Многофазные расходомеры и связанные с ними способы
В настоящем документе описаны многофазные расходомеры и связанные с ними способы. Устройство для измерения расхода содержит: впускной манифольд; выпускной манифольд; первый и второй каналы для потока, присоединенные между впускным и выпускным манифольдами; и анализатор для определения расхода текучей среды, протекающей через первый и второй каналы для потока, на основании параметра текучей среды, протекающей через первый канал для потока, причем параметр представляет собой перепад давления текучей среды, протекающей через первый канал для потока или плотность смеси текучей среды, протекающей через первый канал для потока, источник и детектор, соединенные с первым каналом для потока, причем анализатор использует полученные детектором значения для определения фазовой фракции текучей среды, протекающей через первый канал для потока, клапан для управления расходом текучей среды через второй канал для потока. Анализатор выполнен с возможностью перевода клапана из первого положения во второе положение на основании перепада давления, удовлетворяющего первому пороговому значению, и анализатор выполнен с возможностью перевода клапана из второго положения в первое положение на основании перепада давления, удовлетворяющего второму пороговому значению. Расход через первый и второй канал для потока определяют на основе перепада давления, фазовой фракции и фазовой фракции и положения клапана. Технический результат – возможность оборудования измерительными приборами только одного канала. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 9 ил.
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет по предварительной заявке США с порядковым номером 62/155,331, поданной 30 апреля 2015 года, которая включена в настоящий документ в полном объеме посредством ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0002] Настоящее описание в целом относится к добыче углеводородов и, в частности, к многофазным расходомерам и связанным с ними способам.
Уровень техники
[0003] Углеводороды, которые широко используют в качестве первичного источника энергии, оказывают существенное влияние на мировую экономику. Поэтому обнаружение и эффективная добыча ресурсов углеводородного сырья приобретают все большее значение. Поскольку относительно доступные залежи углеводородов истощаются, разведку и добычу углеводородов осуществляют в новых регионах, которые могут быть более труднодоступными и/или добыча в них может быть связана с новыми технологическими сложностями. При осуществлении обычных операций скважину выбуривают в земле, будь то на суше или ниже морского дна, для достижения продуктивного пласта, содержащего углеводороды. Такие углеводороды, как правило, залегают в виде нефти, газа или их смесей, которые могут быть извлечены на поверхность посредством скважины.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0004] Ниже приведены определенные аспекты некоторых вариантов осуществления изобретения, описанных в настоящем документе. Следует понимать, что эти аспекты изложены лишь с целью представления читателю краткой сущности некоторых форм, которые может включать настоящее изобретение, и что эти аспекты не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения. Кроме того, настоящее изобретение может охватывать множество аспектов, которые, возможно, не будут изложены ниже.
[0005] Одно представленное в качестве примера устройство включает впускной манифольд; выпускной манифольд, первый и второй каналы для потока, присоединенные между впускным и выпускным манифольдами; и анализатор для определения расхода текучей среды, протекающей через первый и второй каналы для потока, на основании параметра текучей среды, протекающей через первый канал для потока.
[0006] Одно представленное в качестве примера устройство включает впускной манифольд; выпускной манифольд, первый и второй каналы для потока, присоединенные между впускным и выпускным манифольдами; и средство для определения характеристики текучей среды, протекающей через первый и второй каналы для потока без непосредственного измерения параметра текучей среды, протекающей через второй канал для потока.
[0007] Один представленный в качестве примера способ включает определение параметра текучей среды, протекающей по первому каналы для потока многофазного расходомера на буровой площадке; и определение на основе этого параметра значения расхода через первый канал для потока и второй канал для потока без непосредственного измерения расхода через второй канал для потока.
[0008] В отношении различных аспектов представленных вариантов осуществления могут быть предложены различные усовершенствования отмеченных выше признаков. В эти различные аспекты также могут быть включены другие признаки. Данные усовершенствования и дополнительные признаки могут встречаться по отдельности или в любой комбинации. Например, различные признаки, рассматриваемые ниже в связи с проиллюстрированными вариантами осуществления, могут быть включены в любые из описанных выше аспектов настоящего изобретения по отдельности или в любой комбинации. С другой стороны, представленное выше краткое изложение предназначено лишь для ознакомления читателя с некоторыми аспектами и контекстами некоторых вариантов осуществления изобретения без ограничения заявленного объекта изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0009] На ФИГ. 1 показан представленный в качестве примера многофазный расходомер, соединенный с устьем скважины.
[0010] На ФИГ. 2 показан представленный в качестве примера мобильный многофазный расходомер и представленное в качестве примера устье скважины.
[0011] На ФИГ. 3 показан представленный в качестве примера многофазный расходомер, который может быть использован для реализации представленных в качестве примера многофазных расходомеров по ФИГ. 1 и/или 2.
[0012] На ФИГ. 4 показана первая часть представленного в качестве примера многофазного расходомера по ФИГ. 3.
[0013] На ФИГ. 5 показана вторая часть представленного в качестве примера многофазного расходомера по ФИГ. 3.
[0014] На ФИГ. 6 показан другой представленный в качестве примера многофазный расходомер, который может быть использован для реализации представленных в качестве примера многофазных расходомеров по ФИГ. 1 и/или 2.
[0015] На ФИГ. 7 показан другой представленный в качестве примера многофазный расходомер, который может быть использован для реализации представленных в качестве примера многофазных расходомеров по ФИГ. 1 и/или 2.
[0016] На ФИГ. 8 представлена блок-схема, изображающая способ, который может быть использован для реализации анализатора описанных в настоящем документе представленных в качестве примера многофазных расходомеров.
[0017] На ФИГ. 9 представлена процессорная платформа для выполнения инструкций для реализации способа по ФИГ. 8 и анализатора описанных в настоящем документе представленных в качестве примера многофазных расходомеров.
[0018] Фигуры приведены не в масштабе. Везде, где это возможно, одинаковые ссылочные позиции будут применены на всем чертеже (на всех чертежах) и в сопроводительном письменном описании для обозначения одинаковых или аналогичных элементов.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0019] Следует понимать, что настоящее изобретение включает множество различных вариантов осуществления или примеров для реализации различных признаков различных вариантов осуществления. Конкретные примеры компонентов и устройств описаны ниже в целях объяснения и упрощения понимания настоящего изобретения. Они, конечно же, являются лишь примерами и не предназначены для ограничения.
[0020] При представлении элементов различных вариантов осуществления термины, представленные в единственном числе, а также термины «данный», «указанный» предназначены для обозначения того, что существует один или более элементов. Термины «содержащий», «включающий» и «имеющий» предназначены для всеохватывающего включения и означают, что помимо перечисленных элементов могут существовать дополнительные элементы. Кроме того, любые из терминов «верх», «низ», «вверху», «внизу», других определяющих направление терминов и вариаций этих терминов используют для удобства восприятия, но не определения какой-либо конкретной ориентации компонентов.
