طراحی و ساخت لوپ جریان دوفازی همگن به منظور اندازه‌گیری درصدهای حجمی در مخلوط‌های جامد- مایع و نیز مایع- مایع با تکنیک تضعیف باریکه‌ی گاما

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده ی مهندسی انرژی و فیزیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر،

2 پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران

3 دانشکده‌ی مهندسی انرژی و فیزیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

4 پژوهشکده‌ی کاربرد پرتوها، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران

چکیده

مسئله­‌ی اندازه­‌گیری جریان­‌های چندفازی، یکی از موضوع­‌های بسیار مهم در صنایع نفت و گاز، از اوایل دهه­‌ی 80 میلادی بوده است. جریان دوفازی آب- نفت در عمده­‌ی مواقع و به خصوص در جریان­‌سنج­‌هایی که براساس تفکیک سه‌­فازی آب- نفت- گاز به دوفازی آب- نفت و تک­‌فازی گاز عمل می‌­کنند، وجود دارد. در این­جا، ابتدا لوپ طراحی و ساخته شده­‌ی TPFHL به صورت یک لوپ همگن­‌ساز جامد- مایع و نیز مایع- مایع، معرفی، و سپس به کمک شمارش گامای عبوری چشمه­‌ی پرتوزای 137Cs اعتبارسنجی شد. نتایج قابل­‌قبولی که در مقایسه با داده‌­های مرجع به دست آمد، توانایی عملکرد لوپ فوق در کنار چگالی­‌سنج گاما را در اندازه­‌گیری درصدهای حجمی طیف گسترده­ای از مخلوط­‌های دوفازی تأیید می­‌کند. در ادامه، امکان بهره‌گیری از لوپ فوق در محاسبه‌­ی درصدهای حجمی دوفازی آب- نفت، با استفاده از چشمه­‌ی پرتوزای 241Am شبیه‌­سازی و بررسی شد که با نتایج انتشار یافته در سایر مقالات معتبر علمی سازگاری خوبی دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Design and Construction of a Two-Phase Flow Homogenizer Loop for Volume Fraction Measurement in Solid-Liquid as Well as Liquid-Liquid Mixtures by γ-Ray Attenuation Technique

نویسندگان [English]

  • M Sharifzadeh 1
  • H Khalafi 2
  • H Afarideh 3
  • R Gholipour 4
چکیده [English]

Multiphase flow metering, has been one of the most important issues in oil/gas industry, since the early 80s. Oil-water two-phase flow, shows off specially in flow meters that work based on separation of oil-water-gas three-phase flow into liquid (oil-water), and gas streams just before measurement. Here, at first, two-phase flow homogenizer loop (TPFHL) as a solid-liquid as well as liquid-liquid homogenizer loop, is introduced, and then its performance accuracy is verified by counting the transmitted gamma-rays of a 137Cs radioactive source. The acceptable results, compared to the reference data, endorse the capability of the introduced loop in conjunction with the gamma densitometer for volume fraction measurement in a wide range of two-phase mixtures. Moreover, the instrumentation usage for oil-water component fraction measurement was simulated, using an 241Am gamma source which showed a good agreement with the authentically published results.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Two-Phase Flow
  • Homogenized Two-Phase Flow
  • Oil-Water Two-Phase Flow
  • TPFHL
  • γ-Ray Transmission Technique

[1] S. Corneliussen, J.P. Couput, E. Dahl, E. Dykesteen, K.E. Frøysa, E. Malde, H. Moestue, P.O. Moksnes, L. Acheers, H. Tunheim, Handbook of multiphase flow metering. Norwegian Society for Oil and Gas Measurement (NFOGM), Revision 2 (2005).

 [2] T.J. Hill, Gas-liquid flow challenges in oil and gas production, In ASME Fluids Engineering Division Summer Meeting, Vancouver, BC. (1997).

 [3] R. Thorn, G.A. Johansen, E.A. Hammer, Recent Developments in three-phase flow measurement, Meas. Sci. Technol. 8 (7) (1997)691-701.

 [4] http://cmr.no/facilities/cmr-multiphase- flow-loop.

 [5] http://www.prolabnl.com/test-facilities.

 [6] http://mff.swri.org.

 [7] R. Thorn, G.A. Johansen, B.T. Hjertaker, Three-phase flow measurement in the petroleum industry, Meas. Sci. Technol. 24 (1) (2012)1-17.

 [8] G.F. Hewitt, P.S. Harrison, S.J. Parry, G.L. Shires, Development and testing of the 'mixmeter' multiphase flow meter, Proc. 13th North Sea Flow Measurement Workshop (Lillehammer, Norway) (1995).

 [9] M.N. Al-Khamis, A.F. Al-Bassam, Z. Bakhteyar, M.N. Attab, Evaluation of phasewatcher multiphase flow meter (MPFM) in sour environments, Proc. Offshore Technology Conf. (Houston, USA) (2008).

 [10] Ø. Foss°a, G. Stobie, A. Wee, Successful implementation and use of multiphase meters Proc. 27th Int. North Sea Flow Measurement Workshop (Tønsberg, Norway) (2011).

 [11] P. Mehdizadeh, D. Farchy, J. Suarez, Multiphase meter production well testing applied to low GOR mature fields, Proc. SPE Production and Operations Symp. (Oklahoma, USA) (2009).

 [12] E.L. Paul, V.A. Atiemo-Obeng, S.M. Kresta, Handbook of Industrial Mixing: Science and Practice, John Wiley & Sons, (2004).

 [13] I.J. Karassik, J.P. Messina, P. Cooper, C.C. Heald, Pump Handbook, McGRaw-Hill, (2001).

 [14] A.C. Wightley, Slurry Pumping Manual, a Technical Application Guide for Users of Centrifugal Slurry Pumps and Slurry Pumping Systems, First Edition, Warman International LTD, (2002).