[发明专利]基于多传感器的管道含砂量检测装置

说明书

本发明提出一种基于多传感器的管道含砂量检测装置，包括设于弯管进口段管壁上的第一检测件，多个依次设于弯管弯折段和/或出口段外管壁的第二检测件，储存器，以及执行器，该预设程序被执行时能够实现以下步骤：根据第一检测件检测的信号，计算多个第二检测件检测的信号的互相干系数，若互相干系数大于第一预设值，则判断该频率为流体噪音，该含砂量管道含砂量检测装置，通过第一检测件检测流体噪声，并根据第一检测件检测的信号，计算多个第二检测件之间的互相干系数，精确地提取出流体的噪声频段，可以有效地去除流体噪声，不会受液体流态、流速或者传感器不同的影响，实现动态去噪，从而可以有效的提取含砂量特征信号，有效的进行含砂量检测。

技术领域

本发明涉及石油钻井技术领域，尤其涉及一种基于多传感器的管道含砂量检测装置。

背景技术

含砂多相流广泛存在于油气钻采过程中的各个阶段，如钻井过程中油气管柱内的含砂多相流、油气生产过程中采油树出口管线内的含砂多相流、油气储运过程中的含砂多相流。随流体运移的砂粒会对管道产生冲蚀伤害，若含砂量较高甚至会造成输运管线的堵塞，因此，一种有效的在线检测管道含砂量的装置和方法尤为迫切。

现有的管道含砂量检测方法分为植入式检测和非植入式检测，植入式检测方法需要将检测探头植入到生产管道内，该方法需要停产后植入安装探头，已不能满足油气安全高效生产的需求。目前，管道含砂量的非植入检测方法主要包括声学传感器方法和振动传感器方法，但是这些方法均基于单个同参数的传感器获取含砂流中的砂粒信息，如专利ZL201610047626.7、ZL201020276657.8、CN201710579546.0所述。基于声振传感器检测管道含砂量的原理是：砂粒随液流在管道中运移，在弯管附件位置处，砂粒在惯性的作用下碰撞管壁激发一个表面波，通过加速度振动传感器拾取该信号，并通过解析砂粒信号异于携砂介质信号的频谱特征，认为该频谱特征为含砂量信号特征，进一步提取后转化为所需的管道含砂量量信息。

相同含砂流体介质下，不同粒径和速度分布的砂粒对管壁碰撞位置不同，若撞击点距离传感器安装位置较远，传感器很有可能检测不到该微弱的振动信号。此外，不同粒径和速度分布下砂粒碰撞管壁激励的频谱特征有一定的差异，弯头附近位置处流体速度分布也不相同，导致液流的脉动噪声也不相同，因此，原检测方式导致无法精确的进行检测。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种可以有效精确检测管道含砂量的基于多传感器的管道含砂量检测装置。

为达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种基于多传感器的管道含砂量检测装置，包括设于弯管进口段管壁上的第一检测件，多个依次设于弯管弯折段和/或出口段外管壁的第二检测件，存有预设程序的储存器，以及分别与所述第一检测件、所述第二检测件和所述储存器电性连接的执行器，该预设程序被所述执行器执行时能够实现以下步骤：根据所述第一检测件检测的信号，计算多个所述第二检测件检测的信号的互相干系数，若互相干系数大于第一预设值，则判断该频率为流体噪音。

作为本发明的进一步优化，该预设程序被所述执行器执行时能够实现以下步骤：根据所述互相干系数与所述第一预设值的比较提取出流体噪声，根据提取出的流体噪声将多个所述第二检测件检测信号中的流体噪声筛除，从而提取出含砂量特征信号。

作为本发明的进一步优化，多个所述第二检测件的频率响应范围按照远离所述进口段的方向依次增大。

作为本发明的进一步优化，多个所述第二检测件均匀间隔设置。

作为本发明的进一步优化，所述第一检测件设于所述进口段距离所述弯折段2-3倍管径处的上管壁上。