Многофазный расходомер



Многофазный расходомер
Многофазный расходомер
Многофазный расходомер

 


Владельцы патента RU 2589354:

СИМЕНС АКЦИЕНГЕЗЕЛЛЬШАФТ (DE)

Изобретение относится к многофазному рентгеновскому расходомеру. Расходомер содержит первое детекторное средство для измерения объемного расхода многофазной текучей среды внутри секции трубы и второе детекторное средство для определения поглощения рентгеновского или гамма-излучения текучей средой внутри секции трубы по меньшей мере на двух различных длинах волн. Согласно изобретению, стенка (18) секции трубы содержит окружное поднутрение (20), расположенное по потоку перед первым и вторым детекторным средством, что позволяет разрушать прилипающие к стенке жидкие пленки по потоку после поднутрения. Технический результат - улучшение определения фазового состава. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к многофазному расходомеру, согласно ограничительной части п. 1 формулы изобретения.

Для определения точной массы расхода многофазных текучих сред, таких как смеси нефти, воды и газа, в трубопроводах необходимо определять как объемный поток, так и фазовый состав текучей среды. Объемный поток можно определять с помощью обычных детекторов расхода, например, посредством регистрации падения давления в трубке Вентури.

Для измерения фазового состава известно применение поглощения рентгеновского излучения с использованием того факта, что газовая и жидкая фазы обычно имеют различные коэффициенты поглощения. Поэтому посредством измерения поглощения рентгеновского или гамма-излучения по меньшей мере на двух различных длинах волн можно определять соотношение отдельных фаз. Пример расходомера, основанного на этой технологии, известен из US 6265713 В1.

Одной из проблем, затрудняющих точное измерение расхода, являются свойства потока многофазных смесей внутри труб. В частности, жидкая фаза имеет тенденцию к образованию пленки вдоль стенки трубы, которая перемещается со скоростью, отличной от скорости основного потока. Присутствие такой жидкой пленки может затруднять определение соотношения фаз и тем самым приводить к неправильному измерению потока.

Поэтому задачей изобретения является создание многофазного расходомера, согласно ограничительной части п. 1 формулы изобретения, который обеспечивает улучшенную точность измерения.

Задача решена с помощью расходомера, согласно п. 1 формулы изобретения.

Многофазный рентгеновский расходомер, согласно изобретению, содержит первое детекторное средство для измерения объемного расхода многофазной текучей среды внутри секции трубы и второе детекторное средство для определения поглощения рентгеновского излучения текучей средой внутри секции трубы по меньшей мере на двух различных длинах волн.

Для исключения образования жидкой пленки, стенка секции трубы содержит окружное поднутрение, расположенное по потоку перед первым и вторым детекторным средством. Жидкие пленки, образованные по потоку перед секцией трубы, могут соскребаться со стенки у поднутрения, так что жидкая фаза снова соединяется с основным потоком текучей среды в зоне трубы, используемой для измерения, что уменьшает неточности, вызываемые неправильным определением соотношения фаз внутри потока.

Мертвая зона текучей среды, создаваемая поднутрением, помогает предотвращать образование снова жидкой пленки на значительной части трубы, так что может обеспечиваться свободное от пленки состояние во всей зоне измерения.

В одном предпочтительном варианте выполнения изобретения поднутрение образует имеющую острый угол кромку, при этом первая часть стенки трубы находится по потоку перед поднутрением. Наличие такой острой кромки облегчает разрыв пленки и образование капель жидкости, которые могут уноситься основным потоком текучей среды.

Кроме того, предпочтительно образована вторая часть стенки трубы по потоку перед первой частью стенки трубы, которая наклонена наружу от центра трубы в направлении, противоположном направлению потока. Другими словами, труба сужается по потоку перед поднутрением, направляя и концентрируя жидкую пленку к кромке и способствуя разрушению пленки.

В другом варианте выполнения изобретения вторая часть стенки трубы по существу параллельна части стенки поднутрения, проходящей непосредственно от кромки. Такая геометрия помогает разрушать пленку и обеспечивает достаточно длинную свободную от пленки часть трубы для правильного измерения соотношения фаз.

В альтернативном варианте выполнения изобретения, первая часть стенки трубы наклонена наружу от центра трубы под углом, меньшим, чем вторая часть стенки трубы. Капли, образующиеся из пленки у кромки первой части стенки трубы в направлении потока, направляются за счет этого к центру трубы, замедляя прикрепление капель снова к стенке трубы, что приводит к увеличению длины части трубы, пригодной для измерения расхода.

