Brevet FR2536538A1 — publié le 19840525

i La présente invention concerne des appareils de contrôle en général, et plus particulièrement, des appareils de contrôla pétrole-dans-saumure et pétrole brut-dans-saumure. La présente invention concerne un appareil de contrôle pétrole-dans-saumure qui est capable de mesurer le pourcentage en volume d'eau dans un mélange pétrole-dans-saumure dans lequel la teneur en eau est de 80 % ou davantage et qui comprend une enveloppe logeant un capteur Le capteur reçoit- une tension d'excitation provenant d'une source et fournit un signal correspondant à la teneur en eau du mélange pétrole-dans-saumure L'appareil fournit une indication du pourcentage d'eau dans le mélange correspondant au signal provenant du capteur. Les buts et avantages de l'invention apparaltront plus complètement ciaprès, à l'examen de la description détaillée qui suit et du dessin annexé illustrant un mode de réalisation à titre d'exemple. La figure unique du dessin annexé est un dessin industriel d'un appareil de contrôle pétrole-dans-saumure construit conformément à la présente invention. La détermination de la teneur en eau de mélanges pétrole-dans-saumure est d'une extrême importance pour l'industrie pétrolière Dans l'uti- lisation classique des capteurs du type à capacitance du commerce, les dispositifs sont habituellement limitée à des applications dans lesquelles sont contrôlées des émulsions saumure-dans-pétrole. Ceci limite en fait leur application à un intervalle de teneur en eau de 0 à 70 % en volume d'eau dans le pétrole. Dans les projets d'injection d'eau pour la production de pétrole, des intervalles de valeur des teneurs en eau de 80 à 100 % sont courants Dans ces intervalles, lorsque de la saumure libre est présente, les sondes du type à capacitance ne sont pas utilisa- bles La présente invention utilise une technique de mesure de la résistivité pour déterminer la teneur en eau d'un mélange pétrole-dans-saumure dans lequel l'in- tervalle des teneurs en eau est de 80 à 100 %. Il est à noter que lorsque la teneur en eau du mélange est au voisinage de 74 à 76 %, l'eau devient la phase continue qui contient le pétrole Ce type de mélange est instable et se sépare en eau et pétrole en un temps relativement court Un mélange eau-dans-pétrole, c'est-à-dire un mélange dans lequel le pétrole est la phase continue, a une haute stabilité et ne se sépare pas aisément. La figure unique du dessin représente un appa- reil de contrôle qui, pour la détermination de la résis- tivité d'intervalles de teneur en eau de 80 à 100 % com- porte un té 3 ayant des réducteurs concentriques 6 soudés sur ses extrémités opposées Les réducteurs con- centriques 6 réduisent la taille de la cellule de mesure au diamètre du tuyau Des -adaptateurs 10 sont soudés aux extrémités étroites des réducteurs 6 Une rallonge à bride 15 est soudée à l'extrémité ouverte restante du té 3. Le système de sonde comprend une boite de sortie 21 ayant une extrémité interne filetée destinée à être reliée à un bras de prolongation du capteur 24 Le bras de prolongation du capteur 24 porte aussi des filetages internes à l'extrémité qui est reliée à la boîte de sortie 21 et des filetages. SR 1970 GB/GL 253653 8 externes à l'extrémité opposée Un bouchon 28 est vissé sur le bras de prolongation du capteur 24 et il comporte un passage pour des fils Une bride de sonde 30 est soudée au bras de prolongation du capteur 24, elle est percée de trous pour le montage de boulons 83 qui sont utilisés pour fixer la bride de sonde 30 à la prolongation de bride 150 Un anneau d'essuyage 36 en caoutchouc néoprène est maintenu en place par un système d'arrêt de matière plastique 36 qui est fixé à la bride de sonde 30 par des vis 44. Un thermistor 54 est monté dans un raccord 52 qui est relié aux bras de prolongation 24 - La tête de capteur 50 contenant deux enroulements toroidaux 55 et 56, l'un pour transmettre (enroulement 55) de l'énergie électromagnétique dans le mélange pétrole-dans-saumure qui s'écoule et un autre pour recevoir (enroulement 56) l'énergie électromagnétique provenant