RU121924U1 - DEVICE FOR MEASURING TOTAL AND FRACTIONAL COSTS OF NON-MIXING MEDIA - Google Patents
DEVICE FOR MEASURING TOTAL AND FRACTIONAL COSTS OF NON-MIXING MEDIA Download PDFInfo
- Publication number
- RU121924U1 RU121924U1 RU2011138311/28U RU2011138311U RU121924U1 RU 121924 U1 RU121924 U1 RU 121924U1 RU 2011138311/28 U RU2011138311/28 U RU 2011138311/28U RU 2011138311 U RU2011138311 U RU 2011138311U RU 121924 U1 RU121924 U1 RU 121924U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- measuring
- frequency
- amplitude
- correlation function
- unit
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
1. Устройство для измерения суммарного и фракционного расходов многофазных несмешивающихся сред в нефтепроводе, содержащее разнесенные по длине трубопровода две измерительные секции, в каждой из которых имеется по меньшей мере два датчика, в том числе, датчик измерения фракционного расхода воды, включающий два блока измерения флуктуаций диэлектрических характеристик многофазного потока, по одному блоку для каждой измерительной секции, высокочастотный генератор сканирующих сигналов, подключенный к указанным блокам измерения, два блока определения амплитудно-фазовых частотных характеристик, блок вычисления корреляционной функции, при этом каждый блок измерения флуктуаций диэлектрических характеристик поля через собственный блок определения амплитудно-фазовых частотных характеристик подключен к блоку вычисления корреляционной функции, датчик измерения фракционного расхода жидких углеводородов, включающий два блока измерения флуктуаций сканирующего магнитного поля в многофазном потоке, два блока определения амплитудно-фазовых частотных характеристик, второй блок вычисления корреляционной функции, каждый блок измерения флуктуаций сканирующего магнитного поля в многофазном потоке через собственный блок определения амплитудно-фазовых частотных характеристик подключен ко второму блоку вычисления корреляционной функции, первый входной портал микропроцессора соединен с первым блоком вычисления корреляционной функции и вторым блоком вычисления корреляционной функции, второй входной портал микропроцессора соединен с выходами всех четырех блоков определения амплитудно-фазовых частотных х 1. A device for measuring the total and fractional flow rate of multiphase immiscible media in an oil pipeline, containing two measuring sections spaced along the length of the pipeline, each of which has at least two sensors, including a sensor for measuring fractional water flow rate, including two fluctuation measurement units the dielectric characteristics of the multiphase flow, one block for each measuring section, a high-frequency scanning signal generator connected to the said measuring blocks, two blocks for determining the amplitude-phase frequency characteristics, a block for calculating the correlation function, with each block for measuring fluctuations of the dielectric characteristics of the field through its own block determining the amplitude-phase frequency characteristics is connected to the correlation function calculating unit, a sensor for measuring the fractional flow rate of liquid hydrocarbons, including two units for measuring fluctuations of the scanning magnetic field in a multiphase flow, two block for determining the amplitude-phase frequency characteristics, the second block for calculating the correlation function, each block for measuring fluctuations of the scanning magnetic field in the multiphase flow through its own block for determining the amplitude-phase frequency characteristics is connected to the second block for calculating the correlation function, the first input portal of the microprocessor is connected to the first calculating block correlation function and the second block for calculating the correlation function, the second input portal of the microprocessor is connected to the outputs of all four blocks for determining the amplitude-phase frequency x
Description
Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована в информационно-измерительных системах нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности для измерения содержания компонентов многофазной среды, в частности, для определения дебита скважины, а также в других производствах, где есть необходимость измерения расхода многофазных технологических сред.The utility model relates to measuring technique and can be used in information-measuring systems of the oil production and refining industries to measure the content of components of a multiphase medium, in particular, to determine the flow rate of a well, as well as in other industries where there is a need to measure the flow rate of multiphase process media.
Устройства для измерения суммарного и фракционного расходов многофазных несмешивающихся сред, использующие корреляционные способы измерения, позволяют измерять расход текущей среды без загромождения сечения трубопровода и без нарушения его герметичности, и поэтому они являются наиболее предпочтительными при измерении расхода пожароопасных и взрывоопасных сред. В основу корреляционных способов измерения расхода заложен принцип определения максимума корреляционной функции при измерении флуктуаций потока в двух контрольных сечениях.Devices for measuring the total and fractional flow rates of multiphase immiscible media using correlation measurement methods allow measuring the flow rate of the flowing medium without cluttering the cross section of the pipeline and without violating its tightness, and therefore they are most preferred when measuring the flow rate of fire and explosive atmospheres. The basis of the correlation methods for measuring the flow is the principle of determining the maximum of the correlation function when measuring flow fluctuations in two control sections.
Известно устройство для измерения расхода электропроводных двухфазных сред, содержащее измерительный участок с магнитной системой переменного тока, имеющей индуктор с двумя катушками, размещенными с двух сторон относительно трубопровода, два электрода на противоположных стенках трубопровода и модуль управления, включающий блок вычисления корреляционной функции (см. авторское свидетельство СССР №901829, G01F 1/72, G01F 1/74, 30.01.1982). Использование магнитного поля обеспечивает высокий уровень сигнала, существенно превышающий помехи, но устройство может использоваться только для электропроводных жидкостей. Устройство хорошо работает на двухфазных средах, но с увеличением количества фаз оно не может выделить фракционную долю каждой фазы.A device for measuring the flow rate of electrically conductive two-phase media, comprising a measuring section with an alternating current magnetic system having an inductor with two coils located on both sides of the pipeline, two electrodes on opposite walls of the pipeline and a control module including a correlation function calculation unit (see USSR certificate No. 901829, G01F 1/72, G01F 1/74, 01/30/1982). The use of a magnetic field provides a high signal level, significantly exceeding interference, but the device can only be used for electrically conductive liquids. The device works well on two-phase media, but with an increase in the number of phases it cannot isolate the fractional fraction of each phase.
Известно также устройство для измерения суммарного и фракционного расходов многофазных несмешивающихся сред, содержащее мерный участок, на стенках которого установлены две системы просвечивания трубопровода высокочастотным электромагнитным полем на двух разных частотах. Анализируя принимаемые сигналы, можно расчетным путем определить изменение комплексных диэлектрических характеристик среды (реальную и мнимую составляющие комплексной диэлектрической постоянной) и на этой базе определить соотношение фаз в потоке (см. патент США №4902961, НКИ 324/640, 20.02.1990). Устройство обеспечивает достаточно точное определение соотношения фаз в многофазных потоках, в том числе в многофазных потоках с диэлектрическими жидкостями, но с его помощью нельзя определить расход жидкости, для чего потребуется дополнительное устройство. Кроме того данное устройство не может определить фракционный расход в смеси диэлектрической и электропроводной жидкостей.It is also known a device for measuring the total and fractional flow rates of multiphase immiscible media containing a measuring section, on the walls of which are installed two systems of transmission of the pipeline with a high-frequency electromagnetic field at two different frequencies. Analyzing the received signals, it is possible by calculation to determine the change in the complex dielectric characteristics of the medium (the real and imaginary components of the complex dielectric constant) and on this basis to determine the phase ratio in the stream (see US patent No. 4902961, NKI 324/640, 02.20.1990). The device provides a fairly accurate determination of the phase ratio in multiphase flows, including in multiphase flows with dielectric fluids, but it cannot be used to determine the flow rate of the liquid, which requires an additional device. In addition, this device cannot determine the fractional flow rate in a mixture of dielectric and conductive fluids.