[0021] Испытание скважины часто проводят для оценки возможного объема добычи из продуктивного пласта. В ходе испытания скважины разведочную скважину бурят для получения испытательного потока текучей среды из продуктивного пласта. Во время обеспечения испытательного потока в течение определенного периода времени контролируют параметры, такие как давление и расход текучей среды. Характеристики для этих параметров могут быть получены в ходе испытаний скважины различных видов, таких как принудительный перепад давления, взаимовлияние скважин, определение границ продуктивного пласта и/или других испытаний. Данные, полученные в ходе испытания скважины, могут быть использованы для оценки экономической эффективности продуктивного пласта. Расходы, связанные с проведением испытания, могут быть существенными. Таким образом, операции испытания необходимо выполнять как можно эффективнее и экономичнее.
[0022] Для эффективного и экономичного проведения таких операций испытания скважины могут быть определены некоторые характеристики текучей среды (текучих сред), такие как, например, расход текучей среды. В некоторых примерах текучая среда (текучие среды) включает многофазные текучие среды, такие как, например, вода, нефть и/или газ. Определение расхода многофазной текучей среды может быть более сложным, чем определение расхода однофазной текучей среды.
[0023] В некоторых примерах для измерения расхода многофазных текучих сред многофазную текучую среду разделяют на фазы с использованием сепаратора и измеряют соответствующие фазы для определения расхода добываемых текучих сред. В других примерах для измерения расхода многофазных текучих сред многофазную текучую среду измеряют с использованием представленного в качестве примера многофазного расходомера без разделения многофазной текучей среды на фазы. В примере, в котором сепаратор используют для определения характеристик текучей среды, устройство больше и/или тяжелее устройства, в котором не используют сепаратор для определения характеристик текучей среды.
[0024] В некоторых примерах многофазные расходомеры включают сопла Вентури различных размеров, которые позволяют использовать многофазные расходомеры для различных значений расхода жидкости и газа. В некоторых примерах внутренний диаметр сопла Вентури может составлять 19 миллиметров (мм), 29 мм, 40 мм, 65 мм и т. д., причем сопла Вентури с большими размерами могут быть использованы для нефтяных/газовых скважин с большим расходом, а сопла Вентури с меньшими размерами могут быть использованы для нефтяных/газовых скважин с меньшим расходом.
[0025] В некоторых примерах, если размер сопла Вентури превышает предельный диаметр, характеристики текучей среды могут быть менее определимыми. Например, измерения фазовой фракции через сопла Вентури, имеющие больший диаметр (например, 88 мм), могут иметь повышенный уровень неопределенности. В некоторых примерах повышенный уровень неопределенности в измерениях может быть вызван усилением затухания при передаче (например, из-за уменьшенной скорости счета), когда концентрация рассола относительно высока во время калибровки с заполнением соленой водой системы гамма-излучения и/или при периодическом повышении содержания водной фракции во время протекания жидких пробок при высокой обводненности (например, оторочек).
[0026] В некоторых примерах для возможности определения характеристик текучей среды при одновременном обеспечении различных значений удельного выхода нефти и газа в представленном в качестве примера многофазном расходомере могут быть использованы первый и второй каналы для потока, причем каждый канал для потока включает секцию Вентури, имеющую диаметр сопла менее приблизительно 88 мм. Для возможности определения характеристик текучей среды, протекающей через соответствующие секции Вентури каждая секция Вентури включает измерительный блок (например, источник гамма-излучения и детектор гамма-излучения). В некоторых примерах первый канал для потока имеет первый диаметр (например, 19 мм), а второй канал для потока имеет второй диаметр (например, 40 мм).
[0027] В других примерах описанные в настоящем документе многофазные расходомеры включают первый и второй каналы для потока и/или секции Вентури, имеющие по существу одинаковые внутренний диаметр и/или размерность, причем первый канал для потока включает измерительное устройство для измерения характеристик текучей среды, протекающей через первый канал для потока, а второй канал для потока не включает такое измерительное устройство. Таким образом, измерения, связанные с первым каналом для потока, могут быть использованы для определения свойств текучих сред, протекающих через второй канал для потока.
[0028] В некоторых примерах расход через первый канал для потока по существу аналогичен расходу через второй канал для потока. В контексте настоящего документа по существу аналогичный расход означает, что значения расхода находятся в пределах приблизительно 2% друг от друга. В некоторых примерах перепад давления на первом Вентури первого канала для потока по существу аналогичен перепаду давления на втором Вентури второго канала для потока. В контексте настоящего документа по существу аналогичный перепад давления означает, что значения перепада давления находятся в пределах приблизительно 1% друг от друга.
[0029] В некоторых примерах описанные в настоящем документе многофазные расходомеры включают представленный в качестве примера впускной манифольд (например, впускной манифольд равного потока), который распределяет расход между первым и вторым каналами для потока по существу поровну. В контексте настоящего документа по существу равное распределение расхода между первым и вторым каналами для потока означает, что значения расхода через первый канал для потока и расхода через второй канал для потока находятся в пределах приблизительно 2 процентов друг от друга. В некоторых примерах первый и второй каналы для потока расположены ниже по потоку относительно представленного в качестве примера впускного манифольда. В некоторых примерах первый и второй каналы для потока имеют размер сопла Вентури приблизительно 65 мм для обеспечения относительно точных измерений скорости счета и/или фазовой фракции. В некоторых примерах, если в потоке газ-жидкость, поступающем в представленный в качестве примера многофазный расходомер, присутствует относительно сильное завихрение, во впускную секцию впускного манифольда включают выпрямитель потока.
[0030] В некоторых примерах описанные в настоящем документе многофазные расходомеры включают представленный в качестве примера выпускной манифольд (например, выпускной манифольд равного потока), который принимает текучие среды, протекающие через первый и второй каналы для потока с по существу одинаковой скоростью. В некоторых примерах первый канал для потока и второй канал для потока расположены на одном и том же расстоянии от впуска впускного манифольда. В некоторых примерах первый канал для потока и второй канал для потока расположены на одном и том же расстоянии от впуска выпускного манифольда. Таким образом, в некоторых примерах многофазные расходомеры симметричны вдоль оси, которая пересекает и/или разделяет впуски впускного манифольда и выпускного манифольда.
[0031] В примерах, в которых поток через первый канал для потока по существу равно потоку через второй канал для потока, установленные характеристики текучей среды, протекающей через первый канал для потока, могут быть использованы для определения характеристик текучей среды, протекающей через второй канал для потока. Таким образом, измеренные значения расхода через первый канал для потока могут быть использованы для определения расхода через второй канал для потока и датчик (-и) текучей среды и/или датчик (-и) расхода может быть установлен в первом канале для потока и/или рядом с ним, а во втором канале для потока может отсутствовать датчик (-и) текучей среды и/или датчик (-и) расхода. Таким образом, описанные в настоящем документе примеры позволяют снизить расходы за счет оборудования измерительными приборами только одного из двух каналов для потока. Описанные в настоящем документе примеры позволяют снизить расходы за счет включения окон ввода излучения, корпусов источников и детекторов излучения, отверстий для определения давления и температуры и/или монтажных приспособлений для приборов в один из двух каналов для потока и не включения окон ввода излучения, корпусов источников и детекторов излучения, отверстий для определения давления и температуры и/или монтажных приспособлений для приборов в другой из двух каналов для потока.