Ниже приводится пояснение изобретения и его вариантов выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:

фиг. 1 - труба, используемая в одном примере выполнения расходомера, согласно изобретению, в изометрической проекции;

фиг. 2 - кромка стенки трубы, ограничивающая измерительную часть трубы, согласно фиг. 1, в увеличенном масштабе;

фиг. 3 - поперечное сечение кромки стенки трубы, согласно фиг. 2;

фиг. 4 - поперечное сечение кромки стенки трубы с другой геометрией.

Для обеспечения точного определения массового потока внутри трубопровода, транспортирующего смесь нефти, воды и газа, предусмотрена труба 10, состоящая из широкой секции 17 и более узкой секции 14 по потоку после широкой секции в направлении 16 потока текучей среды.

На границе между секциями 12, 14 стенка 18 трубы образует поднутрение 20 и острую кромку 22. Жидкая пленка может образовываться на стенках секции 12. Стенка 18, стенка 24, кромка 22 и поднутрение 20 предназначены для отделения жидкой пленки и ее разрушения. При достижении первой кромки между стенками 18 и 24 и кромки 22 эта пленка жидкости разрывается и образует капли, которые уносятся внутри основного потока текучей среды. Поэтому стенка 18 трубы в узкой секции по потоку после края 22 в основном свободна от прилипающей жидкости. Это позволяет точно определять фазовый состав текучей среды внутри узкой секции с помощью спектроскопии поглощения рентгеновского излучения на двух различных длинах волн.

На фиг. 3 показана более подробно геометрия стенки 18 трубы, окружающей кромку 22. Часть стенки 18 трубы, образующая поднутрение 20, образует острый угол β с первой частью 24 стенки трубы, проходящей параллельно основной оси трубы 10. Выше по потоку часть 24 стенки трубы продолжается второй частью 26 стенки трубы, которая проходит приблизительно параллельно стенке 28 поднутрения, непосредственно соединенной с кромкой 22, и образует угол α с первой частью 24 стенки трубы, который приблизительно равен углу β.

Наклон второй части 26 стенки трубы помогает направлять жидкую пленку, прилипшую к стенке трубы, в направлении центра трубы 10. После разрушения указанной пленки на кромке 22, поднутрение 20 предотвращает образование снова пленки на значительной длине узкой секции 14.

На фиг. 4 показана альтернативная геометрия части кромки трубы 10. Она отличается от показанного на фиг. 3 варианта выполнения тем, что первая часть 24 стенки трубы не параллельна основной оси трубы, а наклонена наружу относительно направления 16 потока на угол γ, который меньше угла α между первой частью 24 и второй частью 26 стенки трубы. Это придает дополнительно момент в направлении центра трубы каплям, образующимся на кромке 22, за счет чего замедляется прикрепление снова указанных капель к стенке трубы.

ПЕРЕЧЕНЬ ПОЗИЦИЙ

10 Труба

12 Широкая секция

14 Узкая секция

16 Направление потока

18 Стенка трубы

20 Поднутрение

22 Кромка

24 Часть стенки трубы

26 Часть стенки трубы

28 Часть стенки поднутрения.

1. Многофазный расходомер, содержащий первое детекторное средство для измерения объемного расхода многофазной текучей среды внутри секции трубы и второе детекторное средство для определения поглощения рентгеновского или гамма-излучения текучей средой внутри секции трубы по меньшей мере на двух различных длинах волн, отличающийся тем, что стенка (18) секции трубы содержит окружное поднутрение (20), расположенное по потоку перед первым и вторым детекторным средством.

2. Расходомер по п. 1, отличающийся тем, что поднутрение (20) образует имеющую острый угол кромку (22) с первой частью (24) стенки трубы по потоку перед поднутрением (20).

3. Расходомер по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что вторая часть (26) стенки трубы по потоку перед первой частью (24) стенки трубы наклонена наружу от центра трубы в направлении, противоположном направлению (16) потока.

4. Расходомер по п. 3, отличающийся тем, что первая часть (24) стенки трубы наклонена наружу от центра трубы под углом, меньшим, чем вторая часть (26) стенки трубы.

5. Расходомер по п. 3, отличающийся тем, что вторая часть (26) стенки трубы по существу параллельна части (28) стенки поднутрения, проходящей непосредственно от кромки (22).

