【摘 要】
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目前多相流水相体积含率测量方法主要有：直接测量法(如快关阀法)、射线吸收法(γ、β、χ等射线)、光学法、核磁共振法、微波法和电学法(电抗法和电阻探针法)等。王进旗等通过对大量含水原油样品的近红外光谱分析提取了原油中水的特征光谱信息，完成了特定波长下基于近红外吸收原理对含水率的检测，在使用样品池的情况下取得了较好的精度。在本文中采用光学法，将近红外光谱测量应用到气液两相流水相含率的测量当中。近红外光
【机 构】
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河北大学质量技术监督学院,河北保定,071002 中石油华北油田采油工程研究院
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目前多相流水相体积含率测量方法主要有：直接测量法(如快关阀法)、射线吸收法(γ、β、χ等射线)、光学法、核磁共振法、微波法和电学法(电抗法和电阻探针法)等。王进旗等通过对大量含水原油样品的近红外光谱分析提取了原油中水的特征光谱信息，完成了特定波长下基于近红外吸收原理对含水率的检测，在使用样品池的情况下取得了较好的精度。在本文中采用光学法，将近红外光谱测量应用到气液两相流水相含率的测量当中。近红外光线为不可见光，可以穿透有机玻璃管与流体，具有射线法与光电方法的双重特点，在气液两相流中近红外光对水的吸收系数和空气的吸收系数差别很大，在特定波长下，能够很好的区分气液两相。分析了有机玻璃和水在近红外波段透过性，本文选取了水的吸收作用明显而有机玻璃不明显的波段探测器，波长分别为970nm及1550nm两组。静态实验证明1550nm的波长只能穿透10mm以下水的厚度。所以本文主要介绍970nm的波长的近红外线在垂直管道的弹状流和泡状流的吸收情况。2.实验装置本实验采用近本文主要采用近红外光谱分析技术,进行近红外光谱吸收特性与水相体积含率的关系研究.首先依据Lambert-Beer定律在静态实验分析的基础上通过Origin拟合得到了测量电压值与水层厚度之间的函数关系,然后分析管道模型得到了水层厚度与水相体积含率间的关系,将水层厚度作为中间量,通过垂直管段弹状流和泡状流流型下的在线实验,实现对各种工况下不同的水相体积含率的实时测量,最终得到测量近红外光谱吸收特性与水相体积含率间的数学关系式.采用朗姆比尔定律以及静态估计的公式对动态进行验证，对其系数进行了重新估计。与文献低能射线法油气水相含率测量研究的回归方程估计值计算公式一致。通过拟合公式得到的估计值，按照公式(4-3)计算误差，最终计算得到的泡状流的误差分布在±10％以内。依据Lambert-Beer定律在静态实验分析的基础上通过Origin拟合得到了测量电压值与水层厚度之间的函数关系，然后分析管道模型得到了水层厚度与水相体积含率间的关系，将水层厚度作为中间量，通过垂直管段弹状流和泡状流两个流型18个工况下的在线实验，单独利用均值这一个参数得到计算的估计值与实际值的分布情况。得到弹状流的误差分布在±60%以内，泡状流的误差分布在±10%以内。利用的参数减少，特征明显，理论依据充分，测量方便简单，精度提高。
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