(57)【要約】      （修正有）【課題】コリオリ式直接に源泉を測定するデバイス及びその方法。【解決手段】決められたドライブゲインしきい値に基づいて源泉の混入ガス重大度が求められ、求められた混入ガス重大度に基づいて少なくとも１つの変数が出力され、少なくとも１つの変数に関連する信頼度指数が出力されるようになっている。１つの運転モードには、所定の時間間隔にわたって少なくとも１つの変数を連続的に平均し、少なくとも１つの変数について単一の平均されたデータ値を出力する工程が含まれる。他の運転モードには、所定のかつ均一な時間間隔で少なくとも１つの瞬間時の変数を出力する工程が含まれる。また、オペレータに信頼できる意思決定情報を提供するために診断情報及びユーザアラートがさらに出力されるようにもなっている。【選択図】図３
2018066748.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの源泉を直接測定するための方法であって、
決められたドライブゲインしきい値を超えている混入ガスの量に基づいて前記少なくとも１つの源泉の混入ガス重大度を求める工程と、
求められた前記混入ガス重大度に基づいて少なくとも１つの変数を出力する工程と、
前記少なくとも１つの変数に関連する信頼度指数を出力する工程と  
を含む方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つの変数が流れ変数、診断情報及びユーザアラートのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記流れ変数が質量流量、体積流量、密度、含水率及び正味の含油率のうちの少なくとも１つを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記診断情報が温度、多相状態の検出、測定時間区間において前記混入ガスが前記決められたドライブゲインしきい値を超えている時間、及び、多相状態の情報のうちの少なくとも１つを含んでおり、該多相状態の情報がガス空隙率、連続的混入及びスラグ状ガス混入のうちの少なくとも１つを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つの変数を出力する工程が、前記少なくとも１つの変数を所定の時間間隔にわたって連続的に平均し、前記少なくとも１つの変数について単一の平均されたデータ値を出力する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記所定の時間間隔がユーザ及び流れ状態のうちの１つによって決まり、該流れ状態がスラグ状断続的混入及び連続的混入のうちの１つを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記所定の時間間隔が均一な間隔及び非均一な間隔のうちの１つである、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
連続的に平均された前記少なくとも１つの変数が、流れ変数、診断情報、及び、前記混入ガス重大度が前記決められたドライブゲインしきい値未満である場合のユーザアラートのうちの１つを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
連続的に平均された前記少なくとも１つの変数が、診断情報、及び、前記混入ガス重大度が前記決められたドライブゲインしきい値を超える場合のユーザアラートのうちの少なくとも１つを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの変数を出力する工程が、所定の且つ均一な時間間隔で少なくとも１つの瞬間時の変数を出力する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの瞬間時の変数を出力する工程が、流れ変数、診断情報、及び、前記混入ガス重大度が前記決められたドライブゲインしきい値未満である場合のユーザアラートのうちの少なくとも１つを含んでいる請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの瞬間時の変数を出力することが、診断情報、及び、前記混入ガス重大度が前記決められたドライブゲインしきい値を超える場合のユーザアラートのうちの少なくとも１つを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの瞬間時の変数を出力することが、流れ変数の最後のデータ値を保
持し、前記所定のかつ均一な時間間隔に関連する保持された前記最後のデータ値を出力することをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記信頼度指数が、測定時間区間においてガス混入が検出された時間に基づく、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記信頼度指数が、測定時間区間において総質量流量及び総体積流量のうちの一方とガス混入を伴う質量流量または体積流量のうちの一方とを演算して比較した結果に基づく、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記信頼度指数が流れ状態の演算に基づき、該流れ状態がスラグ状断続的混入及び連続的混入のうちの１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記信頼度指数が、前記所定の時間間隔において前記混入ガス重大度が前記決められたドライブゲインしきい値を超えている区間の質量のパーセンテージ、前記混入ガス重大度が前記決められたドライブゲインしきい値を超えている時間のパーセンテージ、及び、総体積流量のうちの少なくとも１つに基づく、請求項５に記載の方法。
【請求項１８】
前記信頼度指数が、前記混入ガス重大度が前記決められたドライブゲインしきい値を超えている時間のパーセンテージの累積移動平均、前記混入ガス重大度が前記決められたドライブゲインしきい値を超えている場合の質量流量のパーセンテージ、前記混入ガス重大度が前記決められたドライブゲインしきい値未満である時間の量、及び、総体積流量のうちの少なくとも１つに基づく、請求項１０に記載の方法。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの源泉が電動水中ポンプを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記ドライブゲインしきい値を決める工程が、流れ状態がガス空隙率、連続的混入及びスラグ状ガス混入のうちの少なくとも１つを含むか否かを決めることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記ドライブゲインしきい値を決める工程が、
メータ校正時に設定される少なくとも１つの工場ベースラインドライブゲイン値を格納する工程と、
ドライブゲイン測定値が小さくかつ安定している少なくとも１つの時間帯を演算する工程と、
前記少なくとも１つの時間間隔に関連する前記ドライブゲイン測定値に基づいて前記ドライブゲインしきい値を設定する工程とを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
前記ドライブゲインしきい値を含水率測定値及び粘度上昇に基づいて修正する工程を含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
少なくとも１つの源泉を直接測定するための方法であって、
決められたドライブゲインしきい値を超える混入ガスの量に基づいて前記少なくとも１つの源泉の混入ガス重大度を求める工程と、
求められた前記混入ガス重大度に基づいて少なくとも１つの変数を出力する工程とを含んでおり、
前記少なくとも１つの変数を出力する工程が、前記少なくとも１つの変数を所定の時間間隔にわたって連続的に平均する工程と、前記少なくとも１つの変数について単一の平均されたデータ値を出力する工程とを含む、方法。
【請求項２４】
少なくとも１つの源泉を直接測定するための方法であって、
