来, 极大地减轻了技术人员的劳动强度, 瞬时就能完成通过人力计算方式无法完成的工作, 只要通过登录网站就可得到相关分析数据。
由于计量数据可通过网络实时发送, 可以使油田各级领导在任何地点均可在第一时间掌握不同生产单元的生产动态变化情况, 从而及时分析并采取措施。采油厂管理层人员可以根据分队计量的数据制定相应考核办法, 科学考核各基层单位任务完成情况, 定期对采油队进行产量考核通报, 解决了以往由于分队产量核算的不准确使产量控制责任停留在采油矿层面的弊端, 提高了采油生产系统精细化管理水平。采油厂决策型人员通过远程控制系统对各油田及单元的生产动态有了瞬时的掌握和监控, 可正确分析生产动态, 制定合理的开发调整方案, 提高了油田开发单元的精细化管理水平。采油队技术人员利用多相计量的连续性、高效性可实现定时间点、定时间段、连续全天跟踪油井的生产动态, 保证了基础资料录取的及时准确, 为正确分析油井措施效果, 制定单井管理措施提供可靠依据;通过生产数据的变化能方便、快捷、及时地把生产情况反映出来, 使问题发现在萌芽中, 解决在萌芽中, 减少躺井, 提高时率, 节约成本, 提高了单井的精细化管理水平。
3 结束语
观念转变是技术创新的先导, 技术创新推动了传统工艺的变革。通过多相计量技术的应用, 使信息化与自动化生产相结合, 实现了生产过程的实时监控, 提高了工作效率和工艺水平, 全面提升了生产管理水平, 达到了油田数据共享化、科研工作协同化、生产运行监控自动化、生产管理指挥可视化和分析决策智能化的目标, 为提高经济效益和核心竞争力做出了积极贡献。作为石油企业的员工, 我们将进一步强化计量数据采集、诊断、分析能力, 不断提高系统数据质量, 充分利用计量自动化为油田节能挖潜, 上产增效提供技术服务。
摘要：在原油计量过程中由于受地层出砂、井站分离器和外部环境等影响, 造成基础资料录取问题多, 计量误差大, 给油水井分析和管理措施的制定带来一定的困难, 制约了油田的开发, 加大了经营管理的难度。为提高原油注水计量准确性, 滨南油田充分应用多相计量装置和分队计量系统, 以此实现计量管理的科学化、自动化, 进一步提升老油田的开发管理水平。
【多相材料】相关文章：
多相技术06-08
多相光催化06-16
1实验4多相搅拌实验04-20
多相流计量工艺在石西油田的应用09-12
海上采油平台多相流量计优化改造09-12
多相流热物理技术的研究与应用03-07
多相混输技术在官2断块油田中的应用09-14
对照检查材料发言材料11-10
原有材料清单材料清单04-10