油管长度激光Doppler测量技术的研究

作     者：刘丽群 

作者单位：大庆石油学院 

学位级别：硕士

导师姓名：王明吉

授予年度：2009年

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 08[工学] 082002[工学-油气田开发工程] 

主      题：激光多普勒技术 油管长度测量 双光束型光路 拍频 快速傅里叶变换 

摘      要：目前,石油生产中下井油管长度的测量,仍主要采用传统的人工拉皮尺的方法对每一根管柱进行测量和记录。这种方式从有油井那一天开始,一直沿用至今,不仅效率低,劳动强度大,而且测量精度差。有的油田除人工计量外,还需要再次用专用仪器测量井下工具的精确位置。即便有人提出利用声、光等方法进行测量,但是仍然因存在结构复杂、操作不便等诸多问题而未被广泛应用。显而易见,研究开发智能化的下井油管长度在线计量仪器不仅可有效提高油管的计量精度、减轻工人的劳动强度,而且可节约生产成本、提高生产效率和经济效益。 激光多普勒测量技术以它精度高、线性度好、动态响应快、测量范围大、非接触测量等特点得到了广泛的应用和发展,尤其在流体流速测量方面取得了令人满意的效果。激光在线测长已成为当前LDV工业应用技术研究开发的重点。 本文根据油田开发的实际需要,设计了一种基于激光多普勒测量原理的连续油管长度在线测量系统。该系统采用双光束型光路,以半导体激光器为光源、以光电倍增管作为光电探测器,通过接收运动油管表面的散射光,经数据采集和信号处理系统,测量出多普勒频移,最终可获得下井油管的长度。论文叙述了其测量原理以及各部分单元的设计与实现情况,为今后进一步的研究奠定了理论和实践的基础。这是将激光多普勒测速技术应用于下井油管长度测量的一种新的尝试。该系统研制成功,可望获得一种新的性能更加优越的连续油管长度在线测量装置。