Известно устройство для определения расхода двухфазных сред, описанное в патенте Российской Федерации №2194950, G01F 1/74, 1/712, G01N 22/04, 20.12.2002. Известное устройство содержит разнесенные по длине трубопровода две измерительные секции, каждая из которых оснащена блоком измерения флуктуаций диэлектрических характеристик потока, высокочастотный генератор сканирующих сигналов, подключенный к указанным блокам измерения, первый и второй блоки определения амплитудно-фазовых частотных характеристик, блок вычисления корреляционной функции и управляющий микропроцессор, при этом каждый блок измерения флуктуаций диэлектрических характеристик поля через собственный первый или второй блок определения амплитудно-фазовых частотных характеристик подключен к блоку вычисления корреляционной функции. Устройство успешно определяет суммарный и фракционные расходы двухфазных несмешивающихся жидкостей, в том числе диэлектрических, и успешно применяется для определения количества воды в нефти, однако при увеличении количества фаз устройство не способно выделить иные фазы, кроме воды, что ограничивает его возможности.A device for determining the flow rate of two-phase media is described in the patent of the Russian Federation No. 2194950, G01F 1/74, 1/712, G01N 22/04, 12/20/2002. The known device comprises two measuring sections spaced along the length of the pipeline, each of which is equipped with a unit for measuring fluctuations in the dielectric characteristics of the flow, a high-frequency generator of scanning signals connected to the indicated units of measurement, the first and second units for determining the amplitude-phase frequency characteristics, the unit for calculating the correlation function and the control a microprocessor, with each unit for measuring fluctuations in the dielectric characteristics of the field through its own first or second The first block for determining the amplitude-phase frequency characteristics is connected to the block for calculating the correlation function. The device successfully determines the total and fractional flow rates of two-phase immiscible liquids, including dielectric ones, and is successfully used to determine the amount of water in oil, however, with an increase in the number of phases, the device is unable to separate phases other than water, which limits its capabilities.
Наиболее близким к заявленному является устройство для измерения суммарного и фракционного расходов многофазных несмешивающихся сред по патенту РФ №2322650 по кл G01F 1/74, G01F 1/712, от 20.04.2008.. Устройство для измерения суммарного и фракционного расходов многофазных несмешивающихся сред, содержит разнесенные по длине трубопровода две измерительные секции, каждая из которых оснащена блоком измерения флуктуаций диэлектрических характеристик многофазного потока, высокочастотный генератор сканирующих сигналов, подключенный к указанным блокам измерения, первый и второй блоки определения амплитудно-фазовых частотных характеристик, блок вычисления корреляционной функции и управляющий микропроцессор, при этом каждый блок измерения флуктуаций диэлектрических характеристик многофазного потока соответственно через первый и второй блок определения амплитудно-фазовых частотных характеристик подключен к блоку вычисления корреляционной функции. Устройство дополнительно оснащено третьим и четвертым блоками определения амплитудно-фазовых частотных характеристик, вторым блоком вычисления корреляционной функции, блоком нормирования, блоком хранения эталонных характеристик многофазного потока, внешней ЭВМ, а каждая измерительная секция дополнительно оснащена блоком измерения флуктуаций сканирующего магнитного поля в многофазном потоке, а при этом блоки измерения флуктуаций сканирующего магнитного поля в многофазном потоке подключены к общему высокочастотному генератору сканирующих сигналов, каждый блок измерения флуктуаций сканирующего магнитного поля в многофазном потоке соответственно через третий и четвертый блок определения амплитудно-фазовых частотных характеристик подключен ко второму блоку вычисления корреляционной функций, первый входной портал микропроцессора соединен через блок нормирования с первым блоком вычисления корреляционной функции и напрямую - со вторым блоком вычисления корреляционной функции, второй входной портал микропроцессора соединен с выходами всех четырех блоков определения амплитудно-фазовых частотных характеристик, третий входной портал микропроцессора соединен с блоком хранения эталонных характеристик многофазного потока, а выход микропроцессора соединен с внешней ЭВМ. Данное устройство может измерять суммарный и фракционный расходы многофазных несмешивающихся сред, но в нем наблюдается взаимное влияние на измерения генерируемых высокочастотных сканирующих полей для датчиков расположенных в одной измерительной секции. Взаимное влияние можно уменьшить, отрегулировав частоту сканирующего сигнала, но при изменении скорости потока настройку по частоте необходимо выполнять снова, что снижает эксплуатационные возможности устройства.Closest to the claimed is a device for measuring the total and fractional flow rates of multiphase immiscible media according to the patent of Russian Federation No. 2322650 according to class G01F 1/74, G01F 1/712, dated 04/20/2008. A device for measuring the total and fractional flow rate of multiphase immiscible media contains two measuring sections spaced along the length of the pipeline, each of which is equipped with a unit for measuring fluctuations in the dielectric characteristics of the multiphase flow, a high-frequency scanning signal generator connected to these blocks from Eren, the first and second blocks determining amplitude and phase frequency characteristics unit for calculating the correlation function and the control microprocessor, each unit measurement fluctuation of dielectric characteristics of the multiphase flow respectively through the first and second determining unit amplitude and phase frequency characteristics connected to the unit for calculating the correlation function. The device is additionally equipped with the third and fourth units for determining the amplitude-phase frequency characteristics, the second unit for calculating the correlation function, the normalization unit, the unit for storing the reference characteristics of the multiphase flow, an external computer, and each measuring section is additionally equipped with a unit for measuring fluctuations of the scanning magnetic field in the multiphase flow, and the units for measuring fluctuations of the scanning magnetic field in the multiphase flow are connected to a common high-frequency generator signals, each unit for measuring fluctuations of the scanning magnetic field in a multiphase flow, respectively, through the third and fourth units for determining the amplitude-phase frequency characteristics is connected to the second unit for calculating the correlation functions, the first input portal of the microprocessor is connected through the normalization unit to the first unit for calculating the correlation function and directly - with the second block for calculating the correlation function, the second input portal of the microprocessor is connected to the outputs of all four blocks To determine the amplitude-phase frequency characteristics, the third input portal of the microprocessor is connected to the storage unit for the reference characteristics of the multiphase flow, and the output of the microprocessor is connected to an external computer. This device can measure the total and fractional flow rates of multiphase immiscible media, but there is a mutual influence on the measurements of the generated high-frequency scanning fields for sensors located in the same measuring section. The mutual influence can be reduced by adjusting the frequency of the scanning signal, but if the flow rate changes, the frequency setting must be performed again, which reduces the operational capabilities of the device.
Задачей настоящей полезной модели является разработка устройства для измерения суммарного и фракционного расходов многофазных несмешивающихся сред, в том числе в потоках, содержащих три и более фаз, с помощью которого можно определить фракционные доли всех фаз, присутствующих в потоке несмешивающихся сред (газ, несмешивающиеся жидкости, в том числе в смеси диэлектрической и электропроводной жидкостей, твердая фаза), а также их расходы во всем диапазоне изменения расходов в нефтепроводе.The objective of this utility model is to develop a device for measuring the total and fractional flow rates of multiphase immiscible media, including in streams containing three or more phases, with the help of which it is possible to determine the fractional fractions of all phases present in a flow of immiscible media (gas, immiscible liquids, including in a mixture of dielectric and electrically conductive liquids, solid phase), as well as their costs over the entire range of flow rates in the oil pipeline.
