دانش

پروب فیبر به دلیل تداخل ضد الکترومغناطیسی ، آرایه آسان و حساسیت بالا به طور گسترده در زمینه تشخیص فاز گاز چند فاز مورد استفاده قرار گرفته است. در این مقاله ، یک روش تصویربرداری جریان دو فاز گاز مایع بر اساس پروب فیبر تک حالته ارائه شده است. تلفیق فناوری اندازه گیری فیبر تک حالته و الگوریتم درون یابی کریگینگ نه تنها می تواند یک تجسم جامع و دقیق تر از توزیع نگهدارنده در منطقه اندازه گیری را فراهم کند ، بلکه به طور مؤثر بر محدودیت های روش های سنتی غلبه می کند.

الگوریتم درون یابی کریگینگ

الگوریتم درون یابی Kriging یک روش تخمین محلی است که بر اساس عملکرد واریانس مبتنی بر عملکرد واریانس است ، که نه تنها رابطه موقعیت مکانی بین نقطه تخمین و نقطه مشاهده را در نظر می گیرد ، بلکه همبستگی مکانی بین آنها را نیز در نظر می گیرد ، بنابراین به طور مؤثر تأثیر اسپری داده را بر نتیجه درون یابی و بهبود تأییدیه واسطه بهبود می بخشد. فرآیند اجرای خاص تصویربرداری درون یابی نگهدارنده هوا بر اساس الگوریتم درون یابی کریگینگ به شرح زیر است

جمع آوری داده ها و پیش پردازش:با استفاده از داده های نگهدارنده گاز که توسط پروب فیبر نوری اندازه گیری می شود ، یک مجموعه داده اصلی حاوی مختصات هر نقطه اندازه گیری و نگه داشتن گاز مربوط به آن ساخته می شود و نقاط داده غیر طبیعی و گمشده از بین می رود.

متناسب با عملکرد واریانس تجربی:برای هر جفت نقاط اندازه گیری ، فاصله بین آنها (یعنی فاصله تاخیر) محاسبه می شود ، و سپس نیمه واریانس نگهدارنده گاز بین جفت امتیاز محاسبه می شود. متغیرهای نیمه تمام جفت نقاط اندازه گیری با توجه به تأخیر گروه بندی می شوند. برای هر بازه تاخیر ، میانگین مقدار نیمه واریانس تمام نقاط در فاصله زمانی محاسبه می شود تا مقدار عملکرد واریانس تجربی را تشکیل دهد. با توجه به مقادیر محاسبه شده از عملکرد تنوع آزمایشی ، مدل مناسب برای اتصالات انتخاب می شود و سپس با روش تنظیم غیرمستقیم حل می شود ، مقدار اثر Nugget C {3}} ، مقدار ابعاد جزئی C و دامنه متغیر آلفا می تواند بدست آید ، به گونه ای که مدل عملکرد تنوع آزمایشی را ایجاد می کند.

ضریب وزن را حل کنید:عملکرد واریانس بین نقطه تخمین زده شده و نقطه شناخته شده با استفاده از عملکرد واریانس تجربی تعیین شده محاسبه می شود. در محدوده جستجو با نقطه ای که به عنوان مرکز تخمین زده می شود ، مقدار عملکرد تنوع بین نقطه و تمام نقاط شناخته شده محاسبه می شود ، و با مقدار نیمه واریانس بین تمام نقاط شناخته شده به دست آمده در مرحله 2 ترکیب می شود ، معادلات کریگینگ جایگزین می شوند ، معادلات 2 {2}} ایجاد می شوند (جایی که m تعداد تمام نقاط شناخته شده در دامنه جستجو است) و Meepfity Meate Searfiens) ، و M Solvefiiciics Solve Solve

برآورد را حل کنید:ضرایب وزن M به دست آمده در فرمول تخمین نگهدارنده گاز برای محاسبه درون یابی جایگزین شد و مقدار تخمین زده شده گاز این نقطه به دست آمد.

