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海底冷泉天然气渗漏和流体流量原位定量测定是海底探测领域待解决的首要技术难题之一。本文根据气液两相流中气相流量对声波强度衰减的基本原理,开展了针对气液两相流中气相流量的超声波检测模拟实验研究。制订了测量方案,并建立了模拟实验装置开展实验。对实验获得的数据进行了相关分析,得到了气相流量与穿透超声波参数、测量装置几何参数的关系,表明论文所提方法是有效的,为海底冷泉天然气渗漏和流体流量原位定量测定提供了新的方法。本文主要研究内容如下:
(1)通过对比分析国内外在气液两相流中气相流量检测的研究方法,提出了本文研究的目标内容。
(2)介绍了气液两相流流量检测方法,分析了海底天然气渗漏流量检测原理。
(3)提出了模拟实验系统的实验方案,介绍了模拟实验系统的组成和检测系统的硬件方案;
(4)研制了超声波检测电路系统,包括模拟实验硬件模块和模拟实验程序模块两部分。
(5)根据实验方案完成了模拟实验,对采集到的声波强度衰减数据进行了分析处理。对实验结果进行了分析和总结,验证了利用声波强度衰减量对直接检测气液两相流中气相流量的方法的有效性。
本文所做的气液两相流气相流量超声波检测系统的研究工作,在室内水池完成了模拟实验研究,为研究海底冷泉天然气渗漏流量原位测量方法提供了有效的参考。