[0032] В некоторых примерах датчик (-и) текучей среды и/или датчик (-и) расхода включают источник гамма-излучения, детектор гамма-излучения, вычислитель расхода и/или многопараметрический преобразователь, в которых изменяемые величины связаны с перепадом давления (ΔP), давлением (p) и/или температурой. В некоторых примерах для управления потоком через второй канал для потока в зависимости от расхода через представленный в качестве примера многофазный расходомер и/или для обеспечения потока через один или оба из первого и второго каналов для потока многофазный расходомер включает представленный в качестве примера клапан. Этот клапан может быть ручным полнопроходным клапаном, автоматическим полнопроходным клапаном, шаровым клапаном, манжетным клапаном и т. д. В некоторых примерах клапан приводят в действие для обеспечения перепада давлений через первую секцию Вентури первого канала для потока приблизительно 50 миллибар (мбар) и 5000 мбар. В некоторых примерах клапан открывается, когда усредненный по времени перепад давлений через первую секцию Вентури первого канала для потока составляет приблизительно 5000 мбар. В некоторых примерах клапан закрывается, когда усредненный по времени перепад давлений через первую секцию Вентури первого канала для потока составляет приблизительно 50 мбар.
[0033] Уравнение 1 может быть использовано для определения общего расхода через многофазный расходомер, причем коэффициент масштабирования соответствует процентному и/или количественному значению потока, добавленному к общему расходу вторым каналом для потока.
[0034] Уравнение 1:
[0035] В некоторых примерах уравнения 2-5 могут быть использованы для определения многофазного расхода (
) через первый канал для потока на основании перепада давления (
) через первую секцию Вентури, а значение плотности газожидкостной смеси (ρm) определяют на основании измерений, связанных с источником и/или детектором (например, выполненных устройствами измерения текучей среды). В уравнении 2 относится к общему массовому расходу для многофазного потока, 
определяется уравнением 3, 
относится к площади сопла Вентури и определяется уравнением 4, 
относится к внутреннему диаметру сопла Вентури, относится к перепаду давления в сопле Вентури, ρm относится к определяемой с помощью гамма-излучения плотности газожидкостной смеси, β относится к соотношению диаметров сопла и впуска (например, 0,5 для Vx Spectra), а 
относится к коэффициенту расхода сопла Вентури.
[0036] Уравнение 2:
[0037] Уравнение 3:
[0038] Уравнение 4:
[0039] Уравнение 5 может быть использовано для выражения плотности газожидкостной смеси (
), где 
относится к плотности жидкости, 
относится к плотности газа, а 
относится к доле жидкой фракции.
[0040] Уравнение 5:
[0041] В примерах, в которых расход текучей среды через первый канал для потока по существу равен расходу текучей среды через второй канал для потока, а клапан открыт, обеспечивая протекание текучей среды через второй канал для потока, коэффициент масштабирования может быть равен двум. Таким образом, в примерах, в которых клапан нормально открыт и расход газа/жидкости через первый и второй каналы для потока относительно стабилен и по существу одинаков, общие значения расхода газа, нефти и воды через многофазный расходомер могут в два раза превышать значения, измеренные инструментами в первом канале для потока.
[0042] В примерах, в которых расход текучей среды через первый канал для потока отличен от расхода текучей среды через второй канал для потока, а клапан открыт, обеспечивая протекание текучей среды через второй канал для потока, коэффициент масштабирования может быть равен числу, отличному от двух (например, 1,5, 2,2, 2,7 и т. д.). В примерах, в которых диаметр первого канала для потока фиксирован, а диаметр второго канала для потока является переменным, коэффициент масштабирования может быть динамически скорректирован в зависимости от разности размеров первого и второго каналов для потока и/или разности значений расхода в первом и втором каналах для потока. В примерах, в которых клапан закрыт, предотвращая и/или ограничивая протекание текучей среды через второй канал для потока, коэффициент масштабирования может быть равен единице. В некоторых примерах динамический диапазон регулирования и/или амплитуда регулировки величины представленного в качестве примера многофазного расходомера, работающего в одиночном режиме Вентури (например, текучая среда протекает через первый канал для потока) или двойном режиме Вентури (например, текучая среда протекает через первый и второй канал для потока), изменяется от 20:1 до 10:1. В контексте настоящего документа динамический диапазон регулирования и/или амплитуда регулировки величины относятся к диапазону расхода, который обеспечивает соответствие порогу точности измерений, выполненных с помощью представленного в качестве примера многофазного расходомера.
[0043] В некоторых примерах, чтобы убедиться, что расход через первый канал для потока по существу равен расходу через второй канал для потока, во второй канал для потока устанавливают датчик (-и) перепада давления. Для сравнения значений расхода через первый и второй каналы для потока первый перепад давления в первом канале для потока сравнивают со вторым перепадом давления во втором канале для потока, чтобы определить, удовлетворяет ли разница между первым и вторым перепадами давления пороговому значению. В примерах, в которых разница между первым и вторым перепадами давления не удовлетворяет пороговому значению, при определении расхода через представленный в качестве примера многофазный расходомер коэффициент масштабирования может быть динамически регулируемым, например, от 2,0 до 1,9. В некоторых примерах разница между первым и вторым перепадами давления может не удовлетворять пороговому значению, ввиду того, что клапан, управляющий расходом текучей среды во втором канале для потока, частично закрыт.
[0044] В некоторых примерах для определения работоспособности клапана, управляющего расходом текучей среды во втором канале для потока, датчик (-и) перепада давления во втором канале для потока может быть использован для определения расхода текучей среды через второй канал для потока. Если определен расход текучей среды через второй канал для потока, когда клапан находится в закрытом положении, может быть предусмотрена выдача предупредительного сигнала о необходимости замены и/или выполнения технического обслуживания клапана, поскольку клапан может протекать.
[0045] На ФИГ. 1 показана представленная в качестве примера буровая площадка 100, содержащая представленный в качестве примера многофазный расходомер 102, соответствующий идеям настоящего изобретения. В проиллюстрированном примере представленный в качестве примера многофазный расходомер 102 постоянно соединен с выпуском 104 эксплуатационного манифольда 106, который соединен с устьем первой нефтяной скважины 108, с устьем второй нефтяной скважины 110 и с устьем третьей нефтяной скважины 112. Первая, вторая и третья нефтяные скважины 108, 110 и 112 могут быть соединены с эксплуатационным манифольдом 106 по отдельности и/или последовательно и/или все вместе. В ходе эксплуатации многофазный расходомер 102 определяет расход текучей среды (например, газа, воды, нефти), протекающей через него из отдельных скважин и/или из совокупности скважин.
[0046] На ФИГ. 2 показана представленная в качестве примера буровая площадка 200 и представленный в качестве примера многофазный расходомер 202 согласно идеям настоящего изобретения. В проиллюстрированном примере представленный в качестве примера многофазный расходомер 202 установлен на автомобильный прицеп 204 для обеспечения мобильности многофазного расходомера 202 и/или его перемещения на различные буровые площадки и/или присоединения к ним. В ходе эксплуатации многофазный расходомер 202 соединяют с промысловым манифольдом 206 эксплуатационного манифольда 208, чтобы обеспечить возможность определения расхода текучей среды (например, газа, воды, нефти), протекающей через многофазный расходомер 202, для отдельных скважин и/или совокупности скважин.