Для достижения поставленной технической задачи в устройстве для измерения суммарного и фракционного расходов многофазных несмешивающихся сред, содержащем разнесенные по длине трубопровода две измерительные секции, в каждой из которых имеется по меньшей мере два датчика, в том числе, датчик измерения фракционного расхода воды, включающий два блока измерения флуктуаций диэлектрических характеристик многофазного потока, по одному блоку для каждой измерительной секции, высокочастотный генератор сканирующих сигналов, подключенный к указанным блокам измерения, блоки определения амплитудно-фазовых частотных характеристик, блок вычисления корреляционной функции, при этом каждый блок измерения флуктуаций диэлектрических характеристик поля через собственный блок определения амплитудно-фазовых частотных характеристик подключен к блоку вычисления корреляционной функции, датчик измерения фракционного расхода жидких углеводородов, включающий два блока измерения флуктуаций сканирующего магнитного поля в многофазном потоке, блоки определения амплитудно-фазовых частотных характеристик, второй блок вычисления корреляционной функции, каждый блок измерения флуктуаций сканирующего магнитного поля в многофазном потоке через собственный блок определения амплитудно-фазовых частотных характеристик подключен ко второму блоку вычисления корреляционной функции, первый входной портал микропроцессора соединен с первым блоком вычисления корреляционной функции и вторым блоком вычисления корреляционной функции, второй входной портал микропроцессора соединен с выходами всех блоков определения амплитудно-фазовых частотных характеристик, в соответствии с предлагаемой полезной моделью датчик измерения фракционного расхода жидких углеводородов оснащен собственным высокочастотным генератором сканирующих сигналов, к которому подключены первый и второй блоки измерения флуктуаций сканирующего магнитного поля.To achieve the technical task, a device for measuring the total and fractional flow rates of multiphase immiscible media containing two measuring sections spaced along the length of the pipeline, each of which has at least two sensors, including a fractional water flow measurement sensor, including two units measuring fluctuations in the dielectric characteristics of a multiphase flow, one block for each measuring section, a high-frequency generator of scanning signals connected to a pointer measurement units, amplitude-phase frequency characteristics determination units, a correlation function calculation unit, wherein each field dielectric fluctuation measurement unit through its own amplitude-phase frequency characteristics determination unit is connected to a correlation function calculation unit, a liquid hydrocarbon fractional flow measuring sensor, including two units for measuring fluctuations of the scanning magnetic field in a multiphase flow, units for determining the amplitude-phase frequencies characteristics, the second unit for calculating the correlation function, each unit for measuring fluctuations of the scanning magnetic field in the multiphase flow through its own unit for determining the amplitude-phase frequency characteristics is connected to the second unit for calculating the correlation function, the first input portal of the microprocessor is connected to the first unit for calculating the correlation function and the second unit calculating the correlation function, the second input portal of the microprocessor is connected to the outputs of all blocks determining the amplitude ovyh frequency characteristics in accordance with the present utility model measuring sensor fractional flow of liquid hydrocarbons has its own high-frequency scanning signal generator, to which are connected first and second blocks measuring fluctuations of the scanning magnetic field.
Кроме того, устройство дополнительно оснащено датчиком измерения фракционного расхода газовой фазы, включающим два блока измерения флуктуаций сканирующего магнитного поля в многофазном потоке, собственный высокочастотный генератор сканирующих сигналов с собственной частотой сканирующих сигналов, отличной от частоты высокочастотного генератора сканирующих сигналов датчика измерения фракционного расхода жидких углеводородов, к которому подключены блоки измерения флуктуаций сканирующего магнитного поля в первом и втором измерительных сечениях, два блока определения амплитудно-фазовых частотных характеристик, собственный блок вычисления корреляционной функции, при этом каждый указанный блок измерения флуктуаций сканирующего магнитного поля в многофазном потоке через собственный блок определения амплитудно-фазовых частотных характеристик подключен к указанному блоку вычисления корреляционной функции, при этом первый входной портал микропроцессора соединен с указанным блоком вычисления корреляционной функции.In addition, the device is additionally equipped with a sensor for measuring the fractional flow rate of the gas phase, including two units for measuring fluctuations of the scanning magnetic field in the multiphase flow, its own high-frequency generator of scanning signals with a natural frequency of scanning signals different from the frequency of the high-frequency generator of scanning signals for measuring the fractional flow rate of liquid hydrocarbons, to which the measuring units of fluctuations of the scanning magnetic field are connected in the first and second measure cross sections, two units for determining the amplitude-phase frequency characteristics, an own unit for calculating the correlation function, each specified unit for measuring fluctuations of the scanning magnetic field in a multiphase flow through its own unit for determining the amplitude-phase frequency characteristics is connected to the specified unit for calculating the correlation function, the first input portal of the microprocessor is connected to the specified unit for calculating the correlation function.
Кроме того, устройство дополнительно оснащено датчиком измерения фракционного расхода твердой фазы углеводородов, включающим два блока измерения флуктуаций сканирующего магнитного поля в многофазном потоке, собственный высокочастотный генератор сканирующих сигналов с собственной частотой сканирующих сигналов, отличной от частоты высокочастотного генератора сканирующих сигналов датчика измерения фракционного расхода жидких углеводородов, к которому подключены блоки измерения флуктуаций сканирующего магнитного поля в первом и втором измерительных сечениях, два блока определения амплитудно-фазовых частотных характеристик, собственный блок вычисления корреляционной функции, при этом каждый указанный блок измерения флуктуаций сканирующего магнитного поля в многофазном потоке через собственный блок определения амплитудно-фазовых частотных характеристик подключен к указанному блоку вычисления корреляционной функции, при этом первый входной портал микропроцессора соединен с указанным блоком вычисления корреляционной функции.In addition, the device is additionally equipped with a sensor for measuring the fractional flow rate of the solid phase of hydrocarbons, including two units for measuring fluctuations of the scanning magnetic field in a multiphase flow, its own high-frequency generator of scanning signals with a natural frequency of scanning signals different from the frequency of the high-frequency generator of scanning signals of the sensor for measuring the fractional flow rate of liquid hydrocarbons to which the units for measuring fluctuations of the scanning magnetic field are connected in the first and ery measuring cross sections, two units for determining the amplitude-phase frequency characteristics, its own unit for calculating the correlation function, each specified unit for measuring fluctuations of the scanning magnetic field in a multiphase flow through its own unit for determining the amplitude-phase frequency characteristics is connected to the specified unit for calculating the correlation function, this first input portal of the microprocessor is connected to the specified unit for calculating the correlation function.
