Fiberprobe er blevet vidt anvendt inden for detektion af multifase gasfaset på grund af dens anti-elektromagnetiske interferens, let array og høj følsomhed. I dette dokument foreslås en gas-væske-to-fase flow-holding-billeddannelsesmetode baseret på enkelt-mode fiberprobe. Fusionen af en-mode fiberprobetemålingsteknologi og Kriging-interpolationsalgoritme kan ikke kun give en mere omfattende og detaljeret visualisering af holdupfordelingen i måleområdet, men også effektivt overvinde begrænsningerne i traditionelle metoder.
Kriging interpolationsalgoritme
Kriging -interpolationsalgoritme er en lokal estimeringsmetode baseret på variansfunktion, som ikke kun overvejer det rumlige positionsforhold mellem estimeringspunktet og observationspunktet, men også overvejer den rumlige korrelation mellem dem, hvilket effektivt kan lindre virkningen af datasparesitet på interpolationsresultatet og forbedre interpolationsnøjagtigheden. Den specifikke implementeringsproces for interpolering af luftophold
Dataindsamling og forarbejdning:Ved hjælp af gasholdningsdata målt ved den optiske fiberprobe konstrueres et originalt datasæt, der indeholder koordinaterne for hvert målepunkt og dets tilsvarende gasholdning, og de unormale og manglende datapunkter fjernes.
Monter den eksperimentelle variansfunktion:For hvert par målepunkter beregnes afstanden mellem dem (dvs. forsinkelsesafstanden), og derefter beregnes semi-variationen i gasholdningen mellem paret af punkter. Semi-varianterne for alle par målepunkter er grupperet i henhold til forsinkelsen. For hvert forsinkelsesinterval beregnes middelværdien af semi-variationen for alle punkter inden for intervallet for at danne værdien af den eksperimentelle variansfunktion. I henhold til de beregnede værdier for den eksperimentelle variationsfunktion vælges den relevante model til montering og løses derefter ved indirekte justeringsmetode, kan NUGGET -effektværdien C 0, delvis nedbrydningsværdi C og variabel rækkevidde alfa opnås for at etablere den eksperimentelle variationsfunktionsmodel.
Løs vægtkoefficienten:Variansfunktionen mellem det estimerede punkt og det kendte punkt beregnes ved anvendelse af den etablerede eksperimentelle variansfunktion. I søgeområdet med det punkt, der skal estimeres som centrum, beregnes variationens funktionsværdi mellem punktet og alle kendte punkter og kombineres med semi-variansværdien mellem alle kendte punkter opnået i trin 2, er de kendte punkter i søgningsområdet), og M-belastninger er løst.
Løs estimatet:De opnåede M -vægtkoefficienter blev substitueret i gasholdningsestimeringsformel for interpolationsberegning, og den estimerede gasholdningsværdi af dette punkt blev opnået.
Visualiser resultaterne:Ved hjælp af billedbehandlingssoftware kortlægges disse datapunkter i et gitter i interpolationsregionen for at generere et gashastighedsbillede af to vedligeholdelseshastighed af søjlens tværsnit. På billedet repræsenterer forskellige farver eller grå niveauer gasholdningsstørrelserne på forskellige interpolationspunkter på søjlens tværsnit, som intuitivt viser den rumlige fordeling af gashold.
Analyse af eksperimentelle resultater
I betragtning af at Kriging -interpolationsprocessen involverer en masse matrix- og vektoroperationer, modelformelberegning, Inverse Matrix -løsning og visualisering af interpolationsresultater, vælger dette papir Dace -værktøjskassen i MATLAB -software til at afslutte det relaterede arbejde. Dace Toolkit integrerer de forudsigelige funktioner i Kriging -modellen og relaterede hjælpefunktioner til effektivt at håndtere de ovennævnte komplekse matematiske operationer. Generelt betyder områder med højere gasretention, at boblerne er samlet, eller at der er større bobler, mens områder med lavere gasretention indikerer, at boblerne er mere spredte eller mindre i volumen. Med stigningen i gasstrømningshastigheden øges gasholdningen også, især i midten af røret, mens gasholdet nær rørvæggen gradvist falder. Denne ændring afspejler tendensen til boblekoncentration til midten af søjlen. Årsagen er, at friktionen mellem væsken og rørvæggen bremser strømningshastigheden nær væggen, hvilket øger boblens modstand til at stige. Derfor har bobler en tendens til at samles i midten af strengen med højere strømningshastighed og mindre modstand, hvilket resulterer i den maksimale boblekoncentration og gasretention i denne region. I modsætning hertil er der færre bobler i nærheden af rørvæggen, og gasretentionen er relativt lav, hvilket danner et boblefordelingsmønster med tæt center og sparsom kant. Symmetrien af gasholdningsbilledet langs den radiale retning af rørkolonnen indikerer, at boblefordelingen er relativt ensartet på sektionen af rørkolonnen, og der dannes ingen stor boble- eller boble -gruppe. Derudover beviser stabiliteten af gasholdningen yderligere stabiliteten af strømningsprocessen, som er typisk for boblestrømmen.
Konklusion
Denne metode løser ikke kun begrænsningen af traditionel array -optisk fiberprobe i måling af gasopbevaring, men drager også fordel af den fremragende stabilitet og holdbarhed af optisk fiberføler, som er meget velegnet til påføring i komplekst miljø såsom olie- og gasbrønde. Ved at tilvejebringe et intuitivt billede af gasfasedistributionen kan billeddannelsesteknologien hjælpe med at justere produktionsstrategier, optimere vandinjektionsordninger og effektivt understøtte stimulering. Derudover er overvågning af realtid og visualisering af ændringer i gasholdning kritisk for tidlig identifikation af sikkerhedsrisici, såsom bobleakkumulering, der kan føre til trykinstabilitet eller udstyrssvigt. Derfor har denne teknologi vigtig vejledende betydning og praktisk værdi til at forhindre potentielle problemer.