決められたドライブゲインしきい値を超えている混入ガスの量に基づいて前記少なくとも１つの源泉の混入ガス重大度を求める工程と、
求められた前記混入ガス重大度に基づいて少なくとも１つの変数を出力する工程とを含んでおり、
前記少なくとも１つの変数を出力する工程が、所定のかつ均一な時間間隔で少なくとも１つの瞬間時の変数を出力する工程を含む、方法。
【請求項２５】
少なくとも１つの源泉を直接測定するための方法であって、
決められたドライブゲインしきい値を超えている混入ガスの量に基づいて前記少なくとも１つの源泉の混入ガス重大度を求める工程を含んでおり、
前記ドライブゲインしきい値を決める工程が、
メータ校正時に設定される少なくとも１つの工場ベースラインドライブゲイン値を格納する工程と、
ドライブゲイン測定値が小さくかつ安定している少なくとも１つの時間帯を演算する工程と、
前記少なくとも１つの時間間隔に関連する前記ドライブゲイン測定値に基づいて前記ドライブゲインしきい値を設定する工程と、
求められた前記混入ガス重大度に基づいて少なくとも１つの変数を出力する工程と
を含む、方法。
【請求項２６】
直接に源泉を測定するデバイス（５）のためのメータ電子機器（２０）であって、
インターフェース（２０１）と、
前記インターフェース（２０１）と結合する処理システム（２０３）とを備えており、
前記インターフェース（２０１）が、前記直接に源泉を測定するデバイス（５）の流量計組立体と通信し、応答振動を受け取るように構成されており、
前記処理システム（２０３）が、決められたドライブゲインしきい値を超えている混入ガスの量に基づいて少なくとも１つの源泉の混入ガス重大度を求め、求められた該混入ガス重大度に基づいて前記少なくとも１つの変数を出力し、該少なくとも１つの変数に関連する信頼度指数を出力するように構成されてなる、メータ電子機器（２０）。
【請求項２７】
コリオリ式直接に源泉を測定するデバイス（５）であって、
応答振動を生成する流量計組立体（１０）と、
前記流量計組立体に接続されるメータ電子機器（２０）とを備えており、
前記メータ電子機器（２０）が、前記応答振動を受け取り、処理し、少なくとも１つの変数を生成するように構成されており、
さらに、前記メータ電子機器（２０）が、決められたドライブゲインしきい値を超えている混入ガスの量に基づいて少なくとも１つの源泉の混入ガス重大度を求め、求められた該混入ガス重大度に基づいて前記少なくとも１つの変数を出力し、該少なくとも１つの変数に関連する信頼度指数を出力するように構成されてなる、コリオリ式直接に源泉を測定するデバイス（５）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コリオリ式直接に源泉を測定するデバイス及び直接に源泉を測定する方法に関するものであり、特に源泉の性能の連続的な監視ならびに精度の高い定量的な測定及び定性的な測定を提供するコリオリ式直接に源泉を測定するデバイス及び直接に源泉を測定する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
直接の源泉測定とは、個々の源泉、又は一連の源泉における生産を連続的に測定する能力のことを指すものである。このタイプの測定は、それにより提供されるデータが運転に関する日々の判断に直接関係があるため望ましいものである。これらの判断には、現場のどの源泉を廃止すべきかについての判断や、個々の源泉から石油またはガスを最大限に生産するためにはどの技術を用いるべきかについての判断などが含まれる。
【０００３】
測定の視点からいえば、地理的場所が異なれば源泉は大きく異なる。中東では、ほとんどの源泉では、液体（油及び水）が少量のガスとともに生産され、その生産は比較的円滑かつ連続的なものである。しかしながら、時間の経過とともに源泉が枯渇していくため安定していた生産量（流量）は次第に低下していく。米国では、他の国々と同様、水または二酸化炭素の如き流体を油井の穴にポンプで送って油及びガスを生産する、すなわちこれらの油及びガスを直接地面までポンプで汲み出すことを必要とする場合が多いため、流量の変動が大きく、ガス分率が０〜１００％の間で変動してしまう傾向がある。これらのタイプの源泉では、ひとまとまりの量（バッチ毎）の液体の前後で流量計（メータ）がガスにより動かなくなってしまい、バッチ毎に空−満タン−空を繰り返してしまうような測定環境がもたらされる。他のタイプの源泉では、天然ガスが主として生産され、それに少量の油、水または凝縮物が含まれる。従って、「湿性ガス」を伴う測定環境がもたらされる。
【０００４】
信頼できかつコスト効率の良い直接に源泉を測定するデバイスがない場合、最も一般的な代替手段は、「テストセパレータ」を用い、各源泉を断続的に（即ち、１カ月に１回）試験し、次の試験までにどのような変化も生じないと仮定することである。
他の解決策は、各源泉において永続的セパレータまたは多相流メータを用いることである。しかしながら、これらの選択肢は両方とも、非常に高価であり、かつ、源泉毎に相当なメンテナンス及び／または特注生産を必要とする場合が多い。ほとんどの経営者は、所有する場所に何百または何千もの小さな源泉を持っており、個々の源泉においてこれらの選択肢を考慮することは多くの場合コスト的にもまた時間的にも無理がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、信頼でき、正確で、かつ適時の測定データを提供することができ、コスト効率が良く、メンテナンスがあまりかからない直接に源泉を測定するデバイスの必要性が存在する。また、含水率及び流量に関するデータを含む源泉の性能についてのデータを頻繁に提供する必要性が存在する。これらの情報の提供により、さまざまな日常の源泉管理問題、たとえば源泉を操業停止すべきか否かまたは個々の源泉に対して生産技術を変更する必要性があるか否かなどの問題に対してより良好な決断を下すことができるようになる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、源泉の試験においてさらに優れた性能を可能とするコリオリ式直接に源泉を測定するデバイス及び直接に源泉を測定する方法を提供することにより、上述の問題点を
克服するとともに当該技術を進歩させるものであり、十分に信頼ができ、より頻繁にデータを提供することができるうえに、当該技術分野において現時点で知られているデバイス及び方法に比べてコスト効率が優れている。
【０００７】
具体的にいえば、本発明は、公知のテストセパレータ法と比べてより頻繁に測定結果を提供することができる。さらに、本発明は、日常の運用において次の項目を含む複数の課題に対する解決策を提供することができる：  いずれの源泉が水のみを生産しており、操業停止される必要があるのか？  今まで液体のみの源泉であったのがいつからガスを生産し始めたのか？昨日から源泉の流量が著しく変わったか？今現在、この源泉は多相か否か？
【０００８】
発明の態様
本発明の1つの態様では、少なくとも１つの源泉を直接測定する方法は、所定のドライ
ブゲインしきい値を超えている混入ガスの量に基づいて少なくとも１つの源泉の混入ガス重大度を求める工程と、決定された混入ガス重大度に基づいて少なくとも１つの変数を出力する工程と、この少なくとも１つの変数に関連する信頼度指数を出力する工程とを含んでいる。
好ましくは、少なくとも１つの変数は流れ変数、診断情報及びユーザアラートのうちの少なくとも１つを含む。
好ましくは、流れ変数は質量流量、体積流量、密度、含水率及び正味の含油率（ｎｅｔ
ｏｉｌ）のうちの少なくとも１つを含む。
【０００９】
好ましくは、診断情報は、温度、多相状態の検出、測定時間区間において混入ガスが決められたドライブゲインしきい値を超えている時間、及び、多相状態の情報のうちの少なくとも１つを含み、多相状態の情報は、ガス空隙率、連続的混入、及び、スラグ状ガス混入のうちの少なくとも１つを含む。
好ましくは、少なくとも１つの変数を出力する工程は、少なくとも１つの変数を所定の時間間隔にわたって連続的に平均し、少なくとも１つの変数について単一の平均されたデータ値を出力する工程を含む。
好ましくは、所定の時間間隔はユーザ及び流れ状態のうちの１つによって決まり、流れ状態はスラグ状断続的混入及び連続的混入のうちの１つを含む。