نتایج را تجسم کنید:با استفاده از نرم افزار پردازش تصویر ، این نقاط داده در یک شبکه در منطقه درون یابی نقشه برداری می شوند تا یک تصویر نرخ گاز دو نگهداری از سطح مقطع ستون تولید کنند. در تصویر ، رنگ های مختلف یا سطح خاکستری نشان دهنده اندازه نگهدارنده گاز از نقاط مختلف درون یابی در سطح مقطع ستون است که به طور شهودی توزیع مکانی نگهدارنده گاز را نشان می دهد.

Aنانالیز نتایج تجربی

با توجه به اینکه فرآیند درون یابی Kriging شامل بسیاری از ماتریس و عملیات بردار ، محاسبه فرمول مدل ، محلول ماتریس معکوس و تجسم نتایج درون یابی است ، این مقاله برای تکمیل کار مرتبط ، جعبه ابزار DACE را در نرم افزار MATLAB انتخاب می کند. ابزار DACE توابع پیش بینی کننده مدل Kriging و توابع کمکی مرتبط را برای انجام کارآمد عملیات های پیچیده ریاضی فوق یکپارچه می کند. به طور کلی ، مناطقی با احتباس گاز بالاتر بدان معنی است که حباب ها خوشه بندی شده اند یا حباب های بیشتری وجود دارند ، در حالی که مناطقی با احتباس گاز کمتر نشان می دهند که حباب ها از نظر حجم پراکنده تر یا کوچکتر هستند. با افزایش سرعت جریان گاز ، نگه داشتن گاز نیز به ویژه در مرکز لوله افزایش می یابد ، در حالی که نگهدارنده گاز در نزدیکی دیواره لوله به تدریج کاهش می یابد. این تغییر نشان دهنده گرایش غلظت حباب به مرکز ستون است. دلیل این امر این است که اصطکاک بین مایع و دیواره لوله سرعت جریان را در نزدیکی دیوار کند می کند و مقاومت حباب را افزایش می دهد. بنابراین ، حباب ها تمایل به جمع آوری در مرکز رشته با سرعت جریان بالاتر و مقاومت کمتری دارند و در نتیجه حداکثر غلظت حباب و احتباس گاز در این منطقه ایجاد می شود. در مقابل ، حباب های کمتری در نزدیکی دیواره لوله وجود دارد ، و احتباس گاز نسبتاً کم است و یک الگوی توزیع حباب را با مرکز متراکم و لبه پراکنده تشکیل می دهد. تقارن تصویر نگهدارنده گاز در امتداد جهت شعاعی ستون لوله نشان می دهد که توزیع حباب در بخش ستون لوله نسبتاً یکنواخت است و هیچ گروه حباب یا حباب بزرگی تشکیل نمی شود. علاوه بر این ، پایداری نگهدارنده گاز بیشتر ثبات روند جریان را که نمونه ای از جریان حباب است ، اثبات می کند.

پایان

این روش نه تنها محدودیت پروب فیبر نوری آرایه سنتی را در اندازه گیری احتباس گاز حل می کند ، بلکه از پایداری عالی و دوام سنسور فیبر نوری نیز سود می برد ، که برای کاربرد در محیط پیچیده مانند چاه های نفت و گاز بسیار مناسب است. با ارائه تصویری بصری از توزیع فاز گاز ، فناوری تصویربرداری می تواند در تنظیم استراتژی های تولید ، بهینه سازی طرح های تزریق آب و حمایت مؤثر از تحریک کمک کند. علاوه بر این ، نظارت بر زمان واقعی و تجسم تغییرات در نگهدارنده گاز برای شناسایی زودهنگام خطرات ایمنی مانند تجمع حباب که می تواند منجر به بی ثباتی فشار یا خرابی تجهیزات شود ، بسیار مهم است. بنابراین ، این فناوری از اهمیت و ارزش عملی مهم در جلوگیری از مشکلات احتمالی برخوردار است.