基于气-砂两相流振动信号特征分析的砂粒检测

作     者：王锴 张家林 刘刚 李祎宸 王刚 冯凯 Wang Kai;Zhang Jialin;Liu Gang;Li Yichen;Wang Gang;Feng Kai

作者机构：中国石油大学(华东)石油工程学院青岛266580 潍柴动力股份有限公司发动机技术研究院潍坊261000 

基　　金：山东省自然科学基金资助项目(ZR2017BEE060) 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(17CX02011A) 国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2015CB251200) 中国石油大学人才引进项目(YJ201601077)~~ 

出 版 物：《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 (Journal of Tianjin University：Science and Technology)

年 卷 期：2018年第51卷第11期

页      码：1130-1138页

摘      要：气-固两相流中固相信息的实时检测广泛应用于工业中的各个方面,特别是天然气开采过程中面临的出砂监测问题.为了丰富现有固相颗粒监测方法和技术,本文通过分析气-砂两相流流动撞击管壁激励的振动信号特征,开展气井出砂实时监测室内研究.本文利用加速度传感器感受砂粒撞击管壁的一次信号,随后通过信号调理、采集并转化为所需出砂信息.通过设计室内实验,对不同流速下的气流信号、不同携砂流速下的气-砂两相流信号、不同出砂率下的气-砂两相流信号进行时-频特征分析,结果表明14.0～18.0,kHz频段内气流信号幅值波动稳定且幅值较小,该频段为气井出砂监测的特征频段.进一步增加砂流量率,发现特征频段内的振动能量随含砂率的增加而增加,进一步验证了该出砂特征频段的有效性,并建立了气体流速与振动能量关系数学模型.本研究方法为后续较复杂的水-砂两相流、气-砂多相流流体中的固相检测研究奠定了良好的基础.

主 题 词：气-固两相流 振动信号 气井出砂 时-频分析 

学科分类：0820[工学-航空航天类] 082001[082001] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.11784/tdxbz201803063

馆 藏 号：203392084...