УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОСТАВА ПОТОКА МНОГОФАЗНОЙ СМЕСИ

1. Устройство для измерения состава потока многофазной смеси, содержащего по меньшей мере одну жидкую фазу и/или по меньшей мере одну газообразную фазу, в частности, поток жидких и газообразных углеводородов, исходящих из скважины, содержащее:
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 (3) 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;
отличающееся тем, что
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).
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что излучение средства (2) излучения является высокоэнергетичным электромагнитным излучением с энергией фотонов по меньшей мере 10 кэВ, в частности, рентгеновским излучением и/или гамма-излучением.
3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что
средство (2) излучения может генерировать по меньшей мере два различных импульса излучения - один импульс, имеющий низкий уровень энергии, и другой импульс, имеющий высокий уровень энергии;
средство (3) детектирования (3) может детектировать различные импульсы излучения;
средство (5) анализа предназначено для определения состава потока многофазной смеси на основе детектированных различных импульсов излучения и калибровочных данных, при этом калибровочные данные получены с помощью средства (6) сбора данных из различных импульсов излучения, детектированных средством (3) детектирования, которые проходят через калибровочный сосуд (4), когда калибровочный сосуд (4) заполнен многофазной смесью или соответствующими фазами многофазной смеси из измерительной трубки (1).
4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что калибровочные данные включают в себя коэффициенты поглощения для фаз в многофазной смеси по отношению к излучению средства (2) излучения.
5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что измерительная трубка (1) и калибровочный сосуд (4) выполнены из одинакового материала и/или имеют одинаковое поперечное сечение.
6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что измерительная трубка (1) и/или калибровочный сосуд (4) изготовлены из бериллиевой бронзы и/или углеродного волокна и/или стеклоуглерода.
7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что измерительная трубка (1) и/или калибровочный сосуд (4) имеют эллиптическое поперечное сечение и/или поперечное сечение в форме удлиненного отверстия.
8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что измерительная трубка (1) и калибровочный сосуд (4) расположены симметрично по отношению к средству (2) излучения и средству (3) детектирования, так что излучение, достигающее средство (3) детектирования, которое соответственно прошло через измерительную трубку (1) и калибровочный сосуд (4), не изменяется, когда положения измерительной трубки (1) и калибровочного сосуда (4) меняются местами.
9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что участок измерительной трубки (1) и участок калибровочной емкости (4) находятся в непосредственном контакте друг с другом.
10. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что измерительная трубка (1) и калибровочный сосуд (4) окружены тепловой изоляцией (11).
11. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что средство (3) детектирования включает в себя матричное средство детектирования, что обеспечивает возможность пространственного разрешения детектируемого излучения, и/или средство (3) детектирования содержит два датчика (301, 302) детектирования, причем один датчик (301) детектирования предназначен для детектирования излучения, проходящего через измерительную трубу (1), а другой датчик (302) детектирования предназначен для детектирования излучения, проходящего через калибровочный сосуд (4).
12. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что устройство сконструировано так, что во время работы устройства измерительная трубка (1) и калибровочный сосуд (4) ориентированы в вертикальном направлении.
13. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что между измерительной трубкой (1) и калибровочным сосудом (4) расположена система клапанов, содержащая один или более клапанов (701, 801, 901, 1001) и один или более трубопроводов (7, 8, 9, 10), причем система клапанов управляется средством (6) сбора данных и обеспечивает возможность заполнения калибровочного сосуда (4) многофазной смесью или соответствующими фазами многофазной смеси из измерительной трубки (1).
14. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что система клапанов содержит пробоотборник (702), расположенный в измерительной трубке (1) и соединенный посредством первого трубопровода (7), включающего в себя первый клапан (701), с калибровочным сосудом (4), причем калибровочный сосуд (4) заполняется многофазной смесью из измерительной трубки (1), когда первый клапан (701) открыт.
15. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что система клапанов содержит второй трубопровод (8), включающий в себя второй клапан (801), причем по меньшей мере одна газообразная фаза из многофазной смеси может взаимно заменяться между измерительной трубкой (1) и калибровочным сосудом (4), когда второй клапан (801) открыт.
16. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что система клапанов содержит третий трубопровод (9), включающий в себя третий клапан (901), причем многофазная смесь в калибровочном сосуде (4) подается назад в измерительную трубку (1), когда третий клапан (901) открыт, при этом третий трубопровод (9) предпочтительно соединен с ограничением (101) потока в измерительной трубке (1).
17. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что система клапанов включает в себя четвертый трубопровод (10), включающий в себя четвертый клапан (1001), причем по меньшей мере одна газообразная фаза из многофазной смеси в калибровочном сосуде (4) выпускается из калибровочного сосуда (4), когда четвертый клапан (1001) открыт.
18. Способ калибровки устройства согласно любому из пп. 1-17, включающий в себя этапы, на которых:
i) заполняют калибровочный сосуд (4) многофазной смесью или соответствующими фазами многофазной смеси из измерительной трубки (1);
ii) облучают калибровочный сосуд (4) электромагнитным излучением средства (2) излучения и детектируют излучение, которое проходит через калибровочный сосуд (4), средством (3) детектирования;
iii) собирают калибровочные данные с помощью средства сбора данных из излучения, детектированного средством (3) детектирования.
19. Способ по п. 18, отличающийся тем, что калибровочный сосуд (4) затем заполняют по меньшей мере одной газообразной фазой и по меньшей мере одной жидкой фазой многофазной смеси из измерительной трубки (1), или наоборот, при этом этапы ii) и iii) выполняют как для по меньшей мере одной жидкой фазы, так и для по меньшей мере одной газообразной фазы.
20. Способ по п. 18, отличающийся тем, что калибровочный сосуд (4) заполняют многофазной смесью из измерительной трубки (1), после чего происходит расслоение многофазной смеси, так что по меньшей мере одна жидкая фаза и по меньшей мере одна газообразная фаза отделяются в сосуде, причем этапы ii) и iii) выполняют после расслоения.
21. Способ по п. 20, отличающийся тем, что по меньшей мере одна жидкая фаза отделяется в различных типах жидкостей, в частности нефти и воды, в процессе расслоения, при этом калибровочные данные получают для каждого типа жидкости.
22. Способ по п. 18, отличающийся тем, что многофазная смесь представляет собой газовый конденсат, при этом отношение стабильного и нестабильного конденсата определяют при атмосферном давлении с помощью средства (6) сбора данных.