BR112015001918B1 - método, e, sistema de medição de fluido - Google Patents

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Abstract

MÉTODO, E, SISTEMA DE MEDIÇÃO DE FLUIDO Um método para determinar características de fluido de um fluido multicomponente é provido. O método inclui uma etapa de medir uma primeira densidade, (ró)l, de um fluido multicomponente compreendendo um ou mais componentes incompressíveis e um ou mais componentes compressíveis em um primeiro estado de densidade. O método ainda inclui uma etapa de ajustar o fluido multicomponente a partir do primeiro estado de densidade para um segundo estado de densidade. Uma segunda densidade, (ró)2, do fluido multicomponente é então medida no segundo estado de densidade e um ou mais características de fluido de, pelo menos, um dos componentes compressíveis ou dos componentes incompressíveis são determinados.

Description

CAMPO TÉCNICO
[0001] As formas de realização abaixo se referem a fluidos multicomponentes e, mais particularmente, a um método para determinar várias 5 características de fluido de um fluido multicomponente com um ou mais componentes compressíveis e um ou mais componentes incompressíveis.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
[0002] Sensores de fluido vibratórios, tais como medidores de fluxo de massa Coriolis e densitômetros vibratórios tipicamente operam detectando 10 movimento de um conduto vibratório que contém um material fluente. Propriedades associadas com o fluido no conduto, tal como fluxo de massa, densidade e similares, podem ser determinadas processando sinais de medição recebidos de transdutores de movimento associados com o conduto. Os modos de vibração do sistema preenchido de material vibratório geralmente são afetados pelas características 15 combinadas de massa, rigidez e amortecimento do conduto de retenção e do material contido no mesmo.
[0003] Um medidor de fluido vibratório típico inclui um ou mais condutos que são conectados em linha em uma tubulação ou outro sistema de transporte e material de transporte, por exemplo, fluidos, pastas fluidas e similares, no sistema. 20 Cada conduto pode ser visto como tendo um conjunto de modos de vibração naturais, incluindo, por exemplo, modos de flexão simples, torcional, radial e acoplados. Em uma aplicação de medição de fluxo de massa Coriolis típica, um conduto é excitado em um ou mais modos de vibração conforme um material flui através do conduto, e o movimento do conduto é medido em pontos espaçados ao « 25 longo do conduto. Excitação é tipicamente fornecida por um atuador, por exemplo, um dispositivo eletromecânico, tal como um acionador de tipo bobina de voz, que perturba o conduto em um modo periódico. Taxa de fluxo de massa pode ser determinada medindo atraso de tempo ou diferenças de fase entre movimentos nas localidades de transdutor. Dois tais transdutores (ou sensores de desvio) são 30 tipicamente empregados a fim de medir uma resposta vibracional do conduto ou condutos de fluxo, e estão tipicamente localizados em posições à montante e à , jusante do atuador. Os dois sensores de desvio são conectados a instrumentação eletrônica por cabeamento, tal como por dois pares independentes de fios. A instrumentação recebe sinais dos dois sensores de desvio e processa os sinais a fim 5 de derivar uma medição de taxa de fluxo de massa.
[0004] Medidores de fluido vibratório oferecem elevada precisão para fluxos de componente simples. No entanto, quando um medidor de fluido vibratório é usado para medir fluidos incluindo gás arrastado, gotículas de líquido arrastado incluindo gás, ou outros tipos de fluidos incluindo ambos componentes, compressíveis e 10 incompressíveis, a precisão do medidor pode ser significantemente degradada. Gás arrastado está comumente presente como bolhas no material de fluxo. Um problema causada por bolhas de gás é desacoplamento. Pequenas bolhas tipicamente movem-se com o material de fluxo líquido conforme o medidor de fluxo é vibrado. No entanto, maiores bolhas não se movem com o líquido durante a vibração do tubo de 15 fluxo. Ao contrário, as bolhas podem ser desacopladas do líquido e podem mover-se independentemente do líquido. Consequentemente, o líquido pode fluir em torno das bolhas. Isso afeta adversamente a resposta vibracional do medidor de fluido.