du mélange La tête 50 peut être du type fabriqué par Great Lakes Instruments, Inc (capteur sans électrode n 32014) Les fils (non représentés) pour le thermistor 54 et les en- roulements 55, 56 traversent le bras de prolongation 24 pour aller dans la boite de sortie 21 et sont reliés au système d'analyseur 63 au moyen d'un câble dans une conduite 60 Le système d'analyseur 63, qui peut être du type également fabriqué par Great Lakes Instruments, Inc, (analyseur conductimétrique modèle ) fournit aussi une tension d'excitation à l'enrou- lement 55 Le système d'analyseur 63 fournit une indication de la teneur en eau du mélange correspon- dant aux signaux provenant de l'enroulement 56 et du thermistor 54. La présente invention, telle que décrite ci-dessus, est un appareil de contrôle pétrole-dans- saumure qui mesure la teneur en eau d'un mêlange dans lequel la teneur en eau est dans l'intervalle de 80 à 100 %. REVENDICATIONS 1 Appareil de contrôle pétrole-dans-saumure comprenant une enveloppe ( 3) conçue pour être montée dans un tuyau d'écoulement d'un mélange de pétrole et de saumure de telle sorte qu'à l'utilisation, le mélange s'écoule à travers l'enveloppe, caracté- risé par un système de capteur ( 50) monté dans cette enveloppe et exposé à ce mélange qui s'écoule, pour détecter la teneur en eau de mélanges de pétrole et de saumure ayant une teneur en eau de &O % ou. davantage en volume et fournissant un signa I d'eaw. capté représentatif de celle-ci, un système ( 63) relié électriquement à ce système de capteur pour fournir une tension d'excitation à ce système de capteur, et un système pour fournir une indication du pourcentage en volume de l'eau dans le mélange de pétrole et de saumure correspondant au signal d'eau capté par ce système de capteur. 2 Appareil de contrôle suivant la revendication 1, caractérisé en ce que leenveloppe comprend une paire d'adaptateurs ( 10), ayant appro- ximativement le même diamètre que le tuyau, une chambre ( 6, 3) fixée entre les adaptateurs et dont le diamètre augmente du diamètre de l'adap- tateur à un diamètre plus grand, d'une dimension suffisante pour loger le système de capteur et ayant une ouverture suffisamment grande pour que ce système de capteur passe à travers elle, et un système d'obturation ( 30, 36) pour enfermer ce système de capteur dans cette enveloppe tout en laissant le passage à des conducteurs électriques allant du système de capteur au système d'excitation et au système d'indication. 3 Appareil de contrôle suivant l'une quel- conque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le système de capteur comprend aussi un système de captage de la température ( 54) qui capte la température du mélange de pétrole et de saumure et fournit un signal de température représentatif. Appareil de contrôle suivant la revendi- cation 3, caractérisé en ce que le système de captage de la température est un thermistor ( 54). 5 Appareil de contrôle suivant l'une quel- conque des revendications 3 ou 4 a caractérisé en ce que le système d'indication fournit une indication de teneur en eau correspondant au signal d'eau capté et au signal de température. 6 Appareil de contrôle suivant l'une quel- conque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le système de capteur comprend une tête ( 50), une paire d'enroulements toroldaux ( 55, 56) montés dans le canal de la tête de montage, un enroulement ( 55) recevant la tension d'excitation, l'autre enroulement ( 56) fournissant le signal d'eau capté correspondant à un champ électromagnétique créé dans le mélange de pétrole et de saumure qui s'écoule par le premier enroulement en réponse à la tension d'excitation, un système de bras de capteur ( 24) qui traverse le système d'obturation ( 30, 36) de l'enveloppe et a des extrémités filetées et un canal pour le passage de conducteurs électriques, un système de raccord ( 52) pour raccorder ladite tête à ce système de bras de capteur et des conducteurs électriques pour relier le premier enroulement ( 55) au système d'excitation et l'autre enroulement ( 56) au système d'indication. SR 1970 GB/GL