好ましくは、所定の時間間隔は、均一な間隔及び非均一な間隔のうちの１つである。
【００１０】
好ましくは、連続的に平均された少なくとも１つの変数は、流れ変数、診断情報、及び、混入ガス重大度が決められたドライブゲインしきい値未満である場合のユーザアラートのうちの１つを含む。
好ましくは、連続的に平均された少なくとも１つの変数は、診断情報、及び、混入ガス重大度が決められたドライブゲインしきい値を超える場合のユーザアラートのうちの少なくとも１つを含む。
好ましくは、少なくとも１つの変数を出力する工程は、所定の均一な時間間隔で少なくとも１つの瞬間時の変数を出力する工程を含む。
好ましくは、少なくとも１つの瞬間時の変数を出力する工程は、流れ変数、診断情報、及び、混入ガス重大度が決められたドライブゲインしきい値未満である場合のユーザアラートのうちの少なくとも１つを出力する工程を含む。
【００１１】
好ましくは、少なくとも１つの瞬間時の変数を出力する工程は、診断情報、及び、混入ガス重大度が決められたドライブゲインしきい値を超える場合のユーザアラートのうちの少なくとも１つを出力する工程を含む。
好ましくは、少なくとも１つの瞬間時の変数を出力する工程は、流れ変数の最後のデータ値を保持し、所定のかつ均一な時間間隔に関連する保持された最後のデータ値を出力す
る工程をさらに含む。
好ましくは、各信頼度指数は、測定時間区間においてガス混入が検出される時間に基づく。
【００１２】
好ましくは、各信頼度指数は、測定時間区間において、総質量流量及び総体積流量のうちの一方とガス混入を伴う質量流量または体積流量のうちの一方とを演算して比較した結果に基づく。
好ましくは、各信頼度指数は流れ状態の演算に基づき、流れ状態はスラグ状断続的混入及び連続的混入のうちの１つを含む。
好ましくは、各信頼度指数は、所定の時間間隔において混入ガス重大度が決められたドライブゲインしきい値を超えている区間の質量（ｍａｓｓ）のパーセンテージ、混入ガス重大度が決められたドライブゲインしきい値を超えている時間のパーセンテージ、及び、総体積流量のうちの少なくとも１つに基づく。
【００１３】
好ましくは、各信頼度指数は、混入ガス重大度が決められたドライブゲインしきい値を超えている時間のパーセンテージの累積移動平均、混入ガス重大度が決められたドライブゲインしきい値を超えている場合の質量流量のパーセンテージ、混入ガス重大度が決められたドライブゲインしきい値未満である場合の時間の量、及び、総体積流量のうちの少なくとも１つに基づく。
好ましくは、少なくとも１つの源泉は電動水中ポンプを有する。
好ましくは、ドライブゲインしきい値を決定する工程は、流れ状態がガス空隙率、連続的混入及びスラグ状ガス混入のうちの少なくとも１つを含むか否かを決める工程を含む。
【００１４】
好ましくは、ドライブゲインしきい値を決定する工程は、工場においてメータ較正時に設定される少なくとも１つの工場基準であるドライブゲイン値を格納する工程と、ドライブゲイン測定値が小さくかつ安定している少なくとも１つの時間帯を演算する工程と、少なくとも１つの時間間隔に関連するドライブゲイン測定値に基づいてドライブゲインしきい値を設定する工程とを含む。
好ましくは、含水率測定値及び粘度上昇に基づいてドライブゲインしきい値を修正する工程を含む。
【００１５】
本発明の1つの態様では、少なくとも１つの源泉を直接測定するための方法は、決めら
れたドライブゲインしきい値を超えている混入ガスの量に基づいて少なくとも１つの源泉の混入ガス重大度を求める工程と、求められた混入ガス重大度に基づいて少なくとも１つの変数を出力する工程とを含み、少なくとも１つの変数を出力する工程は、少なくとも１つの変数を所定の時間間隔にわたって連続的に平均し、この少なくとも１つの変数について単一の平均されたデータ値を出力する工程を含む。
【００１６】
本発明の1つの態様では、少なくとも１つの源泉を直接測定するための方法は、決めら
れたドライブゲインしきい値を超えている混入ガスの量に基づいて少なくとも１つの源泉の混入ガス重大度を求める工程と、求められた混入ガス重大度に基づいて少なくとも１つの変数を出力する工程とを含み、少なくとも１つの変数を出力する工程は、所定の均一な時間間隔で少なくとも１つの瞬間時の変数を出力する工程を含む。
【００１７】
本発明の1つの態様では、少なくとも１つの源泉を直接測定するための方法は、決めら
れたドライブゲインしきい値を超えている混入ガスの量に基づいて少なくとも１つの源泉の混入ガス重大度を求める工程を含み、ドライブゲインしきい値を決める工程は、メータ較正時に設定される少なくとも１つの工場基準であるドライブゲイン値を格納する工程と、ドライブゲイン測定値が小さくかつ安定している少なくとも１つの時間帯を演算する工程と、少なくとも１つの時間間隔に関連するドライブゲイン測定値に基づいてドライブゲ
インしきい値を設定する工程と、求められた混入ガス重大度に基づいて少なくとも１つの変数を出力する工程とを含む。
【００１８】
１つの態様では、直接に源泉を測定するデバイスのためのメータ電子機器は、直接に源泉を測定するデバイスの流量計組立体と通信し、振動応答を受信するように構成されたインターフェースと、このインターフェースに連結されて、決められたドライブゲインしきい値を超えている混入ガスの量に基づいて少なくとも１つの源泉の混入ガス重大度を求め、 求められた混入ガス重大度に基づいて少なくとも１つの変数を出力し、 この少なくとも１つの変数に関連する信頼度指数を出力するように構成された処理システムとを備えている。
【００１９】
１つの態様では、コリオリ式直接に源泉を測定するデバイス（５）は、応答振動を生成する流量計組立体と、 この流量計組立体に接続され、応答振動を受け取り、処理し、少
なくとも１つの変数を生成するように構成されるメータ電子機器とを備えており、該メータ電子機器は、 決められたドライブゲインしきい値を超えている混入ガスの量に基づい
て少なくとも１つの源泉の混入ガス重大度を求め、求められた混入ガス重大度に基づいて少なくとも１つの変数を出力し、 この少なくとも１つの変数に関連する信頼度指数を出
力するように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】流量計組立体とメータ電子機器とを備えた直接に源泉を測定するデバイスを示す図である。
【図２】本発明のある実施形態にかかるメータ電子機器を示すブロックダイアグラムである。
【図３】本発明のある実施形態に従って本発明を具体化したものを示す図である。
【図４】本発明のある実施形態にかかる源泉測定デバイスの方法を示す流れチャートである。
【図５】本発明のある実施形態にかかる源泉測定デバイスの方法を示す流れチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１〜図５及び下記の記載には、本発明の最良のモードを作成及び利用する方法を当業者に教示するための具体的な実施形態が示されている。本発明の原理を教示するために、従来技術の一部が単純化または省略されている場合もある。当業者にとって明らかなように、これらの実施形態の変形例もまた本発明の技術範囲内に含まれる。また当業者にとって明らかなように、以下に記載の構成要素をさまざまな方法で組み合わせて本発明の複数の変形例を形成することもできる。従って、本発明は、以下に記載の特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲及びその均等物によってのみ限定されるものである。
【００２２】
図１には本発明にかかる直接に源泉を測定するデバイス５が示されている。直接に源泉を測定するデバイス５は流量計組立体１０とメータ電子機器２０とを備えている。メータ電子機器２０は、リード線１００を通じて流量計組立体１０へ接続され、密度測定値、質量流量測定値、体積流量測定値、総質量流量測定値、温度測定値、及び他の測定値もしくは情報のうちの一つ以上の測定値を通信経路２６を通じて提供するように構成されている。源泉測定デバイス５はコリオリ式質量流量メータであってもよい。当業者にとって明らかなように、源泉測定デバイスは、ドライバの数、ピックオフセンサーの数、流れ導管の数、振動動作モードとは関係なく、どのような源泉測定デバイスであってもよい。