[0005] O tamanho das bolhas de gás arrastado pode variar, dependendo da velocidade de fluido, viscosidade, tensão de superfície, e outros parâmetros. A 20 extensão da diminuição em desempenho não é apenas relacionada a quanto gás total está presente, mas também ao tamanho das bolhas de gás individuais no fluxo. O tamanho das bolhas afeta a precisão da medição. Maiores bolhas ocupam mais volume e desacoplam em uma maior extensão, conduzindo a maior erro em medições do material de fluxo. Devido à compressibilidade de um gás, as bolhas . 25 podem mudar em quantidade de gás ainda pode não necessariamente mudar em tamanho. Reciprocamente, se a pressão mudar, o tamanho de bolha pode correspondentemente mudar, expandindo conforme a pressão cai ou encolhendo conforme a pressão aumenta. Isso pode também causar variações na frequência natural ou ressonante do medidor de fluxo. 30
[0006] Medidores de fluido vibratório são usados para realizar as medições de taxa de fluxo de massa e de densidade para uma ampla variedade de fluxos de . fluido. Uma área em que medidores de fluxo Coriolis podem ser usados é na medição de poços de óleo e gás. O produto de tais poços pode compreender um fluido multicomponente, incluindo o óleo ou o gás, mas também incluindo outros 5 componentes, tal como água e ar, por exemplo. É altamente desejável que a medição resultante seja tão precisa quanto possível, mesmo para tais fluxos multicomponentes. Ademais, em tais situações, um usuário frequentemente deseja conhecer não apenas a taxa de fluxo e densidade do fluido global, mas outras características de fluido, tal como a densidade da fase de líquido e a taxa de fluxo 10 dos componentes individuais do fluxo multicomponente. Frequentemente, o medidor de fluxo Coriolis medirá apenas uma taxa de fluxo global e densidade do fluido. No caso de dois componentes líquidos de conhecida densidade, é possível em medidores de fluxo de técnica anterior determinar as frações de componente individuais e taxas de fluxo. A eletrônica de medidor de fluxo atualmente no mercado 15 alcança a suposição de que o fluxo de fluido contém apenas óleo e água e usa equações (1) e (2) para determinar a quantidade de cada componente. Esse algoritmo é conhecido na indústria de óleo e gás como um ‘Net Oil Computer”.
Figure img0001
Figure img0002
em que: <PO é a fração de volume de óleo; é a fração de volume de água; Pmedida θ 3 densidade de fluido medida pelo medidor de fluido vibratório; po é a densidade de óleo; e • 25 pw é a densidade de água.
[0007] Usando equações (1) e (2), se as densidades de água e óleo são quer conhecidas ou assumidas, então as frações de volume para o óleo e água podem ser determinadas. Com as frações de volume determinadas, a taxa de fluxo dos componentes individuais pode ser determinada. É importante notar que a 30 densidade medida em equação (2) é verdadeiramente levemente imprecisa devido ao desacoplamento entre os dois diferentes componentes. No entanto, devido à , densidade de água e óleo ser similar, o desacoplamento é muito pequeno e medições são geralmente precisas o suficiente.
[0008] No entanto, quando um sistema apenas usa equações (1) e (2), e se 5 gás arrastado está presente, a densidade de fluido global menor resultante é incorretamente interpretada como sendo causada por maior fração de volume de óleo e, deste modo, a eletrônica de medidor produz uma maior taxa de fluxo de óleo e quantidade global de óleo na corrente. Em muitas aplicações de mundo real, o fluido pode conter algum gás, que pode drasticamente reduzir a precisão de medição 10 do ‘Net Oil Computer”. Portanto, o fluido pode não conter tanto óleo como produzido como saída pelo medidor de fluido. Isso pode ser problemático conforme um usuário pode pensar que o poço de óleo está ainda produzindo uma quantidade satisfatória de óleo enquanto o poço está na verdade apenas produzindo água e gás. A presença de gás dentro do sistema resulta em equações (1) e (2) transformando em 15 equações (3) e (4).
Figure img0003
Figure img0004
em que: (pg é a fração de volume do gás; e 20 Pg é a densidade de gás.
[0009] Como pode ser visto, equações (3) e (4) resultam em duas equações, mas três incógnitas (as três frações de volume), que não têm uma solução única.
