МНОГОФАЗНЫЙ РАСХОДОМЕР И СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛЕНКИ ЖИДКОСТИ

1. Расходомер (1) для измерения расхода смеси (13) многофазной жидкости, содержащей, по меньшей мере, одну газовую фазу (40) и одну жидкую фазу (50), включающий:
участок (21) трубы, через который поступает смесь (13) многофазной жидкости, содержащий измерительный участок (24);
устройство измерения фракции, оценивающее репрезентативную фракцию, по меньшей мере, одной газовой фазы (40) и жидкой фазы (50) смеси (13) многофазной жидкости, проходящей через измерительный участок (24);
при этом расходомер (1) дополнительно содержит:
по меньшей мере, один ультразвуковой датчик (35, 36, 37, 38), установленный для оценки, по меньшей мере, одной характеристики части жидкой фазы (50), поступающей в виде пленки жидкости вдоль стенки участка (21) трубы, при этом, по меньшей мере, одна характеристика используется для корректировки расчетной репрезентативной фракции, по меньшей мере, одной газовой фазы (40) и жидкой фазы (50), когда газовая фаза (40) проходит в ядре участка (21) трубы, причем часть жидкой фазы (50) частично проходит в виде жидкой пленки вдоль стенки участка (21) трубы, а другая часть жидкой фазы (50) частично проходит в виде капель жидкости в ядре участка (21) трубы.
2. Расходомер (1) в соответствии с п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один ультразвуковой датчик (36) расположен в измерительном участке (24).
3. Расходомер (1) в соответствии с п.1 или 2, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один ультразвуковой датчик (35, 36, 37, 38) расположен по направлению к зоне участка (21) трубы, причем смесь (13) многофазного потока поступает в соответствии с условиями, аналогичными условиям, ожидаемым в измерительном участке (24).
4. Расходомер (1) в соответствии с п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одна характеристика части жидкой фазы (50), поступающей в виде пленки жидкости вдоль стенки участка (21) трубы, выбрана из группы, состоящей из: толщины пленки жидкости, скорости пленки жидкости, средней скорости движения пленки жидкости, профиля скорости пленки жидкости, частоты волн вдоль поверхности соприкосновения пленки жидкости и многофазной смеси (13) жидкости, скорости волн и средней высоты волн.
5. Расходомер (1) в соответствии с п.1, отличающийся тем, что измерительный участок (24) задан как горлышко участка (21) трубы и расположен между частью (23) восходящего потока и частью (25) нисходящего потока так, чтобы создавать перепад давления между частью (23) восходящего потока и частью (25) нисходящего потока.
6. Расходомер (1) в соответствии с п.1, отличающийся тем, что множество ультразвуковых датчиков (361, 362, 363, 364) находится на одной плоскости, перпендикулярной направлению потока смеси (13) многофазной жидкости, для оценки среднего значения, по меньшей мере, одной характеристики части жидкой фазы (50), поступающей в виде пленки жидкости вдоль стенки участка (21) трубы.
7. Расходомер (1) в соответствии с п.1, отличающийся тем, что устройство измерения фракции представляет собой гамма-денситометр.
8. Расходомер (1) в соответствии с п.7, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один ультразвуковой датчик (35, 36, 37, 38) расположен так, чтобы ультразвуковые волны (61, 62, 63) распространялись параллельно лучу (60) гамма-денситометра.
9. Расходомер (1) в соответствии с п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один ультразвуковой датчик (35, 36, 37, 38) установлен по направлению к участку (21) трубы, не контактируя со смесью (13) многофазной жидкости.
10. Расходомер (1) в соответствии с п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один ультразвуковой датчик (35, 36, 37, 38) установлен на стенке участка (21) трубы.
11. Расходомер (1) в соответствии с п.1, отличающийся тем, что расходомер (1) дополнительно содержит устройства (28, 29) отбора давления и, по меньшей мере, один датчик давления для измерения перепада давления смеси (13) многофазной жидкости между частью (23) восходящего потока и измерительным участком (24).
12. Расходомер (1) в соответствии с п.11, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один ультразвуковой датчик (35, 36, 37, 38) расположен вблизи устройств (28, 29) отбора давления для определения плоскости, перпендикулярной направлению потока смеси (13) многофазной жидкости.