[0047] На ФИГ. 3 показан пример реализации представленных в качестве примера многофазных расходомеров 102, 202 по ФИГ. 1 и 2. В проиллюстрированном примере многофазный расходомер 102, 202 симметричен в поперечном направлении и/или относительно оси 301 и включает представленный в качестве примера впускной манифольд 302, представленный в качестве примера выпускной манифольд 304, а также первый и второй каналы 306, 308 для потока, присоединенные между впускным и выпускным манифольдами 302, 304. Хотя представленный в качестве примера многофазный расходомер 102, 202 проиллюстрирован как симметричный в поперечном направлении и/или относительно оси 301, в других примерах многофазный расходомер 102, 202 может быть несимметричным в поперечном направлении и/или относительно оси 301. В некоторых примерах впускной манифольд 302 разделяет поток по существу поровну между первым и вторым каналами 306, 308 для потока, а выпускной манифольд 304 принимает поток из первого и второго каналов 306, 308 для потока с по существу равной скоростью. В некоторых примерах внутренние размеры первого и второго каналов 306, 308 для потока по существу одинаковы. В контексте настоящего документа термин «по существу одинакового размера» означает, что размеры первого канала 306 для потока и второго канала 308 для потока находятся в пределах приблизительно 1 процента друг от друга.
[0048] В проиллюстрированном примере первый канал 306 для потока включает первую секцию 310 Вентури, а второй канал 308 для потока включает вторую секцию 312 Вентури. В некоторых примерах первая и вторая секции 310, 312 Вентури имеют по существу одинаковый размер, а первый и второй каналы 306, 308 для потока по существу параллельны друг другу. Например, первое и второе сопла 314, 316 первой и второй секций 310, 312 Вентури могут иметь внутренний диаметр 65 мм. Однако в других примерах первое и второе сопла 314, 316 и/или первая и вторая секции 310, 312 Вентури могут иметь любой подходящий диаметр и/или могут иметь одинаковые размеры и/или разные размеры, например, диаметр 29 мм, 40 мм и/или динамический диапазон регулирования 20:1.
[0049] В проиллюстрированном примере для определения характеристик и/или параметров текучей среды, протекающей через представленный в качестве примера многофазный расходомер 102, 202, этот многофазный расходомер 102, 202 включает представленный в качестве примера первый датчик 318, представленный в качестве примера второй датчик 320, представленный в качестве примера третий датчик 322, представленный в качестве примера источник 324 и представленный в качестве примера детектор 326, причем все они соединены с представленным в качестве примера анализатором 327. В некоторых примерах первый и второй датчики 318, 320 являются датчиками давления и перепада давления, третий датчик 322 является датчиком температуры, источник 324 является источником гамма-излучения, а детектор 326 является детектором гамма-излучения.
[0050] В других примерах один или более из первого, второго и третьего датчиков 318, 320, 322, источника 324 и/или детектора 326 являются одиночными/двойными датчиками энергии гамма-излучения, если поток через многофазный расходомер 102, 202 является вертикальным или горизонтальным; одномодовыми датчиками полного электрического сопротивления, датчиками гамма-излучения высокоэнергетического источника и/или датчиками рентгеновского излучения, если поток через многофазный расходомер 102, 202 является вертикальным; двухмодовыми датчиками емкости и проводимости и/или датчиками гамма-излучения высокоэнергетического источника, если поток через многофазный расходомер 102, 202 является вертикальным или горизонтальным. Дополнительно и/или альтернативно один или более из первого, второго и третьего датчиков 318, 320, 322, источника 324 и/или детектора 326 работают с антеннами микроволновой передачи и/или с датчиками гамма-излучения высокоэнергетического источника, если поток через многофазный расходомер 102, 202 является вертикальным; датчиками гидроакустической антенной решетки и/или инфракрасными датчиками и/или датчиками гамма-излучения высокоэнергетического источника, если поток через многофазный расходомер 102, 202 является вертикальным или горизонтальным; ультразвуковыми датчиками, если поток через многофазный расходомер 102, 202 является вертикальным или горизонтальным, и/или микроволновым резонансным датчиком и/или датчиком гамма-излучения высокоэнергетического источника. В некоторых примерах один или более датчиков, источников и/или детекторов могут измерять характеристики текучей среды, протекающей через первый и/или второй каналы 306, 308 для потока.
[0051] В проиллюстрированном примере для управления потоком через второй канал 308 для потока во втором канале 308 для потока размещают представленный в качестве примера клапан 328. В некоторых примерах исполнительный механизм 330 приводит в действие клапан 328 на основании значений перепада давления, определяемых первым и вторым датчиками 318, 320 и/или анализатором 327. В некоторых примерах при определении анализатором 327 того, что перепад давлений между первым и вторым датчиками 318, 320 составляет приблизительно 5000 мбар, а клапан 328 находится в закрытом положении, анализатор 327 инициирует перевод исполнительным механизмом 330 клапана 328 в открытое положение для обеспечения протекания текучей среды через первый и второй каналы 306, 308 для потока. В некоторых примерах при определении анализатором 327 того, что перепад давлений между первым и вторым датчиками 318, 320 составляет приблизительно 50 мбар, а клапан 328 находится в открытом положении, анализатор 327 инициирует перевод исполнительным механизмом 330 клапана 328 в закрытое положение для уменьшения или прекращения протекания текучей среды через второй канал 308 для потока.
[0052] В ходе эксплуатации первый, второй и третий датчики 318, 320, 322 измеряют параметры и/или характеристики текучей среды, протекающей через первый канал 306 для потока, включая, например, давление текучей среды, перепад давления текучей среды, температуру текучей среды и т. д. В некоторых примерах источник 324 и/или детектор 326 используют для определения фазовых фракций текучей среды, протекающей через первый канал 306 для потока. Для определения расхода текучей среды, протекающей через многофазный расходомер 102, 202, содержащий первый и второй каналы 306, 308 для потока, анализатор 327 получает значения, определяемые первым, вторым и третьим датчиками 318, 320, 322 и/или источником 324 и/или детектором 326, и обрабатывает эти значения с использованием, например, уравнения 1. Поскольку в некоторых примерах первый канал 306 для потока имеет по существу такой же размер, что и второй канал 308 для потока, а значения расхода через первый и второй каналы 306, 308 для потока по существу аналогичны, представленный в качестве примера многофазный расходомер 102, 202 может включать датчики 318, 320, 322, источник 324 и детектор 326 в первом канале 306 для потока, но не включать датчики, источники и/или детекторы во втором канале 308 для потока. Таким образом, характеристики текучей среды, протекающей через второй канал 308 для потока, могут быть определены без прямого измерения текучей среды, протекающей через второй канал 308 для потока.
[0053] Уравнение 1:
[0054] В некоторых примерах, в которых клапан 328 приводят в действие для обеспечения протекания текучей среды через второй канал 308 для потока, анализатор 327 может установить коэффициент масштабирования равным двум или числу, отличному от единицы. В некоторых примерах, в которых клапан 328 приводят в действие для прекращения протекания текучей среды через второй канал 308 для потока, анализатор 327 может установить коэффициент масштабирования равным единице.
