Ο ανιχνευτής ινών έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στον τομέα της ανίχνευσης φάσης αέρια πολυσχρωμού λόγω της αντι-ηλεκτρομαγνητικής παρεμβολής, της εύκολης συστοιχίας και της υψηλής ευαισθησίας. Σε αυτό το έγγραφο προτείνεται μια μέθοδος απεικόνισης με δύο φάσεις αερίου-υγρού με βάση τη ροή που βασίζεται σε ανιχνευτή ίνας μονής λειτουργίας. Η σύντηξη της τεχνολογίας μέτρησης ανιχνευτή ινών μονής λειτουργίας και του αλγόριθμου παρεμβολής kriging μπορεί όχι μόνο να παρέχει μια πιο ολοκληρωμένη και λεπτομερή απεικόνιση της κατανομής Holdup στην περιοχή μέτρησης, αλλά και να ξεπεράσει αποτελεσματικά τους περιορισμούς των παραδοσιακών μεθόδων.
Αλγόριθμος παρεμβολής kriging
Ο αλγόριθμος παρεμβολής kriging είναι μια τοπική μέθοδος εκτίμησης που βασίζεται στη λειτουργία διακύμανσης, η οποία όχι μόνο θεωρεί τη σχέση χωρικής θέσης μεταξύ του σημείου εκτίμησης και του σημείου παρατήρησης, αλλά επίσης εξετάζει τη χωρική συσχέτιση μεταξύ τους, ανακουφίζοντας έτσι αποτελεσματικά τον αντίκτυπο των δεδομένων των δεδομένων στο αποτέλεσμα παρεμβολής και τη βελτίωση της ακρίβειας της παρεμβολής. Η συγκεκριμένη διαδικασία εφαρμογής της απεικόνισης παρεμβολής αέρα αέρα που βασίζεται στον αλγόριθμο παρεμβολής kriging έχει ως εξής
Συλλογή και προεπεξεργασία δεδομένων:Χρησιμοποιώντας τα δεδομένα συγκράτησης αερίου που μετράται από τον ανιχνευτή οπτικής ίνας, κατασκευάζεται ένα αρχικό σύνολο δεδομένων που περιέχει τις συντεταγμένες κάθε σημείου μέτρησης και την αντίστοιχη συγκράτηση αερίου και εξαλείφονται τα μη φυσιολογικά και τα σημεία δεδομένων που λείπουν.
Τοποθετήστε τη λειτουργία πειραματικής διακύμανσης:Για κάθε ζεύγος σημείων μέτρησης, υπολογίζεται η απόσταση μεταξύ τους (δηλαδή η απόσταση καθυστέρησης) και στη συνέχεια υπολογίζεται η ημι-μεταβλητότητα της συγκράτησης αερίου μεταξύ του ζεύγους σημείων. Οι ημι-παρατηρήσεις όλων των ζευγών σημείων μέτρησης ομαδοποιούνται σύμφωνα με την καθυστέρηση. Για κάθε διάστημα καθυστέρησης, η μέση τιμή της ημι-μεταβλητότητας όλων των σημείων εντός του διαστήματος υπολογίζεται για να σχηματίσει την τιμή της λειτουργίας πειραματικής διακύμανσης. Σύμφωνα με τις υπολογιζόμενες τιμές της λειτουργίας πειραματικής μεταβολής, το κατάλληλο μοντέλο επιλέγεται για την τοποθέτηση και στη συνέχεια επιλύεται με τη μέθοδο έμμεσης ρύθμισης, η τιμή του αποτελέσματος Nugget C 0, η μερική τιμή abutement C και η μεταβλητή κλίμακα alpha μπορούν να ληφθούν, έτσι ώστε να δημιουργηθεί το μοντέλο πειραματικής λειτουργίας.
Λύστε τον συντελεστή βάρους:Η λειτουργία διακύμανσης μεταξύ του εκτιμώμενου σημείου και του γνωστού σημείου υπολογίζεται χρησιμοποιώντας την καθιερωμένη λειτουργία πειραματικής διακύμανσης. Στο εύρος αναζήτησης με το σημείο που πρέπει να εκτιμηθεί ως κέντρο, η τιμή της μεταβολής μεταξύ του σημείου και όλων των γνωστών σημείων υπολογίζεται και σε συνδυασμό με την τιμή της ημι-μεταβλητού μεταξύ όλων των γνωστών σημείων που λαμβάνονται στο βήμα 2, οι εξισώσεις kriging υποκαθίστανται, οι εξισώσεις M {+1} καθιερώνονται (όπου το m είναι ο αριθμός των γνωστών σημείων στο εύρος αναζήτησης) και το m βάρους είναι επίλυση.
Λύστε την εκτίμηση:Οι συντελεστές βάρους που ελήφθησαν υποκαταστάθηκαν στον τύπο εκτίμησης του αερίου για τον υπολογισμό των παρεμβολών και ελήφθη η εκτιμώμενη τιμή συγκράτησης αερίου αυτού του σημείου.
