Введение
Глава I. Газонефтеводяной поток как объект контроля параметров многокомпонентного многофазного потока 9
1.1 Критический обзор и анализ существующих методов контроля газонефтеводяного потока 9
1.1.1 Турбинные счетчики 10
1.1.2 Объемные (камерные) счетчики 12
1.1.3 Силовые (массовые) расходомеры 13
1.1.4 Ультразвуковые расходомеры 14
1.1.4.1 Основные реализации метода 15
1.1.4.2 Временные расходомеры 18
1.1.4.3 Фазовые методы 18
1.1.4.4 Частотные методы 19
1.1.4.5 Допплеровские расходомеры 19
1.1.4.6 Массовые ультразвуковые расходомеры 20
1.1.5 Лазерный метод 23
1.1.6 Диэлькометрический метод измерения 25
1.1.7 Измерение расхода методом контрольных "меток" 26
1.1.8 Радиоизотопный метод измерения 27
1.1.9 Датчики плотности (плотномеры) 32
1.1.10 Бесконтактные расходомеры для однородных жидкостей 32
1.1.11 Идентификаторы гидродинамической структуры потока 33
1.1.12 Измерители свободного газа в жидкости 33
1.1.13 Многокомпонентные бессепарационные расходомеры 34
1.2 Потоки нефтегазоводяных смесей как физический объект 37
1.2.1 Разновидности многофазных потоков 37
1.2.2 Основные характеристики многофазных потоков 39
1.2.3 Структура многофазных потоков 40
Глава II. Первичный преобразователь в системе радиоизотопных измерений газонефтеводяных потоков 42
2.1 Структура радиоизотопной измерительной системы для контроля параметров газонефтеводяных потоков 42
2.2 Разработка имитационной математической модели сигнала радиоизотопного преобразователя плотности на потоке товарной нефти ...50
2.2.1 Физические основы радиоизотопного метода измерения 51
2.1.1.1 Прямое и рассеянное гамма излучение 51
2.1.1.2 Законы ослабления гамма-излучения контролируемой средой 53
2.1.1.3 Ослабление прямого гамма-излучения 53
2.1.1.4 Ослабление рассеянного гамма-излучения 54
2.2.2 Применение радиоизотопного метода для измерения газосодержания в потоке жидкости 55
2.2.2.1 Ослабление гамма-излучения потоком жидкости, содержащей свободный газ 55
2.2.2.2 Определение содержания свободного газа в потоке жидкости по показаниям радиоизотопного преобразователя плотности 56
2.2.3 Разработка имитационной математической модели сигнала радиоизотопного преобразователя на потоке товарной нефти, содержащей свободный газ 59
2.2.3.1 Априорная информация о гидродинамической структуре потоков товарной нефти и их особенностях 59
2.2.3.2 Постановка задачи моделирования 62
2.2.3.3 Разработка имитационной математической модели 63
2.2.3.4 Моделирование случайного процесса изменения газосодержания в потоке газожидкостной смеси 65
2.2.3.5 Моделирование случайного процесса изменения плотности чистой жидкости 67
2.2.3.6 Определение длительности чередующихся интервалов протекания чистой жидкости и газожидкостной смеси 69
2.2.4 Исследование качества разработанной имитационной математической модели 70
2.2.4.1 Постановка задачи 71
2.2.4.2 Метод исследования 72
2.2.4.2.1 Критерии для проверки состоятельности оценок 72
2.2.4.2.2 Критерий для проверки несмещенности оценки плотности распределения 73
2.2.4.2.3 Критерий для проверки несмещенности оценки экспоненциальной АКФ 77
2.2.4.2.4 Критерий для проверки состоятельности и несмещенности оценки АКФ белого шума 77
2.2.4.3 Эффективность методики моделирования 78
Глава III. Поверочные средства радиоизотопных первичных преобразователей и поверочные схемы 82
3.1 Средства и методы градуировки и поверки расходоизмерительных систем 82
3.1.1 Образцовые расходомерные установки, принцип действия, конструктивные и метрологические особенности 82
3.1.2 Статические и динамические расходомерные установки 83
3.1.3 Специальные установки для воспроизведения больших значений расхода 84
3.1.4 Образцовые установки для воспроизведения расхода газообразных сред 86
3.1.5 Метрологическая аттестация образцовых расходомерных установок 88
3.1.6 Градуировка и поверка расходомеров 91
3.1.6.1 Градуировка расходомеров 91
3.1.6.2 Поверка расходомеров 93
3.2 Эталоны газонефтеводяных потоков 1-го и 2-го разрядов: устройство, принцип действия, погрешность 94
Глава IV. Экспериментально-производственные испытания радиоизотопного первичного преобразователя 100
4.1 Принцип действия индикатора "Нефтемер" 100
4.2 Устройство и работа индикатора "Нефтемер" 101
4.3 Ограничения на свойства потоков контролируемой среды и параметры трубопровода 104
4.4 Метрологические характеристики 104
4.5 Общие требования к размещению измерительного первичного преобразователя 104
4.6 Градуировка приборов в лабораторных и производственных условиях .106
Заключение 114
Список проработанной литературы 115
