【摘 要】
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气液两相流动广泛存在于油井生产和油气运输过程中，准确预测两相总流量及持水率等流动参数对优化油田开发方案具有重要意义。本文为解决涡轮流量计应用于气液两相流非线性响应问题，设计了涡轮流量计组合电导传感器多参数测量方案。分别基于体积模型，质量模型，动量模型以及力矩模型建立了涡轮流量计两相流仪表因子修正公式，结合涡轮流量计输出频率及电导传感器捕捉的持水率信息实现了气液总流量测量。本文取得的研究成果如下：
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气液两相流动广泛存在于油井生产和油气运输过程中，准确预测两相总流量及持水率等流动参数对优化油田开发方案具有重要意义。本文为解决涡轮流量计应用于气液两相流非线性响应问题，设计了涡轮流量计组合电导传感器多参数测量方案。分别基于体积模型，质量模型，动量模型以及力矩模型建立了涡轮流量计两相流仪表因子修正公式，结合涡轮流量计输出频率及电导传感器捕捉的持水率信息实现了气液总流量测量。本文取得的研究成果如下：
1)基于涡轮流量计输出响应及电导传感器持水率测量信息，本文开展了气液两相流涡轮流量计模型试验，发现体积模型预测总流量精度最低，(绝对误差2.49m3/day，相对误差12.41%)；质量模型预测总流量精度有所提高(绝对误差2.36m3/day，相对误差11.48%)；动量模型具有较高的总流量预测精度(绝对误差1.97m3/day，相对误差10.86%)；由于力矩平衡模型考虑了两相流浓度在径向分布，具有最佳的总流量预测精度(绝对误差1.29m3/day，相对误差8.6%)。
2)针对气液两相流涡轮流量计模型中含有重要的滑动比关键参数，本文从多相流流体力学出发，推导得出了滑动比物理模型；然后，设计气液两相流模拟装置的动态实验，辨识出了气液两相流滑动比物理模型中的流型分布参数，为基于流型的气液两相流涡轮流量计测量模型建立提供了关键滑动比参数。
3)考虑到流型对涡轮流量计测量模型的影响，本文提出采用电导传感器信号幅值和符号分解法提取与流型密切相关的标度指数，在幅值及符号标度指数的联合平面上实现了流型辨识；此外，从电导传感器信号提取了多重分形奇异谱，通过提取的奇异谱宽度及奇异谱幅值差(分形维数之差)实现了流型辨识。为气液两相流涡轮流量计测量模型提供了流型识别基础。
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