【００２３】
直接に源泉を測定するデバイス組立体１０は、１対のフランジ１０１、１０１’、１対
のマニホールド１０２、１０２’、ドライバ１０４、１対のピックオフセンサー１０５、１０５’、１対の流れ導管１０３Ａ、１０３Ｂを備えている。ドライバ１０４及びピックオフセンサー１０５、１０５’は、流れ導管１０３Ａ、１０３Ｂに接続されている。
【００２４】
フランジ１０１、１０１’はマニホールド１０２、１０２’に固定されている。実施形態によっては、マニホールド１０２、１０２’は、スペーサ１０６の両端に固定されている場合もある。スペーサ１０６は、配管の力が流れ導管１０３Ａ、１０３Ｂにまで伝達されないように、マニホールド１０２とマニホールド１０２’との間の間隔を維持する。測定されている流動流体を運ぶ配管（図示せず）の中に直接に源泉を測定するデバイス組立体１０を挿入すると、流動流体がフランジ１０１を通って流量計組立体１０の中に流入し、流入口マニホールド１０２を通り、ここで流動流体の全量が流れ導管１０３Ａ、１０３Ｂの中に流入し、流れ導管１０３Ａ、１０３Ｂを通り、流出口マニホールド１０２’の中へ流れ込み、ここでフランジ１０１’から流量計組立体１０の外へと流出される。
【００２５】
流動流体は液体であってもよい。流動流体はガスであってもよい。流動流体は、混入ガス及び／または混入固体を含有する液体の如き多相流体であってもよい。流れ導管１０３Ａ、１０３Ｂは、曲げ軸Ｗ−Ｗ、Ｗ’−Ｗ’に対して実質的に同一の質量分布、慣性モーメント及び弾性モジュールを有するように選択され、流入口マニホールド１０２及び流出口マニホールド１０２’に適切にマウントされる。流れ導管１０３Ａ、１０３Ｂは、マニホールド１０２、１０２’から外側に向けて互いにほぼ平行に突出している。
【００２６】
流れ導管１０３Ａ、１０３Ｂは、それぞれ振動式流量計５のいわゆる第１の逆位相曲げモードで曲げ軸線Ｗ、Ｗ’を中心として互いに反対方向に向けてドライバ１０４により振動させられるようになっている。ドライバ１０４は、たとえばマグネットを流れ導管１０３Ａにマウントし、それと対をなすコイルを流れ導管１０３Ｂにマウントしたような構成の如き複数の周知の構成のうちの一つの構成を有していてもよい。この対向するコイルに交流を流して両方の導管を振動させる。メータ電子機器２０により、適切なドライブ信号がリード線１１０を通じてドライバ１０４へ加えられる。他のドライバデバイスも考えられており、それらもまた本明細書及び特許請求の範囲に含まれる。
【００２７】
メータ電子機器２０は、リード線１１１及びリード線１１１’からセンサー信号を受け取る。メータ電子機器２０はリード線１１０上にドライブ信号を生じ、この信号により、ドライバ１０４に流れ導管１０３Ａ、１０３Ｂを振動させるようになっている。他のセンサーデバイスも考えられており、それらもまた本明細書及び特許請求の範囲に含まれる。
メータ電子機器２０は、ピックオフセンサー１０５、１０５’からの左側速度信号及び右側速度信号を処理し、とりわけ流量を計算する。通信経路２６は、メータ電子機器２０にオペレータまたは他の電子システムとの通信を可能とさせる入力手段及び出力手段を提供している。図１の記載は、直接に源泉を測定するデバイスの動作を例示することのみを意図したものであって、本発明の教示を限定することを意図したものではない。
【００２８】
一実施形態では、メータ電子機器２０は、流れチューブ１０３Ａ、１０３Ｂを振動させるように構成されている。振動はドライバ１０４によって発生される。また、メータ電子機器２０は、ピックオフセンサー１０５、１０５’から生じる振動信号をさらに受け取る。これらの振動信号には流れチューブ１０３Ａ、１０３Ｂの応答振動が含まれている。メータ電子機器２０は、応答振動を処理して応答周波数及び／または位相差を求める。また、メータ電子機器２０は、応答振動を処理して流動流体の質量流量及び／または密度を含む１つ以上の流れに関する測定値を求める。他の応答振動特性及び／または流れに関する測定値も考えられており、それらもまた本明細書及び特許請求の範囲に含まれる。
【００２９】
一実施形態では、流れチューブ１０３Ａ、１０３Ｂは図示されているような実質的にＵ
字形の流れチューブであってもよい。それに代えて、他の実施形態では、源泉測定デバイスは実質的に直線状の流れチューブを備えている場合もある。さらなる流量計の形状及び／または構成が用いられてもよく、それらもまた本明細書及び特許請求の範囲に含まれる。
【００３０】
図２は、本発明にかかる直接に源泉を測定するデバイス５のメータ電子機器２０を示すブロックダイアグラムである。動作時、直接に源泉を測定するデバイス５は出力されうるさまざまな測定値を提供するようになっている。これらの測定値は、含水率、油流量、水流量及び総合流量の測定値または平均値を含み、たとえば体積流量及び質量流量の両方を含むものである。
また、直接に源泉を測定するデバイス５は応答振動を生成するようになっている。この応答振動は、メータ電子機器２０により受け取られて処理され、１つ以上の流体の測定値が生成される。これらの値は、監視し、記録し、合計し、出力することができる。
【００３１】
メータ電子機器２０は、インターフェース２０１と、インターフェース２０１と通信可能な処理システム２０３と、処理システム２０３と通信可能な格納システム２０４とを有している。これらのコンポーネントは別個の異なるブロックとして示されているが、いうまでもなく、メータ電子機器２０は、一体化されたコンポーネント及び／または別個のコンポーネントのさまざまな組み合わせから構成されるようになっていてもよい。
インターフェース２０１は測定デバイス５の流量計組立体１０と通信するように構成されている。インターフェース２０１は、リード線１００（図１を参照）と結合され、ドライバ１０４及びピックオフセンサー１０５、１０５’と信号を交換するように構成されてもよい。また、インターフェース２０１は、通信路２６を介して、たとえば外部デバイスと通信するようにさらに構成されてもよい。
【００３２】
処理システム２０３はいかなる処理システムであってもよい。処理システム２０３は、直接に源泉を測定するデバイス５を操作するために、格納されているルーチン２０５を検索し実行するように構成されている。格納システム２０４は、源泉測定ルーチン２０５、質量重み付け密度ルーチン２０９、質量重み付け粘度ルーチン２１０、質量重み付け温度ルーチン２１１及びガス混入検出ルーチン２１３を含むルーチンを格納することができる。他の測定ルーチン／処理ルーチンも考えられており、それらもまた本明細書及び特許請求の範囲に含まれる。格納システム２０４は、測定値、受信値、動作値及び他の情報を格納することができる。実施形態によっては、格納システムは、質量流量（ｍ）２２１、密度（ρ）２２２、粘度（μ）２２３、温度（Ｔ）２２４、質量−密度積（ｍρ）２３４、質量−粘度積（ｍμ）２３５、質量−温度積（ｍＴ）２３６、質量重み付け密度（ρｍａｓｓ−ｗｅｉｇｈｔｅｄ）２４１、質量重み付け粘度（μｍａｓｓ−ｗｅｉｇｈｔｅｄ）２４２、質量重み付け温度（Ｔｍａｓｓ−ｗｅｉｇｈｔｅｄ）２４３、ガス混入しきい値２４４及びガス混入割合２４８を格納している場合もある。測定ルーチン２０５は、流体の定量値及び流量測定値を提供し、格納することができる。これらの値は、実質的に瞬間的な測定値であってもよいし、または、合計値もしくは累積値であってもよい。たとえば、測定ルーチン２０５は質量流量測定値を生成し、それらを質量流量格納装置２２１に格納することができる。また、測定ルーチン２０５は濃度測定値を生成し、それらを密度格納装置２２２に格納することができる。上述のように及び当該技術分野において知られているように、質量流量及び密度の値は応答振動から求められる。質量流量は実質的に瞬間的な質量流量の値であってもよいし、質量流量のサンプル値であってもよいし、ある時間間隔（ｔｉｍｅ  ｉｎｔｅｒｖａｌ）にわたって平均される質量流量であってもよいし、または、ある時間間隔にわたって蓄積される質量流量であってもよい。ここでいう時間間隔は、たとえば、ある流体状態、たとえば液体のみの流体状態またはそれに代えて液体と混入ガスを含む流体状態が検出される一定の時間に対応するように選択されてもよい。それに加えて、質量流量の他の定量化も考えられており、それらもまた本明細書及び特許請