[0055] В проиллюстрированном примере для обеспечения возможности сравнения расхода через первый и второй каналы 306, 308 для потока и/или определения расхода через второй канал 308 для потока представленный в качестве примера многофазный расходомер 102, 202 содержит четвертый датчик 332 и пятый датчик 334. В некоторых примерах для определения значений расхода через первый и второй каналы 306, 308 для потока анализатор 327 получает значения давления от первого и второго датчиков 318, 320 для определения первого перепада давления в первом канале 306 для потока и получает значения давления от четвертого и пятого датчиков 332, 334 для определения второго перепада давлений во втором канале 308 для потока. В некоторых примерах для определения того, является ли расход через первый канал 306 для потока таким же, как расход через второй канал 308 для потока, анализатор 327 сравнивает первый и второй перепады давления и определяет, удовлетворяет ли разница между первым и вторым перепадами давления пороговому значению. В примерах, в которых первый и второй перепады давления удовлетворяют пороговому значению, анализатор 327 может определять, что расход через первый канал 306 для потока по существу равен расходу через второй канал 308 для потока. В примерах, в которых первый и второй перепады давления не удовлетворяют пороговому значению, анализатор 327 может определять, что расход через первый канал 306 для потока по существу не равен расходу через второй канал 308 для потока. В примерах, в которых первый и второй перепады давления не удовлетворяют пороговому значению, анализатор 327 может динамически корректировать коэффициент масштабирования с использованием уравнения 1 при определении расхода через представленный в качестве примера многофазный расходомер 102, 202.
[0056] В некоторых примерах анализатор 327 может использовать полученные от четвертого и пятого датчиков 332, 334 значения для определения состояния клапана 328. Например, если анализатор 327 определяет, что клапан 328 находится в закрытом положении и определяет протекание текучей среды через второй канал 308 для потока на основании разности значений и/или значений давления, полученных четвертым и пятым датчиками 332, 334, анализатор 327 может выдать предупредительный сигнал о необходимости ремонта и/или замены клапана 328 и/или исполнительного механизма 330.
[0057] На ФИГ. 4 показан подробный вид впускного манифольда 302 многофазного расходомера 102, 202 по ФИГ. 1-3. В этом примере впускной манифольд 302 включает первую часть 402, вторую часть 404 и третью часть 406, причем впускной манифольд 302 симметричен относительно оси 408. В ходе эксплуатации текучая среда, протекающая через первую часть 402, по существу поровну разделяется на вторую и третью части 404, 406 на пересечении между первой частью 402 и второй и третьей частями 404, 406.
[0058] На ФИГ. 5 показан подробный вид выпускного манифольда 304 многофазного расходомера 102, 202 по ФИГ. 1-3. В этом примере выпускной манифольд 304 включает первую часть 502, вторую часть 504 и третью часть 506, причем выпускной манифольд 304 симметричен относительно оси 508. В ходе эксплуатации текучая среда, протекающая через первую и вторую части 502, 504, входит в третью часть 506 с по существу равными скоростями на пересечении между первой и второй частями 502, 504 и третьей частью 506.
[0059] На ФИГ. 6 показан другой пример реализации представленных в качестве примера многофазных расходомеров 102, 202 по ФИГ. 1 и 2. В отличие от представленного в качестве примера многофазного расходомера, показанного на ФИГ. 3, представленный в качестве примера многофазный расходомер 102, 202 по ФИГ. 6, выполнен таким образом, чтобы текучая среда протекала вниз через многофазный расходомер 102, 202, а не вверх. В других примерах описанные в настоящем документе многофазные расходомеры могут быть установлены в любой подходящей ориентации, позволяющей обеспечить протекание текучей среды через многофазный расходомер 102, 202 вертикально вверх, вертикально вниз, горизонтально, по диагонали и т. д.
[0060] На ФИГ. 7 показан другой пример реализации представленных в качестве примера многофазных расходомеров 102, 202 по ФИГ. 1 и 2, которые могут быть использованы для увеличения верхнего предела измерения расхода и увеличения динамического диапазона регулирования путем, например, несимметричного размещения первого и второго каналов 306, 308 для потока. В примере по ФИГ. 7 четвертый и пятый датчики 332, 334, клапан 328 и исполнительный механизм 330 реализованы в виде клапана-регулятора перепада давления. Таким образом, в этом примере в зависимости от положения клапана 328 (например, открыт на 100%, открыт на 75%, открыт на 50%, открыт на 25%) расход через первый канал 306 для потока может отличаться от расхода через второй канал 308 для потока, так что значения расхода через первый и второй каналы 306, 308 для потока различны. Таким образом, согласно примеру по ФИГ. 7 анализатор 327 может динамически корректировать коэффициент масштабирования по уравнению 1 на основании положения клапана 328. В некоторых примерах анализатор 327 может динамически регулировать положение клапана 328 на основании перепада давления, определяемого одним или более из первого датчика 318, второго датчика 320, четвертого датчика 332 и пятого датчика 334.
[0061] Представленный в качестве примера анализатор 327 по ФИГ. 3, 6 и 7 и, в более общем смысле, представленный в качестве примера многофазный расходомер 102, 202 может быть реализован с применением аппаратного обеспечения, программного обеспечения, микропрограммного обеспечения и/или любой комбинации аппаратного обеспечения, программного обеспечения и/или микропрограммного обеспечения. Так, например, любой представленный в качестве примера анализатор 327 и/или, в более общем смысле, представленный в качестве примера многофазный расходомер 102, 202 может быть реализован с применением одной или более аналоговой или цифровой схемы (схем), логических схем, программируемого процессора (-ов), специализированной интегральной схемы (схем) (ASIC), программируемого логического устройства (устройств) (PLD) и/или программируемого пользователем логического устройства (устройств) (FPLD). При чтении любого из пунктов формулы настоящего патента, касающегося устройства или системы, для охвата исключительно программной и/или микропрограммной реализации по меньшей мере один из представленных в качестве примера анализаторов 327 и/или представленных в качестве примера многофазных расходомеров 102, 202 настоящим явным образом определяют как включающий материальное пригодное для чтения на компьютере устройство хранения данных или дисковое устройство для хранения данных, например, запоминающее устройство, универсальный цифровой диск (DVD), компакт-диск (CD), диск Blu-ray и другое аппаратного обеспечение и/или программное обеспечение для хранения данных. Кроме того, представленный в качестве примера анализатор 327 по ФИГ. 3, 6 и 7 может включать одно или более из: элементов, процессов и/или устройств в дополнение к показанным на ФИГ. 3, 6 и 7 или вместо них и/или может включать более одного из любых или все из показанных элементов, процессов и устройств.
