Elaboration et optimisation d'une méthode de mesure de débit d'hydrocarbures dans des conduites en charge à l'aide d'ondes ultrasonores pulsées

par Laurent Bigonski

Thèse de doctorat en Sciences et technologies industrielles

Sous la direction de Karim Bekkour.

Le président du jury était José Vazquez.

Les rapporteurs étaient Nicolas Rivière, José Ragot.


  • Résumé

    Pour les mesures de débit et de volume d’hydrocarbures, les débitmètres à ultrasons se distinguent de par leur caractère non intrusif, ce qui réduit les pertes de charge. La plupart des débitmètres à temps de transit affichent des précisions influencées par les conditions d’écoulement. Pour utiliser ce principe en transactions commerciales, les recommandations stipulent : une linéarité < ± 0,20 %, une répétabilité < ± 0,02 % et une incertitude (coefficient d’étalonnage) < ± 0,027 %. Ce dispositif offre de réels avantages s’il permet de réduire le nombre de transducteurs ultrasonores et conserve son aspect non intrusif. Cela a amené à l’examen du projet sous ses angles hydrodynamique et acoustique. La thèse s’articule autour de deux axes liés. Le premier a comme objectif de déterminer les différentes méthodes de configuration de cordes et de reconstruction de profils de vitesse, pour déterminer une configuration optimale de l’instrument. À partir des résultats d’analyse de profils, un prototype de débitmètre a été développé et utilisé dans l’étude acoustique et expérimentale. Les signaux enregistrés en conditions réelles ont servi de base au développement d’une technique novatrice de mesure par temps de transit.

  • Titre traduit

    Design and optimization of a pulsed ultrasonic wave method for measuring hydrocarbon flowrate in pipelines


  • Résumé

    For measurements of flow and volume of liquid hydrocarbons, ultrasonic flowmeters distinguish themselves by their nonintrusive character, which reduces pressure losses. Most transit-time ultrasonic flowmeters have an accuracy which is influenced by the flow profile conditions. In order to be able to use this principle for custody transfer applications, the recommendations stipulate: a linearity < ± 0.20 %, a repeatability < ± 0.02 %, an uncertainty (calibration factor) < ± 0.027 %).This mechanism offers real advantages if it works with a reduced number of ultrasonic transducers and preserves its nonintrusive properties. These conditions have led to the examination of this project from the hydrodynamic and acoustic angles.This thesis is focuses on two linked areas. The first aims to identify the various configurations of paths and the reconstruction of the velocity profile, in order to determine an optimal configuration for the flowmeter. From the results of the profile analysis, a prototype of flowmeter was developed and used in the experimental phase. The recorded signals in real conditions were used as a basis for the development of an innovative method of transit-time measurement.



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