Кроме того, устройство дополнительно оснащено датчиком измерения фракционного расхода эмульгатора, включающим два блока измерения флуктуаций сканирующего магнитного поля в многофазном потоке, собственный высокочастотный генератор сканирующих сигналов с собственной частотой сканирующих сигналов, отличной от частоты высокочастотного генератора сканирующих сигналов датчика измерения фракционного расхода жидких углеводородов, к которому подключены блоки измерения флуктуаций сканирующего магнитного поля в первом и втором измерительных сечениях, два блока определения амплитудно-фазовых частотных характеристик, собственный блок вычисления корреляционной функции, при этом каждый указанный блок измерения флуктуаций сканирующего магнитного поля в многофазном потоке через собственный блок определения амплитудно-фазовых частотных характеристик подключен к указанному блоку вычисления корреляционной функции, при этом первый входной портал микропроцессора соединен с указанным блоком вычисления корреляционной функции.In addition, the device is additionally equipped with a sensor for measuring the fractional flow rate of the emulsifier, including two units for measuring fluctuations of the scanning magnetic field in a multiphase flow, its own high-frequency generator of scanning signals with a natural frequency of scanning signals different from the frequency of the high-frequency generator of scanning signals of the sensor for measuring the fractional flow of liquid hydrocarbons, to which are connected the units for measuring fluctuations of the scanning magnetic field in the first and second meters cross sections, two units for determining the amplitude-phase frequency characteristics, an own unit for calculating the correlation function, each specified unit for measuring fluctuations of the scanning magnetic field in a multiphase flow through its own unit for determining the amplitude-phase frequency characteristics is connected to the specified unit for calculating the correlation function, the first input portal of the microprocessor is connected to the specified unit for calculating the correlation function.
Предпочтительно устройство оснащено блоками задержки по времени регистрируемых сигналов, поступающих от первой измерительной секции, установленными в канале измерения на выходе соответствующего блока определения амплитудно-фазовых частотных характеристик.Preferably, the device is equipped with time delay units of the recorded signals coming from the first measuring section installed in the measurement channel at the output of the corresponding amplitude-phase frequency response determination unit.
Кроме того, устройство дополнительно оснащено датчиками температуры и давления, установленными на одной из измерительных секций, выходы которых подключены к четвертому входному порталу микропроцессора.In addition, the device is additionally equipped with temperature and pressure sensors installed on one of the measuring sections, the outputs of which are connected to the fourth input portal of the microprocessor.
В основу устройства положено получение дополнительной информации о структуре многофазного потока за счет дополнительного сканирования его на каждом измерительном участке вращающимся высокочастотным магнитным полем с частотой несущего сигнала, не совпадающей с частотой сканирующего сигнала высокочастотного электрического поля, автономная обработка в соответствующем блоке определения амплитудно-фазовых частотных характеристик всех полученных сигналов сканирования с выделением максимума амплитудно-частотных характеристик и фазовых сдвигов сигналов, и использование всех измерений для вычисления корреляционной функции, относительных долей фракций многофазного потока и суммарного и фракционного расходов многофазных несмешивающихся сред сравнением измеренных амплитудно-фазовых частотных характеристик и/или значений диэлектрических характеристик и магнитной проницаемости многофазного потока с соответствующими тарировочными или расчетными значениями. При измерении расходов в потоке содержащем больше двух несмешивающихся фракций для измерения каждой фракции используется свой датчик, имеющий собственную частоту сканирующего сигнала, не совпадающую с частотой сканирующего сигнала других датчиков. Это дает возможность использовать частоты с минимальным влиянием на соседние датчики и тарировать каждый датчик на определение расхода отдельной фракции путем подбора при тарировке соответствующей частоты сканирующего сигнала.The device is based on obtaining additional information on the structure of a multiphase flow due to its additional scanning at each measuring section with a rotating high-frequency magnetic field with a carrier signal frequency that does not coincide with the frequency of the scanning signal of a high-frequency electric field, autonomous processing in the corresponding unit for determining the amplitude-phase frequency characteristics all received scanning signals with the allocation of the maximum amplitude-frequency characteristics and phase shifts of signals, and the use of all measurements to calculate the correlation function, the relative fractions of multiphase flow fractions and the total and fractional flow rates of multiphase immiscible media by comparing the measured amplitude-phase frequency characteristics and / or values of the dielectric characteristics and magnetic permeability of the multiphase flow with the corresponding calibration or calculated values . When measuring the flow rate in a stream containing more than two immiscible fractions, a separate sensor is used to measure each fraction, which has its own frequency of the scanning signal that does not coincide with the frequency of the scanning signal of other sensors. This makes it possible to use frequencies with minimal impact on neighboring sensors and calibrate each sensor to determine the flow rate of an individual fraction by selecting the appropriate scanning signal frequency when calibrating.
Использование эталонных характеристик банка данных для определения конкретного соотношения фракционных долей многофазной среды позволяет оперативно определять фракционные доли, используя для банка данных либо сами эталонные амплитудно-частотные и фазочастотные характеристики, полученные экспериментально в лабораторных или натурных условиях, либо цифровые значения параметров амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик или значения диэлектрических характеристик и магнитной проницаемости многофазного потока, вычисляемые по известным формулам.Using the reference characteristics of the data bank to determine the specific ratio of the fractional fractions of a multiphase medium allows you to quickly determine the fractional fractions using either the standard amplitude-frequency and phase-frequency characteristics obtained experimentally in laboratory or field conditions, or the digital values of the parameters of the amplitude-frequency and phase-frequency characteristics or values of dielectric characteristics and magnetic permeability of a multiphase flux calculated according to well-known formulas.
Наличие блоков задержки по времени сигналов, поступающих от первой измерительной секции, сокращает время на вычисление корреляционной функции, так как позволяет использовать для вычисления корреляционной функции меньшее количество сканирующих сигналов с учетом времени транспортировки потока между двумя измерительными секциями, что также повышает точность вычисления корреляционной функции. При этом смещение по времени сканирующих сигналов не скажется на работе соседних датчиков, так как они работают на иной частоте.The presence of time delay blocks of signals from the first measuring section reduces the time for calculating the correlation function, since it allows the use of a smaller number of scanning signals to calculate the correlation function, taking into account the transport time of the flow between the two measuring sections, which also increases the accuracy of calculating the correlation function. In this case, the time offset of the scanning signals will not affect the operation of neighboring sensors, since they operate at a different frequency.
Измерение температуры и давления многофазной среды повышает точность определения фракционного состава и расходов, так как позволяет учесть изменение диэлектрических и магнитных характеристик среды по температуре и давлению.Measurement of the temperature and pressure of a multiphase medium increases the accuracy of determining the fractional composition and costs, since it allows you to take into account the change in the dielectric and magnetic characteristics of the medium by temperature and pressure.
На рисунке изображена блок-схема примера осуществления настоящей полезной модели.The figure shows a block diagram of an example implementation of the present utility model.
