【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及超聲流量測量，特別涉及一種寬量程比超聲流量測試系統(tǒng)和測試方法。
技術介紹
1、超聲波時間差法（或相位差法）流量檢測技術因測試精度高、適應性強，在各領域得到大量成熟應用。目前超聲波時間差法流量測試設備儀器的量程比通常不超過500：1，大跨度流量測試通常需要選擇大口徑（過流通道）儀器，但小流量測試精度很差甚至測試不出來；小流量測試相應選擇小口徑儀器，大流量又超出測試范圍。同一口徑結構尺寸難以滿足大跨度流量測試范圍（大量程比）的需求。
技術實現(xiàn)思路
1、為了至少部分地解決現(xiàn)有技術存在的技術問題，專利技術人做出本專利技術，通過具體實施方式，提供一種寬量程比超聲流量測試系統(tǒng)和測試方法，能夠在不改變結構尺寸（尤其是過流通道大小）的情況下，滿足大跨度流量測試范圍的需求，大大拓展了流量測試的量程比。
2、第一方面，本專利技術實施例提供一種寬量程比超聲流量測試系統(tǒng)，包括井下超聲信號收發(fā)裝置和地面控制終端；
3、所述超聲信號收發(fā)裝置，包括測試導流管，及按一定的軸向距離設置于所述測試導流管的第一超聲換能器和第二超聲換能器；
4、所述控制終端用于，根據同一測試周期內所述第一超聲換能器采集的第一回波信號和所述第二超聲換能器采集的第二回波信號，確定順逆流時間差，判斷所述第一超聲換能器和所述第二超聲換能器的激勵信號周期是否都大于所述順逆流時間差，若否，調整對應超聲換能器的激勵頻率，使其激勵信號周期大于所述順逆流時間差。
5、可選的，所述控制終端，判斷
6、根據所述第一超聲換能器的激勵頻率確定激勵信號周期，判斷該激勵信號周期是否大于所述順逆流時間差；
7、根據所述第二超聲換能器的激勵頻率確定激勵信號周期，判斷該激勵信號周期是否大于所述順逆流時間差。
8、可選的，所述第一超聲換能器和所述第二超聲換能器的激勵頻率一致，所述控制終端，判斷所述第一超聲換能器和所述第二超聲換能器的激勵信號周期是否都大于所述順逆流時間差，用于：
9、根據所述第一超聲換能器和所述第二超聲換能器的激勵頻率，確定激勵信號周期，判斷該激勵信號周期是否大于所述順逆流時間差。
10、可選的，所述控制終端，判斷所述第一超聲換能器和所述第二超聲換能器的激勵信號周期是否都大于所述順逆流時間差，若否，調整對應超聲換能器的激勵頻率，使其激勵信號周期大于所述順逆流時間差，用于：
11、判斷所述第一超聲換能器和所述第二超聲換能器的激勵信號周期是否都大于所述順逆流時間差，且激勵信號半周期與所述順逆流時間差間的絕對差值是否都小于設定時間差閾值；
12、若否，調整對應超聲換能器的激勵頻率，使其激勵信號周期大于所述順逆流時間差，且激勵信號半周期與所述順逆流時間差間的絕對差值小于所述時間差閾值。
13、可選的，所述超聲信號收發(fā)裝置，還包括設置于所述測試導流管的第三超聲換能器，所述第三超聲換能器與所述第一超聲換能器軸對稱設置；
14、所述第一超聲換能器與所述第二超聲換能器用于交替循環(huán)發(fā)射超聲波信號；所述第一超聲換能器發(fā)射超聲信號時，所述第二超聲換能器用于接收第二回波信號，所述第三超聲換能器用于接收第三回波信號；所述第二超聲換能器發(fā)射超聲信號時，所述第一超聲換能器用于接收第一回波信號；
15、所述控制終端還用于，基于同一測試周期內的第一回波信號和第二回波信號，確定順逆流時間差，確定第一流量，基于第三回波信號，利用頻差法確定第二流量；針對同一測試周期，根據第二流量與設定流量閾值的相對大小及第一流量與第二流量的相差幅度，確定固體顆粒含量水平，確定第一流量和第二流量的權重，得到加權平均流量，作為對應時間的流體流量。
16、可選的，所述控制終端，根據第二流量與設定流量閾值的相對大小及第一流量與第二流量的相差幅度，確定固體顆粒含量水平，確定第一流量和第二流量的權重，得到加權平均流量，用于：
17、當?shù)诙髁坎恍∮谠O定流量閾值時，若第一流量和第二流量的絕對差值小于第一流量差閾值，確定固體顆粒含量中等，確定第一流量和第二流量的權重都為0.5；若第一流量和第二流量的絕對差值不小于所述第一流量差閾值，且不大于第二流量差閾值，確定固體顆粒含量偏少，確定第一流量權重為1，根據預先通過實驗獲取的第一標定結果確定第二流量的權重；若第一流量和第二流量的絕對差值大于第二流量差閾值，確定固體顆粒含量偏多，確定第二流量權重1，根據預先通過實驗獲取的第二標定結果確定第一流量的權重；
18、當?shù)诙髁啃∮谒隽髁块撝禃r，若第一流量和第二流量的絕對差值不小于所述第一流量差閾值，確定固體顆粒含量極少，確定第一流量權重為1，第二流量權重為0；若第一流量和第二流量的絕對差值小于所述第一流量差閾值，發(fā)出可能存在設備故障的告警信息。
19、可選的，所述流量閾值為1方/天。
20、可選的，所述第一流量差閾值為當前量程的0.05～0.1倍，所述第二流量差閾值為當前量程的0.15～0.2倍。
21、可選的，所述第一超聲換能器與所述第二超聲換能器，均用于將回波信號放大和濾波后直接采集；
22、所述第三超聲換能器，用于將回波信號放大和濾波后，與所述第一超聲換能器的激勵信號混頻，再通過硬件電路低通濾波后進行采集。
23、可選的，所述第一、第二和第三超聲換能器設置于同一平面內。
24、第二方面，本專利技術實施例提供一種寬量程比超聲流量測試方法，包括：
25、將上述任一寬量程比超聲流量測試系統(tǒng)的超聲信號收發(fā)裝置，下入到目標注水井油管的目標位置，基于其控制終端的輸出數(shù)據，得到各時間段所述目標位置處流體的流量。
