Ученые из Томского политеха разработали два новых типа многофазных расходомеров для учета нефти. Один из них представляет собой аналог многофазного радиоизотопного расходомера полностью отечественного производства. Второй тип уникален, его действие основано на одновременном анализе широкополосных и линейчатых спектров низкоэнергетического рентгеновского излучения от генерирующего источника. Об этом сообщается в пресс-релизе, поступившем в распоряжение редакции InScience.News.
Поддержание добычи нефти и газа на запланированном уровне требует постоянного контроля параметров месторождения. Один из них — количество извлекаемой нефти, газа и воды. Многофазный расходомер представляет собой прибор, состоящий из измерителя концентрации компонентов и устройства для измерения общего расхода.
В создании радиоизотопного многофазного расходомера отечественного производства приняли участие специалисты Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ и лаборатории рентгеновской оптики Инженерной школы ядерных технологий, промышленным партнером выступило ООО «Метрология и Автоматизация».
Действие прибора основано на принципиально новых подходах. Радиоизотопный источник излучения в приборе исследователи заменили на генерирующий рентгеновский аппарат. Отсутствие высокоэнергичного излучения делает прибор безопаснее, он не требует лицензии для эксплуатации и освобожден от контроля Ростехнадзора и Роспотребнадзора. Система регистрации основана на высокоскоростных гиперспектральных детекторах с пассивной оптической системой «сортировки» квантов по энергии, что обеспечивает утилизацию всей мощности источника.
Главное преимущество расходомера — более высокая точность и скорость сканирования по сравнению с радиоизотопными приборами. Получить такой результат удалось благодаря сочетанию волнодисперсионной и кросскорреляционной систем регистрации в одном измерительном модуле для определения концентрации компонентов и общего расхода.
«Генерирующий источник обеспечивает на порядки больший поток излучения, чем радиоизотопный, что дает больше возможностей для прибора. Кроме того, мы изменили систему регистрации для измерения концентрации компонентов потока нефти — вместо энергодисперсионного спектрометра применили волнодисперсионный. Он состоит из пассивной рентгеновской оптики гиперспектрального детектора, который регистрирует уже отсортированные кванты. Мультиволновая схема из-за своей простоты позволяет увеличить скорость цифрового процессора детектирующего модуля до 2 млн импульсов в секунду против 100 тыс. импульсов энергодисперсионной схемы. Чем больше скорость, тем более точные данные мы получаем от прибора. Кросскорреляционный измеритель расхода построен на двухканальном детекторе, тоже нашей разработки, использует широкополосное излучение от того же источника и сканирует поток с частотой более тысячи раз в секунду, что обеспечит измерение расхода в диапазоне от 1:100 и более. Это позволит использовать расходомер одного типоразмера на скважинах с разным дебитом, то есть делает прибор более универсальным», — рассказывает соавтор исследования Алексей Гоголев.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