[0010] Outra área onde os medidores de fluido vibratório são usados está na indústria alimentícia e de bebidas. Por exemplo, na indústria de laticínios, os ’ 25 usuários podem desejar conhecer a densidade do leite sendo fornecido devido a várias razões de processamento e qualidade. No entanto, frequentemente o leite seguinte inclui bolhas de ar arrastadas. Portanto, para uma dada densidade provida pelo medidor de fluido vibratório, um usuário não pode estar seguro da densidade do leite conforme a densidade medida é afetada pela menor densidade do ar. 30 Adicionalmente, as frações de volume do leite e ar são desconhecidas.
[0011] Embora os problemas esboçados acima tenham envolvido . principalmente líquidos com gás arrastado, deve ser apreciado que problemas similares existem com fluidos multicomponentes contendo um ou mais líquidos compressíveis misturados com um ou mais líquidos incompressíveis. Por 5 “compressível” é entendido que a densidade do componente muda por uma quantidade limiar dentro das condições de operação experimentadas dentro do sistema de interesse. Esses fluidos multicomponentes podem compreender líquidos com gás arrastado, dois ou mais líquidos (com pelo menos um compreendendo um líquido compressível), ou um gás com gotículas de líquido arrastadas. 10
[0012] Permanece uma necessidade na técnica por um medidor de fluido vibratório que possa precisamente medir características de fluxo de um fluido multicomponente com um ou mais fluidos incompressíveis e um ou mais fluidos compressíveis. 15
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[0013] Um método é provido de acordo com uma forma de realização. O método compreende uma etapa de medir uma primeira densidade, pi, de um fluido multicomponente compreendendo um ou mais componentes incompressíveis e um ou mais componentes compressíveis em um primeiro estado de densidade. De acordo com uma forma de realização, o método ainda compreende uma etapa de 20 ajustar o fluido multicomponente a partir do primeiro estado de densidade para um segundo estado de densidade. De acordo com uma forma de realização, o método ainda compreende etapas de medir uma segunda densidade, p2, do fluido multicomponente no segundo estado de densidade e determinar uma ou mais características de fluido de, pelo menos, um dos componentes compressíveis ou dos . 25 componentes incompressíveis.
[0014] Um sistema de medição de fluido é provido de acordo com uma forma de realização. O sistema de medição de fluido compreende uma tubulação configurada para receber um fluido multicomponente compreendendo um ou mais componentes incompressíveis e um ou mais componentes compressíveis. De 30 acordo com uma forma de realização, o sistema de medição de fluido ainda compreende um primeiro medidor de fluido incluindo um primeiro conjunto sensor . em comunicação de fluido com a tubulação e uma eletrônica de medidor configurada para medir pelo menos a primeira densidade, p1( do fluido multicomponente. De acordo com uma forma de realização, o sistema de medição de fluido ainda 5 compreende um ajustador de densidade em comunicação de fluido com a tubulação e o primeiro conjunto sensor, configurado para ajustar uma densidade do fluido multicomponente de um primeiro estado de densidade para pelo menos um segundo estado de densidade ajustando uma pressão e/ou uma temperatura do fluido multicomponente. Um sistema de processamento é provido que é configurado para 10 gerar uma ou mais características de fluido de, pelo menos, um dos componentes incompressíveis ou os componentes compressíveis baseado na primeira densidade, Pi, do fluido multicomponente no primeiro estado de densidade e uma segunda densidade, p2, do fluido multicomponente no segundo estado de densidade.
ASPECTOS
[0015] De acordo com um aspecto, um método compreende as etapas de: medir uma primeira densidade, pi, de um fluido multicomponente compreendendo um ou mais componentes incompressíveis e um ou mais componentes compressíveis em um primeiro estado de densidade; ajustar o fluido multicomponente a partir do primeiro estado de densidade 20 para um segundo estado de densidade; medir uma segunda densidade, p2, do fluido multicomponente no segundo estado de densidade; e determinar uma ou mais características de fluido de, pelo menos, um dos componentes compressíveis ou dos componentes incompressíveis. . 25
[0016] Preferivelmente, a etapa de determinar compreende determinar uma densidade combinada do um ou mais componentes incompressíveis.
[0017] Preferivelmente, a etapa de medir a primeira densidade, pí, compreende usar um primeiro medidor de fluxo Coriolis.
[0018] Preferivelmente, a etapa de medir a segunda densidade, p2, 30 compreende usar um segundo medidor de fluxo Coriolis.
