[发明专利]用于多相流体流中的基于近红外的含水率监控的系统和方法

摘要

提供了一种系统和方法的实施例，所述系统和方法用于表征流体的多相流(MPF)、并在用于石油相关作业的管道的一部分中增强对全含水率范围的测量和监控。系统的实施例可以包括用于在成对的宽带近红外(NIR)发射器与检测器之间引导所述MPF的导流器，所述检测器电耦接到信号调节、处理和表征模块，以确定所述MPF的吸收和散射，并定义和显示MPF特性以用于在石油相关作业中的测量和监控。

主权项

一种系统,其用于表征流体的多相流(MPF)、并在用于石油相关作业的管道的一部分中增强对用于总流量的全含水率范围的测量和监控，所述系统的特征在于：导流器，其固定在管道的一部分之内、并且周向地放置在所述管道的内表面之内并与所述管道的内表面紧密相邻，以将穿过所述管道的所述部分的全含水率范围的流体的MPF导向至所述管道的所述部分的内表面；多个宽带近红外(NIR)源，其耦接到所述管道的所述部分之内的所述导流器、被沿所述管道的所述部分之内的所述导流器间隔开地放置，以产生一个或多个宽带NIR信号；多个宽带NIR检测器，其安装到所述管道的所述部分的外表面、并沿所述管道的所述部分的外表面周向地放置，并且通过至少一个光学窗口与位于所述管道的所述部分之内的所述多个宽带NIR源相应地配对，以检测穿过介质的已产生的一个或多个宽带NIR信号；光电倍增管，其电耦接到所述多个宽带NIR检测器，以累积并放大所述已产生的一个或多个宽带NIR信号和检测到的一个或多个宽带NIR信号中的每一个；一个或多个处理器，其电耦接到所述光电倍增管，并且具有相关的、并可由所述一个或多个处理器操作以执行指令集的非暂时性有形计算机可读介质，所述指令集包括：响应于已放大的已产生的一个或多个宽带NIR信号和已放大的检测到的一个或多个宽带NIR信号中的每一个而进行处理，以确定与所述已放大的已产生的一个或多个宽带NIR信号和所述已放大的检测到的一个或多个宽带NIR信号中的每一个相关联的多个波长和相应频率，以及分析所述多个波长和相应频率，以确定与所述已放大的已产生的一个或多个宽带NIR信号和所述已放大的检测到的一个或多个宽带NIR信号中的每一个相关联的相应吸收和散射，使得所述吸收和散射定义与穿过所述管道的所述部分的所述MPF相关联的多个MPF特性；以及一个或多个显示器，其与所述一个或多个处理器通信，以显示MPF特性，以在所述管道的所述部分之内的石油相关作业中进行测量和监控。