Патент на изобретение №2311633

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕЖИМА ТЕЧЕНИЯ МНОГОФАЗНОГО ПОТОКА В ТРУБОПРОВОДЕ

(57) Реферат:

Использование: для определения режима течения многофазного потока в трубопроводе. Сущность: заключается в том, что осуществляют установку группы преобразователей на внешней поверхности трубопровода для прозвучивания перпендикулярно продольной оси трубопровода многофазного потока ультразвуковыми колебаниями при помощи групп преобразователей, фиксировании амплитуды и времени пробега прошедших и отраженных ультразвуковых сигналов, преобразование их в цифровую форму, сравнение полученных оцифрованных значений с имеющимися (предварительно полученными) эталонными значениями оцифрованных ультразвуковых сигналов, причем данные эталонные значения ультразвуковых сигналов соответствуют различным режимам течения многофазных потоков, определение по результатам сравнения режима течения многофазного потока, при этом перед началом прозвучивания потока производят сбор данных о температуре многофазного потока, давлении в трубопроводе и угле наклона трубопровода относительно горизонтальной поверхности для определения группы эталонных значений, устанавливают дополнительную группу преобразователей, которую располагают вдоль трубопровода снаружи на стенке трубопровода, при этом обе группы преобразователей одновременно принимают и фиксируют амплитуды и времена пробега прошедших и отраженных сигналов, преобразуют их в удобную для обработки цифровую форму и сравнивают с имеющимся набором предварительно полученных эталонных значений, соответствующих различным режимам течения многофазных потоков, и по результатам сравнения определяют режим течения многофазного потока. Технический результат: повышение точности в определении режима течения жидкости в трубопроводе. 2 ил.+)/2,

где N – коэффициент сходимости, – эталонное значение, – измеренное значение.

Причем, чем ближе коэффициент сходимости N к единице, тем режим течения исследуемого многофазного потока более близок к режиму течения потока, при котором был получен данный эталонный результат .

Эталонные значения для сравнения с измеренными берутся из определенной группы эталонных значений. Выбор группы эталонных значений осуществляется при помощи следующих параметров:

– температура потока;

– давление внутри трубопровода;

– угол наклона трубопровода относительно горизонтальной поверхности.

Измеренные значения определяются в процессе использования данного способа.

При идентификации руководствуются значениями амплитуд принятых звуковых импульсов как прошедших через контролируемую среду, так и отраженных от границы (границ) раздела фаз, а также значениями измеренных времен пробега этих сигналов.

Определение режима течения многофазного потока предлагается осуществлять по принципу «голосования». «Голосом» называется определение текущего режима течения многофазного потока в трубопроводе на основе данных, полученных от одного приемника, причем коэффициент сходимости N должен быть наиболее близок к единице. По данным от каждого из приемников 13 и 14 вышеописанным способом при помощи формулы каждый приемник «голосует» за тот или иной режим течения многофазного потока в трубопроводе 10. Далее определяют наиболее близкий режим течения многофазного потока, тот режим, который набрал большее число «голосов» принимается за текущий режим течения многофазного потока в трубопроводе (все «голоса» равнозначны и имеют одинаковый вес).

Эталонные значения параметров, установленные исследователями ранее эмпирически, отмечены в зависимости от режима многофазного потока (пузырькового, расслоенного, кольцевого, обращенно-кольцевого, снарядного), а также от исходных данных (температуры потока, давления в трубопроводе и угле наклона трубопровода относительно горизонтальной поверхности) и хранятся во флеш-памяти микропроцессорного модуля 21.

Способ может быть положен в основу долговременного мониторинга трубопровода. При помощи данного способа контроля многофазного потока в трубопроводе возможно построение системы, осуществляющей расчет прогнозируемой скорости внутренней коррозии трубопровода. На основе данного способа возможно проведение комплексной диагностики уже функционирующих трубопроводов, а также проведения работ по оптимизации функционирования трубопроводов. Способ может быть использован на этапах проектирования трубопроводов в качестве одного из критериев выбора наиболее эффективного режима работы трубопровода, а также при выборе трассы трубопровода на местности. Данный способ может быть использован в составе параметрического способа определения утечек трубопровода.

Формула изобретения

Способ определения режима течения многофазного потока в трубопроводе, включающий установку группы преобразователей на внешней поверхности трубопровода для прозвучивания перпендикулярно продольной оси трубопровода многофазного потока ультразвуковыми колебаниями при помощи групп преобразователей, фиксировании амплитуды и времени пробега прошедших и отраженных ультразвуковых сигналов, преобразование их в цифровую форму, сравнение полученных оцифрованных значений с имеющимися (предварительно полученными) эталонными значениями оцифрованных ультразвуковых сигналов, причем данные эталонные значения ультразвуковых сигналов соответствуют различным режимам течения многофазных потоков, определение по результатам сравнения режима течения многофазного потока, отличающийся тем, что перед началом прозвучивания потока производят сбор данных о температуре многофазного потока, давлении в трубопроводе и угле наклона трубопровода относительно горизонтальной поверхности для определения группы эталонных значений, устанавливают дополнительную группу преобразователей, которую располагают вдоль трубопровода снаружи на стенке трубопровода, при этом обе группы преобразователей одновременно принимают и фиксируют амплитуды и времена пробега прошедших и отраженных сигналов, преобразуют их в удобную для обработки цифровую форму и сравнивают с имеющимся набором предварительно полученных эталонных значений, соответствующих различным режимам течения многофазных потоков, и по результатам сравнения определяют режим течения многофазного потока.

РИСУНКИ