一种油滴尺寸测量方法
【专利摘要】本发明涉及一种油滴尺寸测量方法，包括：制作一个两相流流体取样器，中部取样拍摄段为扁平的长方体空间并由透明材质制成；将两相流流体取样器的两端用法兰连接到待测管道上，将高速摄像仪镜头的放置位置正对取样器的长边和宽边构成的二维平面，当油水两相流流经取样器中部取样拍摄段时，对取样器内流体进行拍摄；利用多尺度边缘检测算法提取油滴边缘；对提取到的边缘进行处理，分成粘连油滴的图像和不粘连油滴的图像；利用分水岭算法对粘连油滴的图像进行分割，再进行圆拟合操作；对不粘连油滴的图像直接进行圆拟合操作；将两次拟合结果整合得到油滴边缘提取结果图；计算每个油滴的直径D。本发明提供的油滴尺寸测量方法能够在获取高清晰度油水两相流图像的基础上对每个油滴尺寸进行较为准确的检测。
【专利说明】一种油滴尺寸测量方法 所属【技术领域】
[〇〇〇1] 本发明涉及一种油滴尺寸测量方法。 【背景技术】
[0002] 中国油田储集层中多为陆相碎屑岩沉积，其储集层无论是纵向还是横向非均质性 都比国外海相沉积为主的储集层要复杂得多。从新投入开发的油田状况来看，新探明储量 品味降低，低渗、特低渗油田储量所占比重较大。从已开发油田现状看，总体上已进入高含 水、高采出程度阶段，主力老油田大多数已进入或是接近特高含水的开发后期，其油井低渗 低产及高含水生产特性尤为显著。
[0003] 在我国油田低渗低产开采条件下，垂直管内油水两相流呈现复杂的非均匀随机运 动特征，且油水相间滑脱严重，同时，由于缺乏油水两相流微观流体结构信息，致使目前应 用于我国油田的环形电导式传感器或过流式电容传感器响应物理模型建立存在较大困难。 油水两相流分散相液滴粒径检测在揭示油水两相流流动特性方面有重要意义，直接影响流 体流动参数测量，是建立参数测量模型的微观流体结构基础。
[0004] 目前，常用于两相流液滴粒径测量的电学探针易受针头区腐蚀的影响，对于信号 处理提出了较高的要求，较难达到较高的测量精度。高速摄像法对流体进行直接有效的拍 摄，然后通过图像处理的方法获取液滴直径，该方法在两相流微观流体结构分析方面也开 始有应用。然而，由于圆形管道内分散油滴运动随机，如果直接利用高速摄像仪对管内流体 拍摄，所得图片会因油滴的重叠、油水相间及管壁处光线折射产生失真，从而导致油水两相 流微观流体结构信息的大量丢失。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是克服现有技术的上述不足，提供一种油滴尺寸测量方法。本发明 通过对流体取样器的设计，克服油泡聚并、重叠等现象，为高速摄像仪捕获高清晰度油水两 相流图像提供条件；再利用图像处理方法，准确、清晰地提取油滴边缘，并通过合理的分割 油滴边缘图像，对每个油滴尺寸进行检测。本发明的技术方案如下：
[0006] 一种油滴尺寸测量方法，包括下列步骤：
[0007] 1)制作一个两相流流体取样器，所述的两相流流体取样器包括入口段（1)，上游 导流段（2)，中部取样拍摄段（3)，下游导流段（4)和出口段（5)，其中，所述的入口段（1)和 出口段（5)用于与待测管道相连，所述的中部取样拍摄段（3)为扁平的长方体空间，该扁平 的长方体空间的长边和宽边的尺寸远大于厚度尺寸，所述的取样器的中部取样拍摄段（3) 由透明材质制成；
[0008] 2)将两相流流体取样器的两端用法兰连接到待测管道上，将高速摄像仪镜头的放 置位置正对取样器的长边和宽边构成的二维平面，当油水两相流流经取样器中部取样拍摄 段时，对取样器内流体进行拍摄；
[0009] 3)利用多尺度边缘检测算法提取油滴边缘；
[0010] 4)对提取到的边缘进行处理，形成连通域，并填充图像中的连通域；
[〇〇11] 5)将填充了连通域的图像分成粘连油滴的图像和不粘连油滴的图像；
[0012] 6)利用分水岭算法对粘连油滴的图像进行分割，再进行圆拟合操作；
[0013] 7)对不粘连油滴的图像直接进行圆拟合操作；
[0014] 8)将两次拟合结果整合得到油滴边缘提取结果图；
[0015] 9)通过计算各个拟合圆的面积S，利用公式
【权利要求】
1. 一种油滴尺寸测量方法，包括下列步骤： 1) 制作一个两相流流体取样器，所述的两相流流体取样器包括入口段（1)，上游导流 段（2)，中部取样拍摄段（3)，下游导流段（4)和出口段（5)，其中，所述的入口段（1)和出口 段（5)用于与待测管道相连，所述的中部取样拍摄段（3)为扁平的长方体空间，该扁平的长 方体空间的长边和宽边的尺寸远大于厚度尺寸，所述的取样器的中部取样拍摄段（3)由透 明材质制成； 2) 将两相流流体取样器的两端用法兰连接到待测管道上，将高速摄像仪镜头的放置 位置正对取样器的长边和宽边构成的二维平面，当油水两相流流经取样器中部取样拍摄段 时，对取样器内流体进行拍摄； 3) 利用多尺度边缘检测算法提取油滴边缘； 4) 对提取到的边缘进行处理，形成连通域，并填充图像中的连通域； 5) 将填充了连通域的图像分成粘连油滴的图像和不粘连油滴的图像； 6) 利用分水岭算法对粘连油滴的图像进行分割，再进行圆拟合操作； 7) 对不粘连油滴的图像直接进行圆拟合操作； 8) 将两次拟合结果整合得到油滴边缘提取结果图； 9) 通过计算各个拟合圆的面积S，利用公式
十算每个油滴的直径D。
2. 根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述取样器的中部取样拍摄段（3)的 截面积与入口段（1)前端的截面积基本相等，使得流过扁平的长方体空间内的流体的平均 流速与流入入口段之前的平均流速基本相等。
3. 根据权利要求1所述的两相流流体取样器，其特征在于，所述的取样器的中部取样 拍摄段（3)的长边具有足够的长度，以保证扁平的长方体空间内的流体可在较大空间内达 到均匀分布的状态。
【文档编号】G01N15/02GK104089857SQ201410315383
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月3日 优先权日:2014年7月3日
【发明者】翟路生, 金宁德, 李笑颜, 王红梅 申请人:天津大学