Устройство для измерения суммарного и фракционного расходов многофазных несмешивающихся сред устанавливается непосредственно на трубопроводе 1 и включает разнесенные по длине трубопровода две измерительные секции 2 и 3, стенки которых выполнены из диэлектрического материала. Между измерительными секциями может быть установлена диэлектрическая вставка, но при большом количестве датчиков можно обойтись без вставки, как это показано на рисунке. Устройство содержит n датчиков для измерения расхода отдельных фракций. Для измерения каждой фракции на первой измерительной секции 2 размещены, по меньшей мере, первый блок 4 измерения флуктуаций диэлектрических характеристик потока, формирующий сканирующее многофазную среду вращающееся электрическое поле и регистрирующий сигнал сканирования, и несколько (n-1) первых блоков 5-6 измерения флуктуаций сканирующего магнитного поля в многофазном потоке, формирующих сканирующее многофазную среду вращающееся магнитное поле и регистрирующих сигнал сканирования. Соответственно, во второй измерительной секции 3 размещены второй блок 7 измерения флуктуаций диэлектрических характеристик потока, формирующий сканирующее многофазную среду вращающееся электрическое поле и регистрирующий сигнал сканирования, и несколько (n-1) вторых блоков 8-9 измерения флуктуаций сканирующего магнитного поля в многофазном потоке, формирующих сканирующее многофазную среду вращающееся магнитное поле и регистрирующих сигнал сканирования.A device for measuring the total and fractional flow rates of multiphase immiscible media is installed directly on the pipeline 1 and includes two measuring sections 2 and 3 spaced along the length of the pipeline, the walls of which are made of dielectric material. A dielectric insert can be installed between the measuring sections, but with a large number of sensors, the insert can be dispensed with, as shown in the figure. The device contains n sensors for measuring the flow rate of individual fractions. To measure each fraction on the first measuring section 2, at least a first unit 4 for measuring fluctuations in the dielectric characteristics of the flow is arranged, which forms a rotating multiphase medium scanning a phase and records a scanning signal, and several (n-1) first units for measuring fluctuations 5-6 scanning magnetic field in a multiphase flow, forming a scanning multiphase medium, a rotating magnetic field and registering a scanning signal. Accordingly, in the second measuring section 3, a second unit 7 for measuring fluctuations in the dielectric characteristics of the flow is arranged, which generates a rotating multiphase scanning electric field and records a scanning signal, and several (n-1) second units for measuring fluctuations of a scanning magnetic field in a multiphase stream 8-9, forming a rotating multiphase medium a rotating magnetic field and registering a scanning signal.
В каждой измерительной секции сечения сканирования высокочастотными электрическим и магнитным полями смещены относительно друг друга на расстояние L1. Сечения сканирования высокочастотными электрическими или магнитными полями измерительных секций 2 и 3 смещены относительно друг друга на расстояние L2.In each measuring section, the cross-sections for scanning by high-frequency electric and magnetic fields are offset relative to each other by a distance L 1 . Scanning cross sections by high-frequency electric or magnetic fields of measuring sections 2 and 3 are offset relative to each other by a distance L 2 .
Устройство имеет высокочастотный генератор 10 сканирующих сигналов, выход которого соединен с блоками 4 и 7 для измерения флуктуаций диэлектрических характеристик многофазного потока, а также (n-1) генераторов сканирующих сигналов 11-12 (ГСС), каждый из которых генерирует собственную несущую частоту колебаний, не совпадающую с несущими частотами других генераторов сканирующих сигналов. Каждый их этих генераторов подсоединен к соответствующим блокам 8-9 измерения флуктуаций сканирующего магнитного поля, так что один генератор сканирующих сигналов 11-12 соединен с двумя однотипными блоками измерения флуктуаций сканирующего магнитного поля и является для этих двух однотипных блоков собственным генератором сканирующих сигналов.The device has a high-frequency generator 10 of scanning signals, the output of which is connected to blocks 4 and 7 for measuring fluctuations in the dielectric characteristics of a multiphase flow, as well as (n-1) generators of scanning signals 11-12 (GSS), each of which generates its own carrier oscillation frequency, not matching the carrier frequencies of other scan signal generators. Each of these generators is connected to the corresponding units for measuring fluctuations of the scanning magnetic field, so that one generator of scanning signals 11-12 is connected to two units of the same type for measuring fluctuations of the scanning magnetic field and for these two units of the same type is its own generator of scanning signals.
Для обработки регистрируемых сигналов сканирования устройство содержит блоки 13-18 определения амплитудно-фазовых частотных характеристик, представляющих собой аналого-цифровые преобразователи (АЦП), блоки 19-21 задержки (БЗ) по времени регистрируемых сигналов, поступающих от первой измерительной секции 2, блоки 22-24 вычисления корреляционной функции (КОР), блок 25 хранения эталонных характеристик (БХЭХ) многофазного потока, управляющий микропроцессор 26 и внешнюю ЭВМ 27. В блоке 25 могут храниться набор тарировочных характеристик (оцифрованных графиков) датчиков измерения расхода и доли отдельных фракций многофазного потока: непосредственное оцифрованное изображение амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик, набор эталонных фазовых характеристик, соответствующих конкретному соотношению фракций многофазного потока, цифровые значения комплексной диэлектрической постоянной для каждого конкретного соотношения фракций многофазного потока, цифровые значения магнитной проницаемости и магнитных потерь для каждого конкретного соотношения фракций многофазного потока, а также любые другие параметры, характеризующие многофазный поток.To process the recorded scanning signals, the device contains blocks 13-18 for determining the amplitude-phase frequency characteristics, which are analog-to-digital converters (ADCs), blocks 19-21 for the delay (BR) in time of the recorded signals coming from the first measuring section 2, blocks 22 -24 calculation of the correlation function (COR), block 25 storing the reference characteristics (BHEC) multiphase flow, the control microprocessor 26 and an external computer 27. In block 25 can be stored a set of calibration characteristics (digitized graphs) of sensors for measuring the flow rate and the fraction of individual fractions of a multiphase flow: a direct digitized image of the amplitude-frequency and phase-frequency characteristics, a set of reference phase characteristics corresponding to a specific ratio of fractions of a multiphase flow, digital values of the complex dielectric constant for each specific ratio of fractions of a multiphase flow, digital values of magnetic permeability and magnetic loss for each specific ratio of multiphase flow fractions ka, as well as any other parameters characterizing a multiphase flow.
Устройство оснащено датчиком 28 температуры t и датчиком 29 давления p, установленными, например, на измерительной секции 3.The device is equipped with a temperature sensor 28 and a pressure sensor 29 p mounted, for example, on the measuring section 3.
В датчике определения фракционного расхода электропроводной жидкости, например, воды, блоки 4 и 7 измерения флуктуаций диэлектрических характеристик поля через собственные блоки 13 и 16 определения амплитудно-фазовых частотных характеристик подключены к блоку 22 вычисления корреляционной функции, при этом блок 16 подключен к блоку 18 вычисления корреляционной функции напрямую, а блок 13 - через блок 19 задержки по времениIn the sensor for determining the fractional flow rate of an electrically conductive liquid, for example, water, the units 4 and 7 for measuring fluctuations in the dielectric field characteristics through the own units 13 and 16 for determining the amplitude-phase frequency characteristics are connected to the correlation function calculation unit 22, while the unit 16 is connected to the calculation unit 18 correlation function directly, and block 13 through block 19 time delay
В датчике определения фракционного расхода диэлектрической жидкой фазы, например, жидких углеводородов, блоки 5 и 8 измерения флуктуаций сканирующего магнитного поля в многофазном потоке через собственные блоки 14 и 17 определения амплитудно-фазовых частотных характеристик подключены к блоку 23 вычисления корреляционной функции, при этом блок 17 подключен к блоку 23 вычисления корреляционной функции напрямую, а блок 14 - через блок 20 задержки по времени.In the sensor for determining the fractional flow rate of the dielectric liquid phase, for example, liquid hydrocarbons, blocks 5 and 8 for measuring fluctuations of the scanning magnetic field in a multiphase flow through the own blocks 14 and 17 for determining the amplitude-phase frequency characteristics are connected to the block 23 for calculating the correlation function, while block 17 connected to block 23 calculating the correlation function directly, and block 14 through block 20 time delay.