[0062] Блок-схема, представляющая представленный в качестве примера способ 800 реализации анализатора 327 по ФИГ. 3, 6 и 7, показана на ФИГ. 8. В этом примере способ 800 может быть реализован с применением машиночитаемых команд, которые содержат программу для исполнения процессором, таким как процессор 912, показанный в представленный в качестве примера процессорной платформе 900, описанной ниже в отношении ФИГ. 9. Программа может быть реализована в программном обеспечении, хранимом на материальном пригодном для чтения на компьютере носителе данных, таком как CD-ROM, гибкий диск, накопитель на жестком диске, универсальный цифровой диск (DVD), диск Blu-ray или запоминающее устройство, связанное с процессором 912, но в альтернативном варианте осуществления вся программа и/или ее часть при необходимости может быть выполнена с помощью устройства, отличного от процессора 912, и/или может быть реализована в микропрограммном обеспечении или специализированном аппаратном обеспечении. Кроме того, хотя приведенная в качестве примера программа описана со ссылкой на блок-схему, показанную на ФИГ. 8, альтернативно могут быть использованы многие другие способы реализации представленного в качестве примера анализатора 327. Например, может быть изменен порядок выполнения этапов и/или могут быть изменены, исключены или объединены некоторые из описанных этапов.
[0063] Как упомянуто выше, приведенный в качестве примера способ 800 по ФИГ. 8 может быть реализован с применением кодированных команд (например, пригодных для чтения на компьютере и/или машиночитаемых команд), хранимых на материальном пригодном для чтения на компьютере носителе данных, таком как накопитель на жестких дисках, электрически перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), компакт-диск (CD), цифровой универсальный диск (DVD), кэш, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и/или любое другое устройство хранения данных или дисковое устройство хранения данных, в котором данные сохраняются в течение любого периода времени (например, в течение больших периодов времени, постоянно, в течение небольших периодов времени, в течение временной буферизации и/или в течение кэширования данных). В контексте настоящего документа термин «материальный пригодный для чтения на компьютере носитель данных» определен явным образом как включающий пригодное для чтения на компьютере устройство хранения данных и/или дисковое устройство хранения данных любого типа, как не включающий распространяющиеся сигналы и как не включающий среду передачи данных. В контексте настоящего документа термины «материальный пригодный для чтения на компьютере носитель данных» и «материальный машиночитаемый носитель данных» используют как взаимозаменяемые. Кроме того или в качестве альтернативы, приведенный в качестве примера способ 800 по ФИГ. 8 может быть реализован с применением кодированных команд (например, пригодных для чтения на компьютере и/или машиночитаемых команд), хранимых на энергонезависимом пригодном для чтения на компьютере и/или машиночитаемом носителе данных, таком как накопитель на жестких дисках, электрически перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство, постоянное запоминающее устройство, компакт-диск, цифровой универсальный диск, кэш, оперативное запоминающее устройство и/или любое другое устройство хранения данных или дисковое устройство хранения данных, в котором данные сохраняются в течение любого времени (например, в течение больших периодов времени, постоянно, в течение небольших периодов времени, в течение временной буферизации и/или в течение кэширования данных). В контексте настоящего документа термин «энергонезависимый пригодный для чтения на компьютере носитель данных» определен явным образом как включающий пригодный для чтения на компьютере носитель данных и/или дисковое устройство хранения данных любого типа, как не включающий распространяющиеся сигналы и как не включающий среду передачи данных. В контексте настоящего документа применение фразы «по меньшей мере» в качестве переходного термина в преамбуле формулы изобретения предполагает возможность изменения так же, как и предполагающий возможность изменения термин «содержит».
[0064] Способ 800 по ФИГ. 8 начинается с получения первого и второго значений, относящихся к текучей среде, протекающей через первый канал для потока (этап 802), например, с помощью анализатора 327, получающего значения от одного или более из первого датчика 318, второго датчика 320, третьего датчика 322, источника 324 и/или детектора 326. Перепад давления (этап 804) определяют, например, с помощью анализатора 327, определяющего перепад между значениями давления, полученными от первого и второго датчиков 318, 320. В других примерах анализатор 327 может определять перепад между значениями давления, полученными от четвертого и пятого датчиков 332, 334. Состояние клапана, связанного со вторым каналом для потока (этап 806), определяют, например, с помощью анализатора 327, определяющего положение клапана 328 и/или исполнительного механизма 330, связанного со вторым каналом 308 для потока.
[0065] Затем согласно способу 800 определяют, находится ли клапан в первом положении (этап 808), например, с помощью анализатора 327, определяющего, находится ли клапан 328 в первом положении. В некоторых примерах первое положение соответствует установке клапана в открытое положение, частично открытое положение или в закрытое положение. Если клапан находится в первом положении, способ 800 определяет, удовлетворяет ли перепад давления первому пороговому значению (этап 810), например, сравнивая перепад давления с первым эталонным перепадом давления. Если перепад давления не удовлетворяет первому пороговому значению, клапан переводят во второе положение (этап 812), например, с помощью анализатора 327, инициирующего приведение в действие исполнительным механизмом 330 клапана 328. В некоторых примерах второе положение соответствует установке клапана 328 в открытое положение, частично открытое положение или в закрытое положение.
[0066] Согласно способу определяют, находится ли клапан во втором положении (этап 814), например, с помощью анализатора 327, определяющего, находится ли клапан 328 во втором положении. Если клапан находится во втором положении, способ определяет, удовлетворяет ли перепад давления второму пороговому значению (этап 816), например, сравнивая перепад давления со вторым эталонным перепадом давления. Если перепад давления не удовлетворяет второму пороговому значению, клапан переводят в первое положение (этап 818), например, с помощью анализатора 327, инициирующего приведение в действие исполнительным механизмом 330 клапана 328. На этапе 820 согласно способу определяют расход через первый и второй каналы для потока на основании перепада давления, фазовой фракции и положения клапана (этап 820), например, с помощью анализатора 327, определяющего расход в потоке, протекающем через первый и второй каналы 306, 308 для потока, например, с использованием уравнений 1-5. В некоторых примерах фазовую фракцию используют для определения, например, плотности смеси.
[0067] На ФИГ. 9 представлена блок-схема представленный в качестве примера процессорной платформы 900, способной выполнять команды для реализации способа 800 по ФИГ. 8, а также анализатора и/или многофазного расходомера по ФИГ. 1-7. Процессорная платформа 900 может представлять собой, например, сервер, персональный компьютер, мобильное устройство (например, сотовый телефон, смартфон, планшет, такой как iPadTM), персональный цифровой ассистент (PDA), устройство для осуществления доступа в Интернет или вычислительное устройство любого другого типа.
[0068] Процессорная платформа 900 в показанном примере содержит процессор 912. Процессор 912 в показанном примере представляет собой аппаратное обеспечение. Например, процессор 912 может быть реализован с помощью одной или более интегральных схем, логических схем, микропроцессоров или контроллеров из любого требуемого семейства или любого производителя.