求の範囲に含まれる。
【００３３】
図３には現場の複数の別個の源泉が示されており、それらは全てある量の油、水及び天然ガスを産出するようになっている。これらの源泉はすべてフィールドセパレータの中に流れ込むようになっている。フィールドセパレータでは、ガスストリーム及び液体ストリームが、別々に測定され、次いで、再結合され、プロダクトセパレータの下流側に送られる。また典型的には、個々の源泉を断続的に、たとえば１カ月に１回の頻度で試験するために小規模なテストセパレータが用いられる。このシステムでは、個々の源泉の性能が１カ月に１回だけ分かるようになっているが、その間に状態は著しく変わってしまう恐れがある。しかしながら、赤色丸印の各々において直接に源泉を測定するデバイス５を含む本発明にかかる直接に源泉を測定するによれば、各源泉の常時監視が可能となり、より良好な毎日の運用上の決定を下すことが可能となる。
【００３４】
例示の実施形態によれば、コリオリ式源泉測定デバイスは、診断ドライブゲインとして知られているチューブ駆動パワーの測定を通じて液体ストリーム内の少量の混入ガスでさえも検出することができる能力を持っている。ドライブゲインは、コリオリメータの流れチューブを一定の振幅で振動させておくのに必要となるドライブパワーの量を測るための尺度である。単一の相のガスまたは液体の測定の場合、構造体をその固有周波数で振動させるのに必要となるパワーが比較的に少ないため、ドライブゲインは低くかつ安定している。しかしながら、液体の中に少量でもガスが存在しているような場合またはガスの中に少量でも液体が存在しているような場合、振動に必要となるドライブパワーが劇的に上昇してしまう。このことにより、ドライブゲインが混入ガスを検出するための非常に信頼のおける指標となる。
【００３５】
しかしながら、ガスのみがドライブゲインに影響を与える唯一の物理的状態ではない。本実施形態によれば、たとえば、計量器内の流体が単一の相である場合、個々の直接に源泉を測定するデバイスでは異なるドライブゲインベースラインが測定されることになる。異なる計量器ベースラインは流れチューブのサイズ及びさまざまなコンポーネントの減衰に起因するものである。また、与えられた測定デバイス内では、個々のユニット、すなわち個々の製造番号はわずかに異なるドライブゲインベースラインを有している。それに加えて、流体の粘度はドライブゲインにさらなる影響を与えうる。液体の粘度が高ければ高いほど引き起こされるドライブゲインがわずかではあるがさらに高くなる。センサーのモデルや流体の粘度はいずれも混入ガスがドライブゲインに衝撃を与えてしまうほどにはドライブゲインに影響を与えないとはいえ、混入ガスの検出感度の最大化を可能とするために、理想的にはこれらの影響を両方とも取り除いておく必要がある。
【００３６】
ドライブゲインがあるしきい値を超えるとガスが存在することが報告されている。一実施形態では、ドライブゲインしきい値は、工場におけるメータ更正時または試験時に正しいと認められた工場ベースラインドライブゲイン値を用いて決めるようになっていてもよい。このことにより、与えられた測定デバイスまたは製造番号の間でのドライブゲインベースラインのばらつきが無くなる。他の実施形態では、操作時にさまざまなしきい値レベルを決定するにあたって、ドライブゲインしきい値がアルゴリズムを用いて決められるようになっていてもよい。たとえば、ドライブゲインに対する上述の影響のうち、典型的には多相条件のみがノイズの上昇を引き起こすので、流れパラメータ及び密度パラメータが安定な時に略０％のガス体積率におけるドライブゲインを求めるようにしてもよい。このことは、実施において、既知の粘度及び／または含水率の測定値に対する補正を必要とするようになっていてもよい。というのは、粘度及び含水率の両方がドライブゲインに小さな影響を与えることができるからである。また、体積率の非常に小さなガスの存在をさらに正確に検出するために、上述の影響をドライブゲインベースライン及びドライブゲインしきい値アルゴリズムを用いて補償した後でドライブゲインしきい値をさらに下げるよう
にしてもよい。このことにより、液体のみの測定値の報告の正確さをさらに高めることができるようになる。さらに他の実施形態では、ドライブゲインしきい値が、本測定デバイスの設置時にまたは各源泉におけるスタートアップ行程の一部として認められたベースライン値により決められるようになっていてもよい。
【００３７】
ドライブゲインが低くかつ安定している場合、配管の中にガスは存在しておらず、すべての測定値は流量計の正常仕様範囲内で正確であると見なされてもよい。ほとんどの源泉ではガスの混入は断続的にしか起こらず（とりわけ、「スラグ」と呼ばれる）、１時間または１日の間、ガスが存在しない時間間隔が存在する可能性がある。この時間、ドライブゲインは低くかつ安定しており、計量器により提供される流量、密度、及びその他の測定値は信頼のおけるものであり、ユーザに向けて出力されてもよいしもしくは統計的解析のために記録されてもよい。このことにより、ドライブゲインが低い時間において含水率、油流量及び水流量を正確に求めることが可能となる。というのは、次の式の必要条件がその時間満たされているからである：
【００３８】
１．ψｏ＋ψｗ＝１
２．ρｍｅａｓｕｒｅｄ＝ψｏρｏ＋ψｗρｗ
ここで、ψｗ及びψｏはそれぞれ流体内の水及び油の体積率であり、ρｗ及びρｏはそれぞれ水及び油の既知の密度である。第１の式は、これらの相の体積率が合計で１になることを示しており、第２の式は、密度測定値が油成分と水成分との重み付けされた合計であることを示している。流量計の電子機器は、上述の２つの式を用いてガスが存在しない場合の相分率を求めるようになっていてもよい。ガスが混入した場合、実際には３つの相が存在することになるので、上述の２つの式は有効ではなくなる。ガスが存在する場合に不正確となりうる相分率、含水率、及び個々の油流量／水流量とは異なり、総混合質量流量または体積流量は、式１及び式２に依存せず、より合理的な正確さでいつでも出力することができる。実施形態によっては、測定出力は、瞬時値の形態である場合もあれば、または、特定の時間間隔にわたる平均値の形態の場合もある。
【００３９】
例示によって、直接に源泉を測定するデバイスには２つの出力モードがあってもよいが、これは限定を意図するものではない。直接に源泉を測定するデバイスは、これらのモードで別々にまたは同時に動作するようになっていてもよい。これらの変数がどのように処理されてどのように出力されるのかという点に関しては、いくつかの例示の実施形態では、２つのモードの各々の出力変数は類似している場合もあれば、他の実施形態では、２つのモードでの出力変数は異なっている場合もある。たとえば、これらの変数の出力には流れ変数、診断情報及びユーザアラートが含まれるが、これらに限定されるわけではない。実施形態によっては、流れ変数（量的変数とも呼ばれる）には、質量流量、体積流量、密度、含水率（ｗａｔｅｒ  ｃｕｔ）及び正味の含油率（ｎｅｔ  ｏｉｌ）が含まれるが、これらに限定されるわけではない。実施形態によっては、診断情報（質的変数とも呼ばれる）には、温度、流れ変数の正確さの信頼度、多相状態の検出、スナップショット時間間隔においてガスを検出しうる時間（以下の段落に定義されている）（流れの質量要素、体積要素または時間要素により重み付けされている）、ならびに、多相状態に関する情報、たとえばガス空隙率及び連続的ガス混入または断続的ガス混入が含まれるが、これらに限定されるわけではない。
【００４０】
図４には、例示の実施形態の第１の出力モードの直接に源泉を測定するデバイスの方法の流れチャートが示されている。便宜上、第１の出力モードは明細書全体にわたって「スナップショット」モードと呼ぶこととする。図４によれば、直接に源泉を測定するデバイスが源泉現場の個々の源泉に組み込まれている。ステップ４０１のセットアップの一部として、直接に源泉を測定するデバイスは、当該直接に源泉を測定するデバイスのオペレータの利益のために、カスタム化可能なセッティング（ｓｅｔｔｉｎｇｓ）及びコンフィギ