Все остальные датчики определения фракционного расхода других фракций многофазной жидкости, протекающей по нефтепроводу, например твердой фазы (парафина), эмульгатора, газовой фазы выполнены по одинаковой описанной выше схеме. В частности, показанный на рисунке n-ый датчик, который может быть датчиком измерения фракционного расхода газовой фазы, или фракционного расхода твердой фазы или эмульгатора, имеет блоки 6 и 9 измерения флуктуаций сканирующего магнитного поля в многофазном потоке жидкости, подключенные к собственному генератору сканирующих сигналов 12. Выходы блоков 6 и 9 подключены к блокам 15 и 18 определения амплитудно-фазовых частотных характеристик, выходы которых подключены к блоку 24 вычисления корреляционной функции, при этом блок 18 подключен к блоку 24 вычисления корреляционной функции напрямую, а блок 15 - через блок 21 задержки по времени.All other sensors for determining the fractional flow rate of other fractions of a multiphase liquid flowing through an oil pipeline, for example, a solid phase (paraffin), an emulsifier, a gas phase, are made according to the same scheme described above. In particular, the nth sensor shown in the figure, which can be a sensor for measuring the fractional flow rate of the gas phase, or the fractional flow rate of the solid phase or emulsifier, has units 6 and 9 for measuring fluctuations of the scanning magnetic field in a multiphase fluid flow connected to its own scanning signal generator 12. The outputs of blocks 6 and 9 are connected to blocks 15 and 18 determining the amplitude-phase frequency characteristics, the outputs of which are connected to the block 24 for calculating the correlation function, while block 18 is connected to the block 24 calculating the correlation function directly, and block 15 through block 21 time delay.
Первый входной портал микропроцессора 25 соединен с блоками 22-24 вычисления корреляционной функции.The first input portal of the microprocessor 25 is connected to the blocks 22-24 calculation of the correlation function.
Второй входной портал микропроцессора 25 соединен с выходами всех блоков 13-18 определения амплитудно-фазовых частотных характеристик.The second input portal of the microprocessor 25 is connected to the outputs of all blocks 13-18 determining the amplitude-phase frequency characteristics.
Третий входной портал микропроцессора 25 соединен с блоком 25 хранения эталонных характеристик многофазного потока. Конкретный набор эталонных характеристик может определяться для каждого устройства самостоятельно в соответствии с характеристиками многофазного потока скважины, но может использоваться перечисленный выше полный комплект эталонных характеристик.The third input portal of the microprocessor 25 is connected to the block 25 for storing the reference characteristics of the multiphase flow. A specific set of reference characteristics can be determined for each device independently in accordance with the characteristics of the multiphase flow of the well, but the above-mentioned full set of reference characteristics can be used.
Датчики температуры 28 и давления 29 подключены к четвертому входному порталу микропроцессора 25. Выход микропроцессора соединен с внешней ЭВМ 27. Микропроцессор 25 также используется для управления всеми блоками устройства (управляющие связи на схеме не показаны, чтобы не загромождать ее).The temperature and pressure sensors 28 are connected to the fourth input portal of the microprocessor 25. The microprocessor output is connected to an external computer 27. The microprocessor 25 is also used to control all units of the device (control connections are not shown in the diagram so as not to clutter it).
Измерение суммарного и фракционного расходов многофазных несмешивающихся сред осуществляют следующим образом.The measurement of the total and fractional flow rates of multiphase immiscible media is as follows.
На трубопроводе, по которому перемещаются многофазные несмешивающиеся среды, размещают две измерительные секции и на каждой измерительной секции, по меньшей мере, в двух контрольных сечениях производят сканирование потока вращающимся высокочастотным электрическим и магнитным полем с разными несущими частотами сканирующего сигнала. Для формирования в сечениях сканирования вращающегося электрического или магнитного полей сканирующий сигнал формируется с использованием двух опорных высокочастотных электрических сигналов переменного тока, сдвинутых друг относительно друга на 90°. Эти опорные сигналы могут вырабатываться либо в генераторах 10-12, либо непосредственно в блоках 4-9.Two measuring sections are placed on the pipeline through which multiphase immiscible media move, and on each measuring section, at least two control sections scan the flow with a rotating high-frequency electric and magnetic field with different carrier frequencies of the scanning signal. To generate a rotating electric or magnetic field in the scanning cross sections, a scanning signal is generated using two reference high-frequency AC electric signals shifted by 90 ° relative to each other. These reference signals can be generated either in generators 10-12, or directly in blocks 4-9.
Сканирующий сигнал представляет собой пакет дискретно модулированных высокочастотных электрических колебаний напряжением, например, 2 В, со ступенчатым изменением несущей частоты в пределах 1-100 МГц. Величина ступеньки задается управляющим микропроцессором 25 и может составлять 50-150 Гц. Длительность сканирующего сигнала должна быть достаточна для выхода на установившийся режим измерения в каждом из контрольных сечений каждой измерительной секции. Регистрируемые (выходные) сигналы, отражающие результаты сканирования потока, имеют переменную амплитуду и сдвиг по фазе, зависящие от несущей частоты сканирующего сигнала и флуктуаций многофазного потока. Абсолютная максимальная амплитуда выходного сигнала будет наблюдаться на резонансной частоте, хотя на других частотах могут наблюдаться частные максимумы амплитуды. Для вычисления корреляционной функции может использоваться либо вся амплитудно-частотная характеристика, либо ее зона, прилегающая к резонансной частоте.The scanning signal is a package of discretely modulated high-frequency electrical oscillations with a voltage of, for example, 2 V, with a stepwise change in the carrier frequency in the range of 1-100 MHz. The value of the step is set by the control microprocessor 25 and may be 50-150 Hz. The duration of the scanning signal should be sufficient to reach a steady-state measurement mode in each of the control sections of each measuring section. The recorded (output) signals reflecting the results of scanning the flow have a variable amplitude and phase shift, depending on the carrier frequency of the scanning signal and fluctuations of the multiphase flow. The absolute maximum amplitude of the output signal will be observed at the resonant frequency, although at other frequencies partial amplitude maxima may be observed. To calculate the correlation function, either the entire amplitude-frequency characteristic or its zone adjacent to the resonant frequency can be used.
Многофазная среда перемещается по трубопроводу с некоторой скоростью, одновременно с той же скоростью перемещаются все флуктуаций многофазной среды.A multiphase medium moves through the pipeline at a certain speed, while at the same speed all fluctuations of the multiphase medium move.