[0019] Preferivelmente, o método ainda compreende a etapa de esperar um tempo limiar após medir a primeira densidade, pi, antes de medir a segunda densidade, p2.
[0020] Preferivelmente, o primeiro estado de densidade compreende uma 5 primeira pressão, Pi, e uma primeira temperatura, Leem que o segundo estado de densidade compreende uma segunda pressão, P2, e/ou uma segunda temperatura,
[0021] Preferivelmente, o método ainda compreende etapas de: medir uma taxa de fluxo do fluido multicomponente; 10 determinar uma fração de volume de um ou mais dos componentes do fluido multicomponente; e determinar uma taxa de fluxo de um ou mais dos componentes baseado na taxa de fluxo medida e na fração de volume.
[0022] De acordo com outro aspecto, um sistema de medição de fluido 15 compreende: uma tubulação configurada para receber um fluido multicomponente compreendendo um ou mais componentes incompressíveis e um ou mais componentes compressíveis; um primeiro medidor de fluido incluindo: 20 um primeiro conjunto sensor em comunicação de fluido com a tubulação; uma eletrônica de medidor configurada para medir pelo menos a primeira densidade, pi, do fluido multicomponente; e um ajustador de densidade em comunicação de fluido com a tubulação e o primeiro conjunto sensor, configurado para ajustar a densidade do fluido . 25 multicomponente de um primeiro estado de densidade para pelo menos um segundo estado de densidade ajustando uma pressão e/ou uma temperatura do fluido multicomponente; e um sistema de processamento configurado para gerar um ou mais características de fluido de, pelo menos, um dos componentes incompressíveis ou 30 os componentes compressíveis baseado na primeira densidade, p-i, do fluido multicomponente no primeiro estado de densidade e uma segunda densidade, p2, do fluido multicomponente no segundo estado de densidade.
[0023] Preferivelmente, o sistema de medição de fluido ainda compreende a segundo medidor de fluido incluindo: 5 um segundo conjunto sensor em comunicação de fluido com a tubulação e o ajustador de densidade, em que o ajustador de densidade está posicionado entre o primeiro conjunto sensor e o segundo conjunto sensor.
[0024] Preferivelmente, o sistema de medição de fluido ainda compreende a segunda eletrônica de medidor configurada para medir pelo menos a segunda 10 densidade, p2, do fluido multicomponente no segundo estado de densidade.
[0025] Preferivelmente, o sistema de medição de fluido ainda compreende um ou mais sensores de pressão próximos ao primeiro conjunto sensor e um ou mais sensores de pressão próximos ao segundo conjunto sensor.
[0026] Preferivelmente, um primeiro sensor de pressão está posicionado à 15 montante do primeiro conjunto sensor e um segundo sensor de pressão está posicionado à jusante do primeiro conjunto sensor e em que a terceiro sensor de pressão está posicionado à jusante do ajustador de densidade e à montante do segundo conjunto sensor e um quarto sensor de pressão está posicionado à jusante do segundo conjunto sensor. 20
[0027] Preferivelmente, o sistema de medição de fluido ainda compreende um ou mais sensores de temperatura configurados para medir uma temperatura do fluido multicomponente no primeiro e o segundo estado de densidades.
[0028] Preferivelmente, o sistema de processamento compreende uma parte da primeira eletrônica de medidor.
[0029] Preferivelmente, o primeiro medidor de fluido compreende um medidor de fluxo Coriolis.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0030] Figura 1 mostra um sistema de medição de fluido de acordo com uma forma de realização. 30
[0031] Figura 2 mostra um gráfico de erro de densidade da densidade de mistura como determinado por medidores de gás e líquido independentes versus fração de volume compressível de um fluido de acordo com uma forma de realização.
[0032] Figura 3 mostra uma rotina de processamento de acordo com uma 5 forma de realização.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[0033] Figuras 1 - 3 e a seguinte descrição representam exemplos específicos para ensinar aos versados na técnica como fazer e usar o melhor modo de formas de realização de um sistema de medição de fluido. Para o propósito de 10 ensinar os princípios inventivos, alguns aspectos convencionais foram simplificados ou omitidos. Os versados na técnica apreciarão variações desses exemplos que estão dentro do escopo da presente descrição. Os versados na técnica apreciarão que os aspectos descritos abaixo podem ser combinados de várias formas para formar múltiplas variações do sistema de medição de fluido. Como um resultado, as 15 formas de realização descritas abaixo não são limitadas aos exemplos específicos descritos abaixo, mas apenas pelas reivindicações e seus equivalentes.