Απεικονίστε τα αποτελέσματα:Χρησιμοποιώντας το λογισμικό επεξεργασίας εικόνας, αυτά τα σημεία δεδομένων χαρτογραφούνται σε ένα πλέγμα στην περιοχή παρεμβολής για να δημιουργήσουν μια εικόνα ρυθμού αερίου δύο συντήρησης της διατομής της στήλης. Στην εικόνα, διαφορετικά χρώματα ή γκρίζα επίπεδα αντιπροσωπεύουν τα μεγέθη συγκράτησης αερίου διαφορετικών σημείων παρεμβολής στη διατομή της στήλης, η οποία δείχνει διαισθητικά τη χωρική κατανομή της συγκράτησης αερίου.
Aυαλολύση πειραματικών αποτελεσμάτων
Λαμβάνοντας υπόψη ότι η διαδικασία παρεμβολής kriging περιλαμβάνει πολλές λειτουργίες μήτρας και φορέα, υπολογισμό μοντέλου, αντίστροφη λύση μήτρας και απεικόνιση των αποτελεσμάτων παρεμβολής, το παρόν έγγραφο επιλέγει την εργαλειοθήκη DACE στο λογισμικό MATLAB για την ολοκλήρωση της σχετικής εργασίας. Το DACE Toolkit ενσωματώνει τις προγνωστικές λειτουργίες του μοντέλου Kriging και τις σχετικές βοηθητικές λειτουργίες για την αποτελεσματική διαχείριση των παραπάνω σύνθετων μαθηματικών λειτουργιών. Γενικά, οι περιοχές με υψηλότερη κατακράτηση αερίου σημαίνουν ότι οι φυσαλίδες συγκεντρώνονται ή υπάρχουν μεγαλύτερες φυσαλίδες, ενώ οι περιοχές με χαμηλότερη συγκράτηση αερίου υποδεικνύουν ότι οι φυσαλίδες είναι πιο διασκορπισμένες ή μικρότερες σε όγκο. Με την αύξηση του ρυθμού ροής αερίου, η συγκράτηση αερίου αυξάνεται επίσης, ειδικά στο κέντρο του σωλήνα, ενώ η συγκράτηση αερίου κοντά στο τοίχωμα του σωλήνα μειώνεται σταδιακά. Αυτή η αλλαγή αντικατοπτρίζει την τάση της συγκέντρωσης φυσαλίδων στο κέντρο της στήλης. Ο λόγος είναι ότι η τριβή μεταξύ του υγρού και του τοιχώματος του σωλήνα επιβραδύνει τον ρυθμό ροής κοντά στον τοίχο, αυξάνοντας την αντίσταση της φούσκας να αυξηθεί. Επομένως, οι φυσαλίδες τείνουν να συγκεντρώνονται στο κέντρο της συμβολοσειράς με υψηλότερο ρυθμό ροής και λιγότερη αντίσταση, με αποτέλεσμα τη μέγιστη συγκέντρωση φυσαλίδων και την κατακράτηση αερίου στην περιοχή αυτή. Αντίθετα, υπάρχουν λιγότερες φυσαλίδες κοντά στο τοίχωμα του σωλήνα και η συγκράτηση του αερίου είναι σχετικά χαμηλή, σχηματίζοντας ένα μοτίβο κατανομής φυσαλίδων με πυκνό κέντρο και αραιά άκρη. Η συμμετρία της εικόνας συγκράτησης αερίου κατά μήκος της ακτινικής κατεύθυνσης της στήλης του σωλήνα υποδεικνύει ότι η κατανομή φυσαλίδων είναι σχετικά ομοιόμορφη στο τμήμα της στήλης του σωλήνα και δεν σχηματίζεται μεγάλη ομάδα φυσαλίδων ή φυσαλίδων. Επιπλέον, η σταθερότητα της συγκράτησης αερίου αποδεικνύει περαιτέρω τη σταθερότητα της διαδικασίας ροής, η οποία είναι χαρακτηριστική της ροής φυσαλίδων.
Σύναψη
Αυτή η μέθοδος όχι μόνο επιλύει τον περιορισμό του παραδοσιακού ανιχνευτή οπτικής ίνας στη μέτρηση συγκράτησης αερίου, αλλά και επωφελείται από την εξαιρετική σταθερότητα και ανθεκτικότητα του αισθητήρα οπτικών ινών, ο οποίος είναι πολύ κατάλληλος για εφαρμογή σε πολύπλοκο περιβάλλον όπως πηγάδια πετρελαίου και φυσικού αερίου. Παρέχοντας μια διαισθητική εικόνα της κατανομής της φάσης αερίου, η τεχνολογία απεικόνισης μπορεί να βοηθήσει στην προσαρμογή των στρατηγικών παραγωγής, στη βελτιστοποίηση των συστημάτων έγχυσης νερού και στην αποτελεσματική υποστήριξη της διέγερσης. Επιπλέον, η παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο και η απεικόνιση των αλλαγών στην συγκράτηση αερίου είναι κρίσιμες για την έγκαιρη αναγνώριση των κινδύνων ασφαλείας, όπως η συσσώρευση φυσαλίδων που θα μπορούσε να οδηγήσει σε αστάθεια πίεσης ή αποτυχία εξοπλισμού. Ως εκ τούτου, αυτή η τεχνολογία έχει σημαντική καθοδηγητική σημασία και πρακτική αξία στην πρόληψη πιθανών προβλημάτων.