[0069] Процессор 912 в показанном примере включает локальное запоминающее устройство 913 (например, кэш). Процессор 912 в показанном примере осуществляет связь с основным запоминающим устройством, содержащим энергозависимое запоминающее устройство 914 и энергонезависимое запоминающее устройство 916, посредством шины 918. Энергонезависимое запоминающее устройство 914 может быть реализовано с применением синхронного динамического запоминающего устройства с произвольной выборкой (SDRAM), динамического запоминающего устройства с произвольной выборкой (DRAM), динамического запоминающего устройства с произвольной выборкой компании RAMBUS (RDRAM) и/или запоминающего устройства с произвольным доступом любого другого типа. Энергонезависимое запоминающее устройство 916 может быть реализовано с применением электрически перепрограммируемого постоянного запоминающего устройства и/или запоминающего устройства любого другого требуемого типа. Доступом к основному запоминающему устройству 914, 916 управляют с помощью контроллера запоминающего устройства.
[0070] Процессорная платформа 900 по проиллюстрированному примеру также включает схему 920 интерфейса. Схема 920 интерфейса может быть реализована с помощью стандарта интерфейса любого типа, например, интерфейса Ethernet, универсальной последовательной шины (USB) и/или интерфейса PCI express.
[0071] В показанном примере со схемой 920 интерфейса соединено одно или более устройств 922 ввода. Устройство (-а) 922 ввода позволяет пользователю вводить данные и команды в процессор 912. Устройство (-а) ввода могут быть реализованы, например, с применением аудиосенсора, микрофона, клавиатуры, кнопки, мыши, сенсорного экрана, трекпада, шарового указателя, устройства isopoint и/или системы распознавания речи.
[0072] Кроме того, в показанном примере со схемой 920 интерфейса соединено одно или более устройств 924 вывода. Устройства 924 вывода могут быть реализованы, например, с применением устройств визуализации (например, светоизлучающего диода (LED), органического светоизлучающего диода (OLED), жидкокристаллического дисплея, дисплея на электронно-лучевой трубке (CRT), сенсорного экрана, тактильного устройства вывода, принтера и/или громкоговорителей). Таким образом, в показанном примере схема 920 интерфейса, как правило, включает карту графического драйвера, чип графического драйвера или процессор графического драйвера.
[0073] Кроме того, схема 920 интерфейса в показанном примере содержит устройство связи, например, передатчик, приемник, приемопередатчик, модем и/или сетевую интерфейсную плату для осуществления обмена данными с внешними машинами (например, вычислительными устройствами любого вида) посредством сети 926 (например, Ethernet-соединения, цифровой абонентской линии связи (DSL), телефонной линии, коаксиального кабеля, системы сотовой телефонной связи и т. д.).
[0074] Процессорная платформа 900 в показанном примере также содержит одно или более запоминающих устройств 928 большой емкости для хранения программного обеспечения и/или данных. Примеры таких запоминающих устройств 928 большой емкости включают накопители на гибких дисках, накопители на жестких дисках, накопители на компакт-дисках, накопители на дисках Blu-ray, RAID-системы и накопители на универсальных цифровых дисках (DVD).
[0075] Кодированные команды 932 для осуществления способа 800 по ФИГ. 8 могут хранить на запоминающем устройстве 928 большой емкости, в энергозависимом запоминающем устройстве 914, в энергонезависимом запоминающем устройстве 916 и/или на съемном материальном пригодном для чтения на компьютере носителе данных, например, CD или DVD.
[0076] Из вышесказанного следует понимать, что описанные выше способы, устройство и готовые изделия относятся к представленным в качестве примера многофазным расходомерам, которые могут быть использованы в любой подходящей ситуации, такой как, например, подводные операции, надводные операции, наземные операции, операции на буровых морских платформах и т. д. В некоторых примерах представленные в качестве примера многофазные расходомеры включают первую и вторую секции Вентури, которые разнесены на такое расстояние и/или имеют такой размер, которые обеспечивают по существу одинаковый расход текучей среды через первую и вторую секции Вентури. Таким образом, характеристики текучей среды и/или протекания текучей среды через первую секцию Вентури могут быть использованы для определения характеристик текучей среды и/или протекания текучей среды через вторую секцию Вентури. В некоторых примерах описанные в настоящем документе многофазные расходомеры могут быть использованы для измерения фазовой фракции, давления и температуры, если представленные в качестве примера расходомеры расположены таким образом, что текучая среда протекает горизонтально и/или под углом, при этом сила тяжести действует по существу симметрично на секции для потока, впускной манифольд и/или выпускной манифольд многофазного расходомера.
[0077] Для реализации описанных в настоящем документе примеров могут быть использованы датчики гамма-излучения высокоэнергетического источника, источники и/или детекторы. Кроме того, для реализации описанных в настоящем документе примеров могут быть использованы датчики Вентури и одиночные/двойные датчики энергии гамма-излучения. В некоторых примерах для реализации описанных в настоящем документе вариантов могут быть использованы датчики Вентури и одномодовые датчики полного электрического сопротивления, дополнительные устройства и/или датчики гамма-излучения высокоэнергетического источника или рентгеновского излучения. В некоторых примерах для реализации описанных в настоящем документе вариантов могут быть использованы датчики Вентури и двухмодовые датчики емкости и проводимости и/или дополнительные устройства и/или датчики гамма-излучения высокоэнергетического источника. В некоторых примерах для реализации описанных в настоящем документе вариантов могут быть использованы датчики Вентури и антенны микроволновой передачи, датчики Вентури гамма-излучения высокоэнергетического источника, датчики гидроакустической антенной решетки и/или инфракрасные датчики и/или дополнительные устройства и/или датчики гамма-излучения высокоэнергетического источника. В некоторых примерах для реализации описанных в настоящем документе вариантов могут быть использованы датчики Вентури и/или измерительные диафрагмы расходомера, а также ультразвуковые датчики. В некоторых примерах для реализации описанных в настоящем документе вариантов могут быть использованы датчики Вентури (с двойным dP-измерением) и микроволновые резонансные датчики или т. п. В некоторых примерах для реализации описанных в настоящем документе вариантов могут быть использованы датчики, установленные в одну из вертикальных/горизонтальных/наклонных секций для потока полнопроходного манифольда или манифольдами с ограничением (-ями) потока, а также без другого датчика (-ов), установленного в симметрично расположенную вторую вертикальную/горизонтальную/наклонную секцию и/или с ним.
[0078] Одно представленное в качестве примера устройство включает впускной манифольд; выпускной манифольд, первый и второй каналы для потока, присоединенные между впускным и выпускным манифольдами; и анализатор для определения расхода текучей среды, протекающей через первый и второй каналы для потока, на основании параметра текучей среды, протекающей через первый канал для потока. В некоторых примерах параметр представляет собой перепад давления, фазовую фракцию, плотность смеси текучей среды, протекающей через первый канал для потока. В некоторых примерах первый канал для потока включает первую секцию Вентури, а второй канал для потока включает вторую секцию Вентури. В некоторых примерах устройство включает один или более датчиков, соединенных с первым каналом для потока, один или более датчиков для получения значений, используемых анализатором для определения параметра. В некоторых примерах устройство включает источник и детектор, соединенные с первым каналом для потока, причем анализатор использует полученные детектором значения для определения фазовой фракции текучей среды, протекающей через первый канал для потока. В некоторых примерах анализатор использует полученные детектором значения для определения фазовой фракции текучей среды, протекающей через второй канал для потока. В некоторых примерах первый канал для потока по существу имеет такой же размер, что и второй канал для потока.