ュレーション（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓ）を有している。たとえば、コンフィギュレーション及びセッティングは、源泉サイトの調査または源泉の試験、たとえば、地理的位置、源泉のタイプ（たとえば、自由流動（ｆｒｅｅ−ｆｌｏｗｉｎｇ）または補助リフト（ａｓｓｉｓｔｅｄ  ｌｉｆｔ））、流量、密度、及び、測定される流体内の混入ガスの挙動により決められるようになっていてもよい。従って、オペレータは、測定デバイスの適切なセットアップ、たとえば個々の源泉サイトにどのような出力が適切かを判断するようになっていてもよい。たとえば、スナップショットモードによれば、適切なセットアップには、源泉の性能の測定のために所定のスナップショット時間間隔（後述のような）、決められたドライブゲインしきい値（上述のような）、多相状態の特性及び重大度の検出のためのしきい値レベル、オペレータにより要求される特定の出力変数などが含まれるが、これらに限定されるわけではない。
【００４１】
ステップ４０２では、さまざまなコンフィギュレーション及びセッティングが開始されると、直接に源泉を測定するデバイスは何時でも動作可能な状態となる。一実施形態によれば、スナップショットモードでは、スナップショット時間間隔用の時計が始動される（ステップ４０３）ようになっている。このモードでは、たとえば、スナップショット時間間隔がオペレータにより決められるまたは流れ状態に基づいて直接に源泉を測定するデバイスにより自動的に決められる。スナップショット時間間隔は均一な間隔であってもよいしまたは非均一であってもよい。スナップショット時間間隔の全区間にわたって各出力変数の平均が求められる。スナップショット時間間隔の終了時点では、各変数の平均値が出力される。しかしながら、流れ変数の出力の正確さを向上させるために、ドライブゲインがドライブゲインしきい値未満である時にのみ平均の算出が行われるようになっていてもよい（ステップ４０４）。スナップショット時間間隔においてドライブゲインがドライブゲインしきい値を超えている間にて、ステップ４０５で、流れ変数の連続的な平均の算出が停止されるようになっていてもよい。しかしながら、直接に源泉を測定するデバイスは上述の診断情報及びユーザアラートを求めるために流れを続けて監視するようになってもよい。この場合、直接に源泉を測定するデバイスは、高精度の測定を必要としないまたは混入ガスの存在により著しく歪められない他の変数、すなわち質的変数の値の平均の算出を連続的に行うよう動作するようになっている。たとえば、これらの変数には、温度、ガス空隙率もしくは現時点のスナップショット時間間隔（ステップ４０５）に関連する信頼性指数が含まれてもよいが、これらに限定されるわけではない。スナップショット時間間隔が終了する時（ステップ４０６）、たとえば開始されたスナップショット時間間隔が所定のスナップショット時間間隔と等しい時、各変数について単一のデータ平均値が出力される。ステップ４０７では、スナップショット時間間隔全体にわたって深刻な多相状態が存在している場合、実施形態によっては、一部の変数、たとえば一部の流れ変数が、報告されないようになっている場合もあれば、または、信頼性水準指数の値が低いことを示すとともに報告されるようになっている場合もある。この場合、質的変数の平均値が出力されてもよい。さらに、スナップショット時間間隔の間、流れ変数についての正確な測定値が得られなかったことを警告するユーザアラート（ｕｓｅｒ  ａｌｅｒｔ）が生成されるようになっていてもよい。
【００４２】
スナップショットモードの態様では、信頼水準指数の値の決定要因には、スナップショット時間間隔において混入ガス重大度がドライブゲインしきい値を超えている間に直接に源泉を測定するデバイスを流れる質量のパーセンテージ、スナップショット時間間隔において混入ガス重大度がドライブゲインしきい値を超えている時間のパーセンテージなどが含まれているが、これらに限定されるわけではない。スナップショットモードの態様では、信頼性測定値はスナップショット時間間隔の間に求められてもよい。たとえば、個々のスナップショット時間間隔について単一の信頼値がスナップショット時間間隔の終了時点で出力されるようになっている。さらに、２つ以上の平均されたデータ変数が出力される場合、スナップショット時間間隔の終了時点で、各データ変数について単一の信頼値が出
力される。
【００４３】
有利なことには、スナップショットモードを用いることにより、ユーザはドライブゲインがドライブゲインしきい値未満である時、従って、その値がより正確な時に測定されるデータの値のみを見ることができるようになる。従って、スナップショットモードを用いることにより、出力されるデータの値の量を減らし、オペレータがデータの値のより長期的な傾向を見えることができるようになり、多相状態により生じる流れデータ値のばらつき及び不正確さを取り除くことができるようになる。
【００４４】
図５には、例示の実施形態の第２の出力モードに従う直接に源泉を測定するデバイスの方法の流れチャートが示されている。便宜上、第２の出力モードは本明細書全体にわたって「瞬間」モードと呼ぶこととする。図５によれば、直接に源泉を測定するデバイスが源泉現場の個々の源泉に組み込まれている。ステップ５０１では、セットアップの一部として、直接に源泉を測定するデバイスは、当該直接に源泉を測定するデバイスのオペレータのために、カスタマイズ可能なセッティング及びコンフィギュレーションを有している。たとえば、コンフィギュレーションとセッティングとは、源泉現場の調査または源泉の試験、地理的な位置、源泉のタイプ（たとえば、自由流動または補助リフト）、流量、密度、及び測定される流体内の混入ガスの挙動により決めることができるものである。従って、オペレータは、個々の源泉の現場にとって適切な出力を含む測定デバイスの適切なセットアップを決めることができる。たとえば、瞬間モードによれば、適切なセットアップには、源泉の性能測定のための瞬間モードの均一出力速度（後述されている）、決められているドライブゲインしきい値（先に説明されている）、多相状態の性質及び重大度を検出するためのしきい値レベル、オペレータにより必要とされる特定の出力変数、瞬間モードの間保持され、所定の速度で出力される特定の測定データ値（もしあれば）などが含まれうるが、これらに限定されなくともよい。
【００４５】
さまざまなコンフィギュレーション及びセッティングを開始した時点で、直接に源泉を測定するデバイスは何時でも動作可能な状態となる（ステップ５０２）。スナップショットモードと同様に、瞬間モードでも、データ出力の量は測定デバイスによって決められてもよいしまたはユーザによって設定されてもよい。しかしながら、スナップショットモードとは対照的に、たとえば各データ値は測定デバイスの瞬間時の読み取り値である。従って、実施形態によっては、瞬間モードにおける出力の量はスナップショットモードにおける出力の量よりもはるかに多い場合もある。瞬間モードにおいて、混入ガス重大度が決められたドライブゲインしきい値未満である時、すべての変数が所定の速度で出力される（５０３）。流れの中に多相状態が存在する場合、直接に源泉を測定するデバイスとともにＴｒａｎｓｉｅｎｔ  Ｂｕｂｂｌｅ  Ｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ（ＴＢＲ）が用いられてもよい。ＴＢＲは直接に源泉を測定するデバイスにより自動的に動作可能にされるようになっていてもよいし、または、オペレータにより手動で開始されるようになっていてもよい。しかしながら、源泉のガス割合が高く、連続的な混入である場合、オペレータの必要性を満たすようにＴＢＲがうまく働かないこともある。ガスが連続的に混入してしまうような状況では、瞬間モードはもはや量的な流れ変数を出力することはできなくなる。ステップ５０４では、瞬間モードは、混入ガス重大度が決められたドライブゲインしきい値を超えている時、正確さを必要とすることもなければ混入ガスにより著しく歪められてしまうこともないような変数（質的変数とも呼ぶ）を出力するようになっている。これらの変数には、信頼性指数を伴うユーザアラートや診断情報などが含まれるが、これらに限定されるわけではない。さらに、たとえばこのような場合、瞬間モードでは、測定の正確さを必要とする流れ変数に関し、所望の流れ変数の最終値を保持し、所定のかつ均一な時間間隔でこれらの値を出力するようになっている。