13. Расходомер (1) в соответствии с п.1, отличающийся тем, что участок (21) трубы соединен, по меньшей мере, на одном конце со слепым Т-образным участком (20, 22) трубы.
14. Расходомер (1) в соответствии с п.1, отличающийся тем, что смесь (13) многофазной жидкости представляет собой углеводородный эффлюент, содержащий газ, нефть и воду.
15. Способ измерения расхода смеси (13) многофазной жидкости, содержащей газовую фазу (40) и жидкую фазу (50), включающий:
создание перепада давления между частью (23) восходящего потока и частью (25) нисходящего потока расходомера с помощью потока смеси (13) многофазной жидкости в участке (21) трубы расходомера (1), имеющего измерительный участок (24), расположенный между частью (23) восходящего потока и частью (25) нисходящего потока;
подачу смеси (13) многофазной жидкости на гамма-излучение (60), измерение (S1) поглощения гамма-лучей (60), по меньшей мере, одной газовой фазой (40) и жидкой фазой (50), проходящей измерительный участок (24), и оценку репрезентативной фракции, по меньшей мере, одной газовой фазы (40) и жидкой фазы (50) в смеси (13) многофазной жидкости;
при этом способ дополнительно содержит:
оценку (S2), по меньшей мере, одной характеристики части жидкой фазы (50), поступающей в виде пленки жидкости вдоль стенки измерительного участка (24), с использованием, по меньшей мере, одного ультразвукового датчика (35, 36, 37, 38); а также
корректировку (S3) расчетной репрезентативной фракции, по меньшей мере, одной газовой фазы (40) и жидкой фазы (50) на основе, по меньшей мере, одной характеристики, когда газовая фаза (40) проходит ядро участка (21) трубы, часть жидкой фазы (50) частично проходит в виде пленки жидкости вдоль стенки участка (21) трубы, а другая часть жидкой фазы (50) частично проходит в виде капель жидкости в ядре участка (21) трубы; а также
TOT
расчет (S4) расхода Q смеси (13) многофазной жидкости на основе скорректированной репрезентативной фракции, по меньшей мере, одной газовой фазы (40) и жидкой фазы (50).
16. Способ измерения расхода смеси (13) многофазной жидкости в соответствии с п.15, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одну характеристику оценивают в позиции перед зоной участка трубы, куда смесь (13) многофазной жидкости поступает в соответствии с условиями, аналогичными условиям, ожидаемым в измерительном участке (24).
17. Способ измерения расхода смеси (13) многофазной жидкости в соответствии с п.15 или 16, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одна характеристика части жидкой фазы (50), поступающей в виде пленки жидкости вдоль стенки участка (21) трубы, выбрана из группы, состоящей из: толщины пленки жидкости, скорости пленки жидкости, средней скорости пленки жидкости, профиля скорости пленки жидкости, частоты волн вдоль поверхности соприкосновения пленки жидкости и смеси (13) многофазной жидкости, скорости волн и средней высоты волн.
TOT
G
L
L-пленка
L-капли
18. Способ измерения расхода смеси (13) многофазной жидкости в соответствии с п.15, отличающийся тем, что расчет расхода Q смеси (13) многофазной жидкости включает расчет, по меньшей мере, одной скорости движения Q газовой фазы (40), скорости движения Q жидкой фазы (50), скорости движения Q части пленки жидкости жидкой фазы (50) и скорости движения Q части жидких капель жидкой фазы (50).
19. Способ измерения расхода смеси (13) многофазной жидкости в соответствии с п.15, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одна характеристика оценивается средним значением толщины пленки жидкости с помощью множества ультразвуковых датчиков (361, 362, 363, 364), расположенных в одной и той же самой плоскости, перпендикулярной направлению потока смеси (13) многофазной жидкости.
20. Способ измерения расхода смеси (13) многофазной жидкости в соответствии с п.15, отличающийся тем, что дополнительно включает измерение перепада давления смеси (13) многофазной жидкости между частью (23) восходящего потока и частью (25) нисходящего потока.