26、可選的，所述得到各時間段所述目標位置處流體的流量，還包括：
27、確定各時間段所述目標位置處流體的固體顆粒含量水平。
28、本專利技術實施例提供的上述技術方案的有益效果至少包括：
29、（1）本專利技術實施例提供的寬量程比超聲流量測試系統(tǒng)，采用寬頻帶的超聲換能器，在測試導流管的結構尺寸（尤其是過流通道大小）不變的情況下，通過控制終端自動調整超聲換能器的激勵頻率，使激勵信號周期大于順逆流時間差。通過超聲換能器激勵頻率的自動調整滿足大跨度流量測試范圍的需求，大大拓展了流量測試的量程比。
30、（2）本專利技術實施例提供的寬量程比超聲流量測試系統(tǒng)，控制終端確定順逆流時間差后，不是直接利用順逆流時間差進一步確定流體流量，而是先判斷兩個超聲換能器的激勵信號周期是否都大于順逆流時間差，且激勵信號半周期與順逆流時間差間的絕對差值是否都小于設定時間差閾值；若否，調整對應超聲換能器的激勵頻率，使其激勵信號周期滿足上述條件。通過控制終端自動調整超聲換能器的激勵頻率，激勵信號周期大于順逆流時間差，使得量程滿足當前測量需求；激勵信號半周期與順逆流時間差間的絕對差值小于設定時間差本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種寬量程比超聲流量測試系統(tǒng)，其特征在于，包括井下超聲信號收發(fā)裝置和地面控制終端；
2.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制終端，判斷所述第一超聲換能器和所述第二超聲換能器的激勵信號周期是否都大于所述順逆流時間差，用于：
3.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一超聲換能器和所述第二超聲換能器的激勵頻率一致，所述控制終端，判斷所述第一超聲換能器和所述第二超聲換能器的激勵信號周期是否都大于所述順逆流時間差，用于：
4.如權利要求2或3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制終端，判斷所述第一超聲換能器和所述第二超聲換能器的激勵信號周期是否都大于所述順逆流時間差，若否，調整對應超聲換能器的激勵頻率，使其激勵信號周期大于所述順逆流時間差，用于：
5.如權利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述超聲信號收發(fā)裝置，還包括設置于所述測試導流管的第三超聲換能器，所述第三超聲換能器與所述第一超聲換能器軸對稱設置；
6.如權利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制終端，根據第二流量與設定流量閾值的相對大小及第一流量與第二流量的相差幅
7.如權利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述流量閾值為1方/天。
8.如權利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一流量差閾值為當前量程的0.05～0.1倍，所述第二流量差閾值為當前量程的0.15～0.2倍。
9.如權利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一超聲換能器與所述第二超聲換能器，均用于將回波信號放大和濾波后直接采集；
10.如權利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一、第二和第三超聲換能器設置于同一平面內。
11.一種寬量程比超聲流量測試方法，其特征在于，包括：
12.如權利要求11所述的方法，其特征在于，所述得到各時間段所述目標位置處流體的流量，還包括：
...【技術特征摘要】
1.一種寬量程比超聲流量測試系統(tǒng)，其特征在于，包括井下超聲信號收發(fā)裝置和地面控制終端；
2.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制終端，判斷所述第一超聲換能器和所述第二超聲換能器的激勵信號周期是否都大于所述順逆流時間差，用于：
3.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一超聲換能器和所述第二超聲換能器的激勵頻率一致，所述控制終端，判斷所述第一超聲換能器和所述第二超聲換能器的激勵信號周期是否都大于所述順逆流時間差，用于：
4.如權利要求2或3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制終端，判斷所述第一超聲換能器和所述第二超聲換能器的激勵信號周期是否都大于所述順逆流時間差，若否，調整對應超聲換能器的激勵頻率，使其激勵信號周期大于所述順逆流時間差，用于：
5.如權利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述超聲信號收發(fā)裝置，還包括設置于所述測試導流管的第三超聲換能器，所述第三超聲換能器與所述第一超聲換能器軸對稱設置...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：賈德利，劉合，李國欣，孫福超，楊清海，王全賓，金旭，
申請(專利權)人：中國石油集團科學技術研究院有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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