【００４６】
所望の流れ変数の最終値を保持することとは対照的に（ここに説明されたように）、流
れストリームの液体部分の体積流量を出力する（そして、ガスの体積流量を放棄する）目的のために、ドライブゲインが上昇した時の密度の最終値を保持するためにＴＢＲが活用されるようになっている。ＴＢＲルーチン中、質量流量の変動は許容される。ＴＢＲでは、意図するところは、液体のみの値における密度値を維持しながら、質量流量を正確に読み取り続けることである（たとえばガスの量に比例して減少する）。従って、質量を密度で除する場合、体積流量の出力は液体のみの体積流量ということになる。これに関する問題点は、分離（ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ）により、相当に大きな値でありえかつ予想が難しい質量流量が実際よりも小さく報告されてしまうという点にある。たとえば、１００ｌｂ／ｍｉｎの水の流れに１０％の体積率のガスを急に加える一例について検討してみる。この場合、密度は通常ガスの追加により１ｇ／ｃｃから約０．９ｇ／ｃｃまで落ちるはずであるが、ＴＢＲでは、密度は１ｇ／ｃｃで一定に維持される。また、質量流量は、１００ｌｂ／ｍｉｎから約９０ｌｂ／ｍｉｎまで落ちる（ガスの質量を無視できるため）。しかしながら、分離の場合には、質量流量は７５ｌｂ／ｍｉｎまで落ちてしまう可能性があり、このことにより、スラグ状ガス（ｇａｓ  ｓｌｕｇ）の流れの間、液体の体積流量はさらに小さく予測されてしまう。
【数１】
2018066748.tif 000003
この式で、ｍｍｉｘｔｕｒｅはスラグ状ガスが流れている間の質量流量の測定値であり、ρｌｉｇｕｉｄはスラグ状ガスの前の密度のままに「維持された」値である。正確な混合質量流量は、ガスの質量が無視できるため液体の質量流量と実質的に等しい。
【００４７】
本発明のいくつかの例示の実施形態では、ＴＢＲの知られている例に対して改善を提供する仮説がたてられている場合もある。この仮説では、たまに生じるスラッグ状のガスが直接に源泉を測定するデバイスを流れている間、液体とガスとの混合物の総体積流量が一定であると仮定されている。源泉を直接測定する場合にこの仮説を立てることができる。というのは、全配管システムの総圧力損失（すなわち、ヘッドロス）がたまに生じるスラッグ状のガスの流れから著しく影響を受けるようなことはないからである。配管システムでのヘッドロスは、粘度を含む多くのものからの影響を受けるが、最も大きく影響を受けるのは速度によるものである。というのは、速度がパイプ内の流れに関するヘッドロスの式（Ｄａｒｃｙ−Ｗｅｉｓｂａｃｈ式を参照）において２乗項で表されているからである。計量器の中をスラグ状ガスが流れる時間が比較的短い場合にはヘッドロスが一定のままであると想定することが可能であるが、その場合、その同一時間にわたって、速度も比較的一定のままであると考えることができるため、体積流量もまた比較的一定のままであると考えることができる。
【００４８】
従って、総体積流量が一定であると仮定し、（混入ガス重大度が所定のドライブゲインしきい値未満であることが検出されている）ドライブゲインの低い時間に見られる既知の液体のみの密度とともに、スラッグ状のガスが流れている間の密度（たとえば、混合密度）の測定値を用いて、液体の相分率を求めるようにしてもよい。この液体の相分率に総体積流量（一定に保持されている）を乗算して液体の体積流量、すなわち所望の量を求めるようにしてもよい。本発明のこのアプローチとＴＢＲとの間の主たる差異は、本発明の態様では、液体流量を求めるにあたって、スラッグ状のガスが流れている間、質量流量測定値に代えて密度測定値を用いるという点にある。質量流量と同様に、密度も分離による影響を受ける恐れがあり、スラグ状ガスが流れている間多少誤差が生じてしまう。しかしながら、密度の誤差はそれほど深刻でなく、はるかに予測可能であり、スラッグ（スラグ状ガス）が流れている間の液体のみの総流量に著しい改善をもたらす。ここに記載の本発明の態様は、体積流量が一定であることを仮定した場合にのみ実現可能となりうる。この仮
定は、配管ネットワークが長いこと、流量が比較的安定していること、時間スケールが少なくともスラッグ状のガスが計量器を流れている間のことであることを必要とする源泉測定に特有のものである。
【００４９】
【数２】
2018066748.tif 000004
【数３】
2018066748.tif 000005
これらの式で、ψｌｉｑｕｉｄは液体の相分率であり、ρｌｉｑｕｉｄは「維持された」密度の値であり、ρｍｉｘｔｕｒｅはスラグ状ガスが流れている間の密度の測定値であり、ρｇａｓは圧力に合わせて推定することができるかまたは０に等しいと仮定することができる。ρｍｉｘｔｕｒｅは分離に起因して誤差が生じるが、この誤差の大きさはｍｍｉｘｔｕｒｅ、すなわち標準ＴＢＲアルゴリズムに用いられる混合質量流量の測定値よりもはるかに小さい。密度に対する分離の影響も、はるかに予測可能であり、分離比が一定であることを仮定することにより部分的に補償することもできる。
【００５０】
従って、たとえば瞬間モードのいくつかの実施形態では、多相か単一相かにかかわらず、直接に源泉を測定するデバイスは、任意の流れ状態における流れを監視し、出力された測定変数に関連する診断情報及びユーザアラートを生成するようになっている場合もある。たとえば一例では、所望の流れ変数の最終値の保持に関連して先に記載された事項は瞬間モードに関して記載されたものであるが、本発明の他のいくつかの実施形態では、これらの事項はスナップショットモードで実施されるようになっている場合もある。
動作時、瞬間モードを用いることにより、オペレータは源泉の短期の傾向を見ることができるようになるが、実施形態によっては、当該モードは、多相状態が非常に持続的である場合、所望の時間内に正確な結果をもたらさない場合もある。これらの場合、たとえば、オペレータには、量的変数及び質的変数ならびにこれらの信頼水準指数に関連するアラート及びワーンニング（ｗａｒｎｉｎｇｓ）が通知されるようになっていてもよい。
【００５１】
瞬間モードの態様では、信頼水準指数を決める要因には、混入ガス重大度が決められたドライブゲインしきい値を超えている時間のパーセンテージの累積移動平均、混入ガス重大度が決められたドライブゲインしきい値を超えている時に直接に源泉を測定するデバイスを流れる質量（ｍａｓｓ）のパーセンテージ、混入ガス重大度が決められたドライブゲインしきい値未満である期間の量を表す値が含まれるが、これらに限定されるわけではない。
【００５２】
本発明の他のいくつかの実施形態では、信頼度指数は、ある与えられた時間間隔においてガスの混入が検出されている時間の量に基づくものである場合もある。それに代えて、信頼度水準指数は、ある与えられた測定時間区間の間の総質量流量または総体積流量と比べた混入ガスを伴う質量流量または体積流量に基づいて算出されてもよい。それに代えて、信頼水準指数は流れのばらつきの計算に基づくものであってもよい。それに代えて、信頼水準指数は上述の方法を重みを付けて組み合わせたものに基づくものであってもよい。信頼度水準指数は、測定値の相対的な信頼性を示すために、表示画面、エラーバー、アラーム及び／または任意の既知のスケールを用いて表わされるようになっていてもよい。
【００５３】
いくつかの例示の実施形態では、オペレータが源泉の測定変数の相対的な変化を解釈す
るのを助けるために、信頼度指数が周期的に測定、出力されるように構成されていてもよい。たとえば、直接に源泉を測定するデバイスが混入ガスが非常に(severe)連続的であり、従って測定値の信頼性が低いと判断した場合、信頼性の高い測定値が得られるまで、源泉の流量の比較的小さな変化は無視しても安全である可能性が高い。しかしながら、混入ガスが穏やかでありかつ断続的であり、測定値の信頼性が高い場合、オペレータは源泉の流量の測定値の変化を生産速度の正しい変化として解釈することができる。相対的な変化量及び信頼性の値は毎時間、毎日及び毎週測定されてもよい。大きな相対的な変化が見出された場合、オペレータはさらに正確な試験が必要か否かを判断するようにしてもよい。