6. Расходомер по п. 5, отличающийся тем, что первая часть (24) стенки трубы наклонена наружу от центра трубы под углом, меньшим, чем вторая часть (26) стенки трубы.

6. Расходомер по п. 1, отличающийся тем, что поперечное сечение трубы является круглым.



 

Похожие патенты:

Использование: для измерения состава потока многофазной смеси. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для измерения состава потока многофазной смеси содержит измерительную трубку (1), формирующую трубопровод для потока многофазной смеси, средство (2) излучения для облучения многофазной смеси в измерительной трубке (1) электромагнитным излучением, средство (3) детектирования для детектирования излучения средства (2) излучения, которое проходит через многофазную смесь в измерительной трубке (1), средство (5) анализа для определения состава многофазной смеси на основе детектированного излучения и калибровочных данных по меньшей мере одной жидкой фазы и по меньшей мере одной газообразной фазы, при этом калибровочный сосуд (4) размещен рядом с измерительной трубкой (1) таким образом, что средство (2) излучения может облучать калибровочный сосуд (4), и средство (3) детектирования может детектировать излучение средства (2) излучения, проходящее через калибровочный сосуд (4); калибровочный сосуд (4) может соединяться с измерительной трубкой (1) таким образом, что калибровочный сосуд (4) заполняется многофазной смесью или соответствующими фазами многофазной смеси из измерительной трубки (1); предусмотрено средство (6) сбора данных для получения калибровочных данных из излучения, детектированного средством (3) детектирования, которое проходит через калибровочный сосуд (4), когда калибровочный сосуд (4) заполнен многофазной смесью или соответствующими фазами многофазной смеси из измерительной трубки (1).

Представлен и описан способ эксплуатации резонансной измерительной системы (1), прежде всего в форме массового расходомера Кориолиса или в форме плотномера, причем резонансная измерительная система (1) имеет по меньшей мере одну измерительную трубку (3) с протекающей через нее средой (2), по меньшей мере один генератор (4) колебаний, по меньшей мере один датчик (5а, 5b) колебаний, и по меньшей мере один блок (6) управления и обработки данных, причем измерительную трубку (3) с помощью генератора (4) колебаний приводят в колебательное движение с заданной частотой возбуждения и первой амплитудой, и результирующее колебательное движение измерительной трубки (3) регистрируют посредством по меньшей мере одного датчика (5а, 5b) колебаний.
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения величин расходов многофазного потока без предварительной сепарации, например для измерения дебита нефтяных скважин.

Изобретение относится к области добычи газа и газоконденсата и к измерительной технике и может быть использовано для измерений газоконденсатного фактора в продукции газоконденсатных скважин.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, в частности для определения дебита скважины.

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для исследования измерителей потока насыщенного и влажного пара. Заявлен способ определения истинного объемного паросодержания и скоростей фаз потока влажного пара в паропроводе после узла смешения потоков перегретого пара и воды, включающий измерение расхода, статического давления и температуры входящего в узел смешения потока перегретого пара, измерение расхода, статического давления и температуры входящего в узел смешения потока воды, измерение статического давления и температуры в паропроводе после узла смешения потоков перегретого пара и воды.

Изобретение относится к добыче скважинного флюида, в частности к способу измерения мультифазного потока флюида с использованием расходомера. Техническим результатом является повышение точности измерения мультифазного потока флюида.

Предложенная группа изобретений относится к средствам измерения расхода смеси многофазной жидкости, содержащей по меньшей мере одну газовую фазу и одну жидкую фазу.

Измерительная система включает в себя измерительный преобразователь (MW) вибрационного типа, через который в процессе работы проходит текучая среда, для выработки соответствующих параметрам текучей среды колебательных сигналов, а также электрички соединённый с измерительным преобразователем электронный преобразователь (ME) для управления измерительным преобразователем и для произведения оценки поданных от измерительного преобразователя колебательных сигналов.

Система, способ и установка для измерения свойств флюидов флюидного потока, имеющего четыре фазы, включают в себя устройство измерения доли, выполненное с возможностью определения соответствующих измерений доли каждой из четырех фаз флюидов, протекающих во флюидном потоке; и устройство моделирования поведения, выполненное с возможностью определения, на основании соответствующих измерений доли каждой из четырех фаз флюидов, соответствующих расходов каждой из четырех фаз флюидов.
Наверх