非集流式井下超声波流量计的研制

摘要

目前在大庆油田广泛采用的集流式井下流量计由于测试成功率低、测试工序烦琐、测试精度低等问题已经不适合油田开采测试的要求，经过充分调研并查阅大量有关资料，以及对现有的井下流量计进行了分析对比，选用时差法测量原理，研制了一种新型的非集流式井下超声波流量计。
　　本文首先研究了注水井测试工艺的发展状况和集流式井下流量计的工作原理，以及超声波流量计的发展历史及其优点。对时差法超声流量计的工作原理、超声传感器的特性、超声波信号的采集与检测原理进行了研究，分析了超声波流量计的误差来源。重点研究了超声波流量计的总体设计和特点，以及信号采集与检测系统的研制。
　　为了能够保证仪器的精度和可靠性，对超声流量计性能及测试方法进行分析研究，改进了时差法测量原理，消除了声速对流量测试的影响；研制超声流量计流量测试信号的采集处理单元，采用自动增益控制，实现测量信号的自动增益控制；对超声流量计的安装方法进行研究，以保证流量计能在层段内任意位置都可准确测量流量；进行超声波流量计的试验和应用研究，在实际应用中取得了良好的效果。
　　通过对现场15口井的测试，并和原有的集流式井下流量计对比，通过对测量误差的分析与计算，验证了本课题所研制的非集流式井下流量计完全达到了设计要求。

目录

非集流式井下超声波流量计的研制

THE MANUFACTURE OF UN-CURRENT-COLLECTOR ULTRASONIC FLOWMETER

摘要

Abstract

第1章绪论

1.1 本课题研究的目的和意义

1.2 注水井测试工艺的研究

1.2.1 注水井工艺发展状况

1.2.2 注水井分层测试工艺研究

1.3 井下流量计应用概括

1.3.1 浮子式井下流量计

1.3.2 电子式井下流量计

1.4 超声波流量计的发展历史和现状

1.5 本课题研究内容

第2章超声波流量计性能分析

2.1 超声流量计的特点和工作原理

2.1.1 超声波流量计的用途

2.1.2 超声波流量计的工作原理

2.1.3 超声波流量计的优点

2.1.4 超声波流量计的缺点

2.2 系统的组成及技术指标

2.2.1 系统的预期技术指标

2.2.2 超声波流量测试系统的组成

2.3 超声波流量计的设计

2.3.1 时差法测量原理的改进

2.3.2 测量误差来源

2.4 超声波传感器

2.5 本章小结

第3章超声波流量计的研制

3.1 超声波流量计的电路结构

3.2 超声传感器驱动系统

3.3 放大电路

3.4 滤波电路

3.5 采样保持系统

3.6 信号检测电路

3.7 计时电路

3.8 软件的研制

3.8.1 单片机软件

3.8.2 系统操作软件

3.9 本章小结

第4章流量系统的测试分析与试验

4.1 超声波流量计的稳定性试验

4.2 流量标准装置

4.3 非集流超声波流量计的标定

4.4 非集流超声波流量计的检定

4.5 非集流超声波流量计的测量不确定度

4.5.1 A 类不确定度的评定

4.5.2 B 类不确定度的评定

4.5.3 总不确定度的合成

4.6 流量计在现场的应用

4.7 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致谢

个人简历