【００５４】
いくつかの実施形態のある態様では、含水率という流れ変数が所定のしきい値を超えている場合にはオペレータに対してアラートを発令するようになっている場合もある。たとえば、含水率という流れ変数の測定値が９９％を超えている場合、もはや源泉はこのサービスの継続を正当化するための十分な油を生産しておらず、オペレータに通知するためにアラートが発令される。
いくつかの実施形態のある態様では、測定デバイスは履歴グラフを有している場合もある。この履歴グラフは、流れ変数の測定値と、それに対応するタイムスタンプを示して源泉の出力が時間の経過につれてどのように相対的に変化しているのかを示すようになっている。
【００５５】
いくつかの実施形態のある態様では、測定変数の統計的な解析とともにそれらの測定値の信頼水準指数が提供されるようになっている。測定変数の統計的な解析と信頼水準指数とは、間違ったアラームを防止するためのオペレータの助けとなりうる。
いくつかの実施形態のある態様では、測定時間区間は、毎時間、毎日及び毎週から変更されるようになっている場合もあり、また、オペレータの必要性に合わせてカスタマイズできるようになっている場合もある。
いくつかの実施形態のある態様では、混入ガス重大度が所定のドライブゲインしきい値を超えて流れ状態が著しく変わって源泉の流れ変数が著しく変わってきている場合に、オペレータに対してアラートまたはアラームを発令するようになっている場合もある。
【００５６】
１つの態様では、流量、含水率または他の測定もしくは計算された変数を含む流れ変数に大きな変化が検出されたことを受けて源泉をテストセパレータを用いて分析するように推奨するアラームが発令されるようになっている。
他の態様では、所定の期間にわたって信頼性の十分に高い流量の値が記録された場合、油及び水の合計量が周期的に報告されるようになっていてもよい。さらに、測定の信頼性評価を含む混合物の総流量をおおまかに示す情報が提供されるようになっていてもよい。
【００５７】
実施形態によっては、活発に液体を地上に汲み出すために電動水中ポンプ（ＥＳＰ）が源泉の中に必要とされる場合もある。電動水中ポンプは地面に掘った穴の中に設置されてもよいが、従来、流量情報の不足により効率的に制御することが困難であった。ＥＳＰの如きポンプは、特定の流量において最も効率的に動作するように設計されている。本発明のいくつかの実施形態により提供されているように、源泉で流量測定を直接行うことにより、ポンプを最適な効率で働かすことができ、電気料金をさげ、ポンプへのダメージを防止することが可能となる。
【００５８】
さらに、含水率プローブ、ソナーベースのガス体積率計量器、または第２の源泉測定デバイスを例示の実施形態と組み合わせて用いる場合には、ガスが存在する時でさえ、含水率、ガス体積率ならびに油及び水の流量を近似的に示す情報が信頼度指数とともに提供されるようになっていてもよい。このような場合、これらの測定値に基づく履歴グラフ及びアラートが提供されるようになっていてもよい。また、単一相状態ではなく多相状態が存在している時間の長さを示すさまざまな診断法がさらに提供されるようになっていてもよ
い。
【００５９】
有利なことには、本発明のある実施形態では、単一の直接に源泉を測定する計量器が個々の源泉に対して構築されるようになっていてもよいしまたは一連の源泉に対して構築されるようになっていてもよい。有利なことには、本発明のある独創的な態様では、月に一度の源泉試験よりもさらに多くの情報が提供され、また、そのコストは、当該技術分野において知られている既知の多相測定手段よりもはるかに安価である。
【００６０】
当業者にとって明らかなように、直接に源泉を測定するデバイスは、連続して動作するようになっていてもよいし、または、流動物質の指定されたドライブゲインまたは条件に基づいてさまざまな時間にのみ動作するようになっていてもよい。一例では、いずれのモードの源泉測定が最適であるかをオペレータに選択させることを可能とすることも本発明の技術範囲に含まれるが、これに限定されるわけではない。他の一例では、直接に源泉を測定するデバイスを前もってプログラムするようになっていてもよいが、これに限定されるわけではない。また他の一例では、異なるタイプの測定コンフィギュレーションに対して異なる測定診断法（ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ）及び異なる指数（ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ）が必要とされるようになっていてもよい。
【００６１】
本明細書には、本発明の最良の形態を実施または利用する方法を当業者に教示するための特定の実施形態が記載されている。本発明の原理を教示するために、従来技術の一部が単純化または省略されている場合もある。当業者にとって明らかなように、これらの実施形態の変形例もまた本発明の技術範囲に含まれる。
上述の実施形態の詳細な記載は、本発明の技術範囲内に含まれるものとして本発明者が考えているすべての実施形態を完全に網羅するものではない。さらに正確にいえば、当業者にとって明らかなように、上述の実施形態のうちの一部の構成要素をさまざまに組み合わせてまたは除去してさらなる実施形態を作成してもよいが、このようなさらなる実施形態も本発明の技術範囲内及び教示範囲に含まれる。また、当業者にとって明らかなように、本発明の技術範囲及び教示範囲に含まれるさらなる実施形態を作成するために、上述の実施形態を全体的にまたは部分的に組み合わせてもよい。
以上のように、本発明の特定の実施形態または実施例が例示の目的で記載されているが、当業者にとって明らかなように、本発明の技術範囲内において、さまざまな変更が可能である。本明細書に記載の教示を上述のかつそれに対応する図に記載の実施形態とは異なる実施形態に適用されてもよい。従って、本発明の技術範囲は添付の特許請求の範囲により決まるものである。
【図１】
2018066748.tif 000006
【図２】
2018066748.tif 000007
【図３】
2018066748.tif 000008
【図４】
2018066748.tif 000009
【図５】
2018066748.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成29年12月8日(2017.12.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの源泉を直接測定するための方法であって、
決められたドライブゲインしきい値を超える混入ガスの量に基づいて前記少なくとも１つの源泉の混入ガス重大度を求める工程と、
ドライブゲイン測定値が小さくかつ安定している少なくとも１つの時間間隔を演算する工程と、
前記少なくとも１つの時間間隔に関連する前記ドライブゲイン測定値に基づいて前記ドライブゲインしきい値を設定する工程と、
求められた前記混入ガス重大度に基づいて少なくとも１つの変数を出力する工程とを含んでおり、
前記少なくとも１つの変数を出力する工程が、前記少なくとも１つの変数を所定の時間間隔にわたって連続的に平均する工程と、前記少なくとも１つの変数について単一の平均されたデータ値を出力する工程とを含む、方法。
【請求項２】
少なくとも１つの源泉を直接測定するための方法であって、
決められたドライブゲインしきい値を超えている混入ガスの量に基づいて前記少なくとも１つの源泉の混入ガス重大度を求める工程と、
ドライブゲイン測定値が小さくかつ安定している少なくとも１つの時間間隔を演算する工程と、
前記少なくとも１つの時間間隔に関連する前記ドライブゲイン測定値に基づいて前記ドライブゲインしきい値を設定する工程と、
求められた前記混入ガス重大度に基づいて少なくとも１つの変数を出力する工程とを含んでおり、
前記少なくとも１つの変数を出力する工程が、所定のかつ均一な時間間隔で少なくとも１つの瞬間時の変数を出力する工程を含む、方法。
【外国語明細書】
2018066748000001.pdf