Регистрируемый сигнал сканирования высокочастотным вращающимся электрическим полем с выходов блоков 4 и 7 поступает в блоки 13 и 16 определения амплитудно-фазовый частотных характеристик, в которых сигнал оцифровывается и обрабатывается с выделением резонансной частоты с максимальной амплитудой - амплитудно-частотная характеристика флуктуаций диэлектрических характеристик многофазной среды, а также определяется фазовый сдвиг относительно исходного сканирующего сигнала - фазочастотная характеристика флуктуаций многофазной среды. Результаты обработки передаются в блок 22 вычисления корреляционной функции, а также на второй входной портал микропроцессора 25. В блоке 22 определяется результирующая корреляционная функция флуктуаций диэлектрических характеристик многофазной среды и время транспортной задержки. Процедура определения корреляционной функции в блоке 22 не отличается от обычных процедур и включает в себя перемножение двух сигналов с последующим накоплением, например, последовательным суммированием произведений с выявлением максимального значения суммы. Из блока 13 определения амплитудно-фазовых частотных характеристик оцифрованный сигнал может передаваться в блок 22 вычисления корреляционной функции напрямую, либо через блок 19 задержки по времени. Конкретная величина задержки по времени (время транспортировки) определяется микропроцессором 25 по результатам первых измерений и передается в блок 19 задержки по времени, а далее величина задержки по времени корректируется по результатам текущих измерений.The recorded scanning signal by a high-frequency rotating electric field from the outputs of blocks 4 and 7 is sent to blocks 13 and 16 for determining the amplitude-phase frequency characteristics, in which the signal is digitized and processed with the allocation of a resonant frequency with a maximum amplitude - the amplitude-frequency characteristic of fluctuations in the dielectric characteristics of a multiphase medium, and also determines the phase shift relative to the original scanning signal — the phase-frequency characteristic of fluctuations of a multiphase medium. The processing results are transmitted to the correlation function calculation unit 22, as well as to the second input portal of the microprocessor 25. In block 22, the resulting correlation function of fluctuations in the dielectric characteristics of the multiphase medium and the transport delay time are determined. The procedure for determining the correlation function in block 22 does not differ from ordinary procedures and includes the multiplication of two signals with subsequent accumulation, for example, by sequential summation of the products with the identification of the maximum value of the sum. From the block 13 for determining the amplitude-phase frequency characteristics, the digitized signal can be transmitted to the block 22 for calculating the correlation function directly, or through the block 19 time delay. The specific amount of time delay (transport time) is determined by the microprocessor 25 according to the results of the first measurements and transmitted to the time delay unit 19, and then the time delay value is adjusted according to the results of the current measurements.
В датчиках использующих сканирование вращающимся магнитным полем, например в датчике определения фракционного расхода жидкой углеводородной фракции, регистрируемый сигнал сканирования высокочастотным вращающимся магнитным полем с выходов блоков 5 и 8 поступает в блоки 14 и 17 определения амплитудно-фазовых частотных характеристик, в которых сигнал оцифровывается и обрабатывается с выделением резонансной частоты с максимальной амплитудой - амплитудно-частотная характеристика флуктуаций магнитных характеристик многофазной среды, а также определяется фазовый сдвиг относительно исходного сканирующего сигнала - фазочастотная характеристика флуктуаций многофазной среды. Результаты обработки передаются в блок 23 вычисления корреляционной функции, а также на второй входной портал микропроцессора 25. В блоке 23 определяется результирующая корреляционная функция флуктуаций магнитного поля и время транспортной задержки. Процедура определения корреляционной функции в блоке 23 не отличается от процедуры ее определения в блоке 22. Из блока 14 определения амплитудно-фазовых частотных характеристик оцифрованный сигнал может передаваться в блок 23 вычисления корреляционной функции напрямую, либо через блок 20 задержки по времени. Конкретная величина задержки по времени (время транспортировки) определяется микропроцессором 25 по результатам первых измерений и передается в блок 20 задержки по времени, а далее величина задержки по времени корректируется по результатам текущих измерений.In sensors using scanning by a rotating magnetic field, for example, in a sensor for determining the fractional flow rate of a liquid hydrocarbon fraction, the recorded scanning signal from a high-frequency rotating magnetic field from the outputs of blocks 5 and 8 is supplied to blocks 14 and 17 for determining the amplitude-phase frequency characteristics in which the signal is digitized and processed with the allocation of the resonant frequency with maximum amplitude - the amplitude-frequency characteristic of fluctuations of the magnetic characteristics of a multiphase medium, and that Also, a phase shift is determined relative to the initial scanning signal — the phase-frequency characteristic of fluctuations of a multiphase medium. The processing results are transmitted to the correlation function calculation unit 23, as well as to the second input portal of the microprocessor 25. In block 23, the resulting correlation function of the magnetic field fluctuations and the transport delay time are determined. The procedure for determining the correlation function in block 23 does not differ from the procedure for determining it in block 22. From the block 14 for determining the amplitude-phase frequency characteristics, the digitized signal can be transmitted directly to the block 23 for calculating the correlation function, or through the time delay block 20. The specific amount of time delay (transport time) is determined by the microprocessor 25 according to the results of the first measurements and transmitted to the time delay unit 20, and then the time delay value is adjusted according to the results of the current measurements.
Регистрируемый сигнал сканирования высокочастотным вращающимся электрическим полем с выходов блоков 5 и 6 поступает в блоки 15 и 16 определения амплитудно-фазовый частотных характеристик, в которых сигнал оцифровывается и обрабатывается с выделением резонансной частоты с максимальной амплитудой - амплитудно-частотная характеристика флуктуаций диэлектрических характеристик многофазной среды, а также определяется фазовый сдвиг относительно исходного сканирующего сигнала - фазочастотная характеристика флуктуаций многофазной среды. Результаты обработки передаются в блок 18 вычисления корреляционной функции, а также на второй входной портал 26 микропроцессора 21. В блоке 18 определяется результирующая корреляционная функция флуктуаций диэлектрических характеристик многофазной среды и время транспортной задержки. Процедура определения корреляционной функции в блоке 18 не отличается от процедуры ее определения в блоке 17. Из блока 15 определения амплитудно-фазовых частотных характеристик оцифрованный сигнал может передаваться в блок 18 вычисления корреляционной функции напрямую, либо через блок 24 задержки по времени. Конкретная величина задержки по времени (время транспортировки) определяется микропроцессором 21 по результатам первых измерений и передается в блок 24 задержки по времени, а далее величина задержки по времени корректируется по результатам текущих измерений.The recorded scanning signal by a high-frequency rotating electric field from the outputs of blocks 5 and 6 is sent to blocks 15 and 16 for determining the amplitude-phase frequency characteristics, in which the signal is digitized and processed with the allocation of a resonant frequency with a maximum amplitude - the amplitude-frequency characteristic of fluctuations in the dielectric characteristics of a multiphase medium, and also determines the phase shift relative to the original scanning signal — the phase-frequency characteristic of fluctuations of a multiphase medium. The processing results are transmitted to the correlation function calculation unit 18, as well as to the second input portal 26 of the microprocessor 21. In block 18, the resulting correlation function of the fluctuations of the dielectric characteristics of the multiphase medium and the transport delay time are determined. The procedure for determining the correlation function in block 18 does not differ from the procedure for determining it in block 17. From the block 15 for determining the amplitude-phase frequency characteristics, the digitized signal can be transmitted to the correlation function calculation unit 18 directly or through the time delay unit 24. The specific amount of time delay (transport time) is determined by the microprocessor 21 according to the results of the first measurements and transmitted to the time delay unit 24, and then the time delay value is adjusted according to the results of the current measurements.
Корреляционные функции передаются в управляющий микропроцессор 25. В него же поступают сигналы с датчиков давления 29 и температуры 28 а также оцифрованные сигналы из блоков 13-18 определения амплитудно-фазовых частотных характеристик.Correlation functions are transferred to the control microprocessor 25. It also receives signals from pressure sensors 29 and temperature 28 as well as digitized signals from blocks 13-18 determining the amplitude-phase frequency characteristics.
Управляющий микропроцессор 25 может обрабатывать поступившие сигналы по нескольким процедурам.The control microprocessor 25 can process the received signals in several procedures.