[0079] В некоторых примерах устройство включает клапан для управления расходом текучей среды через второй канал для потока. В некоторых примерах анализатор переводит клапан из первого положения во второе положение на основании перепада давления, удовлетворяющего первому пороговому значению, и анализатор переводит клапан из второго положения в первое положение на основании перепада давления, удовлетворяющего второму пороговому значению. В некоторых примерах устройство является мобильным многофазным расходомером. В некоторых примерах устройство является стационарным многофазным расходомером. В некоторых примерах анализатор определяет расход текучей среды, протекающей через первый и второй каналы для потока, без непосредственного измерения параметра текучей среды, протекающей через второй канал. В некоторых примерах первый канал для потока по существу параллелен второму каналу для потока.
[0080] Одно представленное в качестве примера устройство включает впускной манифольд; выпускной манифольд, первый и второй каналы для потока, присоединенные между впускным и выпускным манифольдами; и средство для определения характеристики текучей среды, протекающей через первый и второй каналы для потока без непосредственного измерения параметра текучей среды, протекающей через второй канал для потока. В некоторых примерах средство для определения характеристики текучей среды, протекающей через первый и второй каналы для потока включает анализатор для определения параметра текучей среды, протекающей через первый канал для потока. В некоторых примерах параметр представляет собой перепад давления, фазовую фракцию, плотность смеси текучей среды, протекающей через первый канал для потока. В некоторых примерах устройство включает один или более датчиков, соединенных с первым каналом для потока, один или более датчиков для получения значений, используемых анализатором для определения параметра.
[0081] В некоторых примерах устройство включает источник и детектор, соединенные с первым каналом для потока, причем анализатор использует полученные детектором значения для определения фазовой фракции текучей среды, протекающей через первый канал для потока. В некоторых примерах анализатор использует полученные детектором значения для определения фазовой фракции текучей среды, протекающей через второй канал для потока. В некоторых примерах первый канал для потока по существу имеет такой же размер, что и второй канал для потока.
[0082] Один представленный в качестве примера способ включает определение параметра текучей среды, протекающей через первый канал для потока многофазного расходомера; и определение на основе этого параметра расхода через первый канал для потока и второй канал для потока без непосредственного измерения расхода через второй канал для потока.
[0083] В описании и прилагаемой формуле изобретения термины «соединен», «соединение», «соединенный», «соединенный с» и «соединяющий» используют в значении «непосредственно соединенный с» или «соединенный посредством одного или более элементов», а термин «набор» используют в значении «один элемент» или «более одного элемента». Кроме того, термины «соединен», «соединяющий», «соединенный», «соединенные друг с другом» и «соединенный с» используют в значении «непосредственно соединены друг с другом» или «соединены друг с другом посредством одного или более элементов». В контексте настоящего документа термины «вверх» и «вниз», «верхний» и «нижний», «вверху и «внизу», «выше по потоку» и «ниже по потоку», «выше» и «ниже», а также другие подобные термины, обозначающие относительное положение выше или ниже данной точки или элемента, используют в настоящем описании для большей ясности описания некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения.
[0084] Выше изложены признаки нескольких вариантов осуществления с тем, чтобы специалисты в данной области техники могли лучше понять аспекты настоящего изобретения. Для специалистов в данной области техники должно быть очевидно, что они легко могут применить настоящее изобретение в качестве основы для разработки или модификации других процессов и конструкций с целью достижения целей или преимуществ вариантов осуществления изобретения, представленных в настоящем документе. Для специалистов в данной области техники также должно быть очевидно, что такие эквивалентные конструкции не отступают от сущности и объема настоящего изобретения, и что они могут вносить различные изменения, производить замены и модификации изложенного в настоящем документе без отступления от сущности и объема настоящего изобретения.
[0085] Хотя предшествующее описание выло приведено в настоящем документе со ссылкой на конкретные средства, материалы и варианты осуществления, оно не ограничивается раскрытыми в настоящем документе подробными данными, напротив, оно распространяется на все функционально эквивалентные конструкции, способы и варианты применения, которые входят в объем прилагаемой формулы изобретения.
1. Устройство для измерения расхода, содержащее:
впускной манифольд;
выпускной манифольд;
первый и второй каналы для потока, присоединенные между впускным и выпускным манифольдами; и
анализатор для определения расхода текучей среды, протекающей через первый и второй каналы для потока, на основании параметра текучей среды, протекающей через первый канал для потока, причем параметр представляет собой перепад давления текучей среды, протекающей через первый канал для потока или плотность смеси текучей среды, протекающей через первый канал для потока,
источник и детектор, соединенные с первым каналом для потока, причем анализатор использует полученные детектором значения для определения фазовой фракции текучей среды, протекающей через первый канал для потока,
клапан для управления расходом текучей среды через второй канал для потока;
при этом анализатор выполнен с возможностью перевода клапана из первого положения во второе положение на основании перепада давления, удовлетворяющего первому пороговому значению, и анализатор выполнен с возможностью перевода клапана из второго положения в первое положение на основании перепада давления, удовлетворяющего второму пороговому значению, и
причем расход через первый и второй канал для потока определяют на основе перепада давления, фазовой фракции и фазовой фракции и положения клапана.
2. Устройство по п. 1, в котором первый канал для потока включает первую секцию Вентури, а второй канал для потока включает вторую секцию Вентури.
3. Устройство по п. 1, дополнительно содержащее один или более датчиков, соединенных с первым каналом для потока, причем один или более датчиков используют для получения значений, используемых анализатором для определения параметра.
4. Устройство по п. 1, в котором анализатор использует полученные детектором значения для определения фазовой фракции текучей среды, протекающей через второй канал для потока.
5. Устройство по п. 1, в котором первый канал для потока по существу имеет такой же размер, что и второй канал для потока.
6. Устройство по п. 1, в котором устройство представляет собой по меньшей мере одно из мобильного многофазного расходомера или стационарного многофазного расходомера.
7. Устройство по п. 1, в котором анализатор определяет расход текучей среды, протекающей через первый и второй каналы для потока, без непосредственного измерения параметра текучей среды, протекающей через второй канал.
8. Устройство по п. 1, в котором первый канал для потока по существу параллелен второму каналу для потока.
9. Способ измерения расхода, согласно которому:
определяют параметр текучей среды, протекающей через первый канал для потока многофазного расходомера на буровой площадке с использованием анализатора, причем параметр представляет собой перепад давления текучей среды, протекающей через первый канал для потока или плотность смеси текучей среды, протекающей через первый канал для потока,
определяют фазовую фракцию потока текучей среды, протекающей через первый канал;
управляют потоком текучей среды, протекающей через второй канал для потока многофазного расходомера с использованием клапана, причем анализатор, выполнен с возможностью перевода клапана из первого положения во второе положение на основании перепада давления, удовлетворяющего первому пороговому значению, и анализатор выполнен с возможностью перевода клапана из второго положения в первое положение на основании перепада давления, удовлетворяющего второму пороговому значению; и
определяют расход через первый канал для потока и второй канал для потока на основе перепада давления, фазовой фракции и положения клапана, без непосредственного измерения расхода через второй канал для потока.