По первой процедуре управляющий микропроцессор 25 запрашивает из блока 25 хранящиеся там данные тарировочных характеристик датчиков измерения фракционных расходов отдельных фракций многофазной среды и сравнивает результирующие корреляционные функции с тарировочными характеристиками, сравнение с которыми позволяет достаточно точно определить фракционные доли многофазного потока, а знание времени транспортировки - фракционный и суммарные расходы. Сравниваться могут непосредственно амплитудно-частотные и фазочастотные характеристики, либо корреляционные функции из блоков 22-24. Для приведения к одному уровню сигналов сканирования высокочастотным вращающимся электрическим полем и сигналов сканирования высокочастотным вращающимся магнитным полем сумму амплитуд сигналов сканирования высокочастотным вращающимся электрическим полем можно нормировать (умножить на нормирующий коэффициент). Величину нормирующего коэффициента определяют экспериментальным или расчетным путем. Результаты измерений передаются во внешнюю ЭВМ 27 для постоянного хранения и анализа.According to the first procedure, the control microprocessor 25 requests from the block 25 the data of the calibration characteristics of the sensors for measuring the fractional flow rates of individual fractions of the multiphase medium and compares the resulting correlation functions with the calibration characteristics, comparison with which makes it possible to accurately determine the fractional fractions of the multiphase flow, and the knowledge of the transportation time - fractional and total costs. The amplitude-frequency and phase-frequency characteristics, or the correlation functions from blocks 22-24 can be directly compared. In order to bring the scanning signals to a high-frequency rotating electric field to the same level and the scanning signals to a high-frequency rotating magnetic field, the sum of the amplitudes of the scanning signals by a high-frequency rotating electric field can be normalized (multiplied by the normalizing coefficient). The value of the normalizing coefficient is determined experimentally or by calculation. The measurement results are transferred to an external computer 27 for permanent storage and analysis.
По второй процедуре микропроцессор 25 обрабатывает непосредственно оцифрованные результаты обработки амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик, поступившие из блоков 13-18. Фракционные доли можно определить, проанализировав форму амплитудно-частотных характеристик и определив по известным методикам резонансные частоты, фазовые сдвиги, реальную и мнимую составляющие комплексной диэлектрической постоянной, реальную и мнимую составляющие магнитных потерь и сравнив их с данными, в частности с тарировочными характеристиками датчиков для измерения фракционных расходов отдельных фракций, хранящимися в банке данных. Результаты измерений передаются во внешнюю ЭВМ 27 для постоянного хранения и анализа.According to the second procedure, the microprocessor 25 processes the directly digitized results of processing the amplitude-frequency and phase-frequency characteristics received from blocks 13-18. Fractional fractions can be determined by analyzing the shape of the amplitude-frequency characteristics and determining resonant frequencies, phase shifts, real and imaginary components of the complex dielectric constant, real and imaginary components of magnetic losses by known methods and comparing them with data, in particular, with calibration characteristics of sensors for measuring fractional expenses of individual fractions stored in the data bank. The measurement results are transferred to an external computer 27 for permanent storage and analysis.
Специалисту в данной области техники должно быть очевидным, что в настоящей полезной модели возможны разнообразные модификации и изменения. Полезную модель можно использовать на трубопроводах любого диаметра с любой формой поперечного сечения (круглое, квадратное, прямоугольное и т.п.). Соответственно, предполагается, что полезная модель охватывает указанные модификации и изменения, а также их эквиваленты, без отступления от сущности и объема полезной модели, раскрытого в прилагаемой формуле полезной модели.One skilled in the art will appreciate that various modifications and changes are possible in the present utility model. The utility model can be used on pipelines of any diameter with any cross-sectional shape (round, square, rectangular, etc.). Accordingly, it is assumed that the utility model covers these modifications and changes, as well as their equivalents, without departing from the essence and scope of the utility model disclosed in the attached utility model formula.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011138311/28U RU121924U1 (en) | 2011-09-19 | 2011-09-19 | DEVICE FOR MEASURING TOTAL AND FRACTIONAL COSTS OF NON-MIXING MEDIA |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011138311/28U RU121924U1 (en) | 2011-09-19 | 2011-09-19 | DEVICE FOR MEASURING TOTAL AND FRACTIONAL COSTS OF NON-MIXING MEDIA |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU121924U1 true RU121924U1 (en) | 2012-11-10 |
Family
ID=47322657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011138311/28U RU121924U1 (en) | 2011-09-19 | 2011-09-19 | DEVICE FOR MEASURING TOTAL AND FRACTIONAL COSTS OF NON-MIXING MEDIA |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU121924U1 (en) |
-
2011
- 2011-09-19 RU RU2011138311/28U patent/RU121924U1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2666124C1 (en) | Method of interpreting nmr signals to give multiphase fluid flow measurements for gas/liquid system | |
| AU735880B2 (en) | Measurement of flow fractions, flow velocities, and flow rates of a multiphase fluid using ESR sensing | |
| RU2348905C2 (en) | Measuring instrument of flux rate and method of measuring of flux rate of multiphase fluid medium | |
| RU2499229C2 (en) | Method and apparatus for determining composition and flow rate of wet gas | |
| CN105229431A (en) | The level gauging that the distance with improvement is determined | |
| CA2637011C (en) | An apparatus and method for measuring a parameter of a multiphase flow | |
| NO340171B1 (en) | Multiphase flow measurement system having a fluid separator | |
| US7403863B2 (en) | Correlation method for measurements of total and fractional immiscible media flow rates and a device for its embodiment | |
| US9995609B2 (en) | Single wrapped sensor flow meter | |
| RU121924U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING TOTAL AND FRACTIONAL COSTS OF NON-MIXING MEDIA | |
| RU2322650C2 (en) | Arrangement for measuring summary and fractional consumption of multi-phase immiscible mediums | |
| CN104929625A (en) | Stratum detection method | |
| RU2486477C2 (en) | Device to measure total and fractional flow rates of non-mixing media | |
| RU2309386C2 (en) | Method and device for measuring flow rate of multi-phase immiscible fluids | |
| RU2764193C1 (en) | Method for determining water fractional share in multi-phase unmixed medium | |
| RU129256U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING THE COMPONENT COMPOSITION OF OIL AND GAS WELL PRODUCTS | |
| RU152354U1 (en) | METER OF TOTAL AND FRACTIONAL COSTS OF NON-MIXING MEDIA IN THE PIPELINE | |
| US9995610B2 (en) | Method for operating a nuclear magnetic flowmeter | |
| RU2551480C1 (en) | Measuring method of total and fractional flow rates of non-mixed media and system for its implementation | |
| RU74710U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING THE COMPOSITION AND CONSUMPTION OF MULTICOMPONENT LIQUIDS BY THE NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE METHOD | |
| US10704939B2 (en) | Methodology and apparatus for distinguishing single phase fluid flows from multiphase fluid flows using a flow meter | |
| RU2768198C1 (en) | Method for determining the flow of fractional share of water in a multiphase immiscible medium | |
| CN104713631B (en) | The detection method of bulk sound velocity in a kind of oil well | |
| RU2757861C1 (en) | Device for measuring volume flow of gas in operation products of gas condensate wells by correlation method | |
| JP6066551B2 (en) | Method for measuring concentration or flow rate of powder or fluid flowing in pipe, and measuring apparatus therefor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20140920 |
|
| NF1K | Reinstatement of utility model |
Effective date: 20151127 |
|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20170920 |