[0034] Figura 1 mostra um sistema de medição de fluido 100 de acordo com uma forma de realização. De acordo com uma forma de realização, o sistema de medição de fluido 100 compreende um primeiro medidor de fluido 5 e um segundo 20 medidor de fluido 6. Em outras formas de realização, um medidor de fluido simples 5 pode ser provido sem o segundo medidor de fluido 6. Tais formas de realização são mais apropriadas para situações onde o fluido é não fluente, como será descrito em maiores detalhes abaixo. De acordo com uma forma de realização, o primeiro medidor de fluido 5 compreende um conjunto sensor 101 e uma eletrônica de . 25 medidor 22. O conjunto sensor 101 e a eletrônica de medidor 22 podem estar em comunicação elétrica via um ou mais fios 21. De acordo com uma forma de realização, o segundo medidor de fluido 6 compreende um conjunto sensor 102 e uma eletrônica de medidor 24. O conjunto sensor 102 e a eletrônica de medidor 24 podem estar em comunicação elétrica via um ou mais fios 23. De acordo com a 30 forma de realização mostrada, o primeiro e o segundo medidores de fluido 5, 6 compreendem medidores de fluxo Coriolis; entretanto, outros tipos de medidores de fluido em que faltam as capacidades de medição de medidores de fluxo Coriolis podem ser usados tal como, por exemplo, densitômetros vibratórios, etc. O tipo particular de medidor de fluido usado não deve em nenhuma forma limitar o escopo 5 da presente forma de realização. No entanto, os medidores de fluido 5, 6 podem preferivelmente medir pelo menos uma densidade de fluido.
[0035] De acordo com uma forma de realização, as duas eletrônicas de medidor 22, 24 podem estar em comunicação elétrica com uma com a outra. De acordo com outra forma de realização, as duas eletrônicas de medidor 22, 24 podem 10 estar em comunicação elétrica com um sistema comum de processamento 25 via fios 27, 28, respectivamente. O sistema comum de processamento 25 pode processar sinais recebidos de duas eletrônicas de medidor 22, 24 e produzir informação desejada para um usuário via fio 26. Por exemplo, o sistema de processamento 25 pode receber várias medições das quais das eletrônicas de 15 medidor 22, 24 e determinam uma ou mais características de fluido do fluido multicomponente baseado nas medições recebidas. Embora o sistema de processamento 25 seja mostrado como um componente separado, em outras formas de realização, o sistema de processamento 25 pode compreender uma porção de uma da eletrônica de medidor 22, 24. 20
[0036] De acordo com ainda outra forma de realização, ambos os conjuntos sensores 101, 102 podem estar em comunicação elétrica com uma eletrônica de medidor simples, tal como a eletrônica de medidor 22 e o sistema de processamento 25 da eletrônica de medidor 22 pode efetuar todo do processamento de sinal necessário e produzir informação desejada a um usuário via fio 30. Os fios 29 e 30 . 25 são mostrados como linhas pontilhadas para ilustrar a forma de realização alternativa.
[0037] De acordo com uma forma de realização, o primeiro e o segundo conjuntos sensores 101, 102 podem estar posicionados em comunicação de fluido com uma tubulação de fluido 103. A tubulação de fluido 103 pode receber um fluido 30 multicomponente compreendendo um ou mais componentes compressíveis e um ou mais componentes incompressíveis. Uma vez que o fluido multicomponente é recebido na tubulação de fluido 103, pelo menos o primeiro medidor de fluido 5 pode medir a densidade de fluido multicomponente. Durante as medições, o fluido pode ser fluente ou estacionário. 5
[0038] De acordo com uma forma de realização, o primeiro e o segundo conjuntos sensores 101, 102 são separados dentro da tubulação de fluido 103 por um ajustador de densidade 104. O ajustador de densidade 104 pode compreender uma válvula, uma bomba, uma extensão de cano, uma extensão de cano compreendendo uma área transversal reduzida ou aumentada, um aquecedor, um 10 resfriador, etc. Os versados na técnica prontamente reconhecerão que o ajustador de densidade 104 pode compreender qualquer tipo de dispositivo capaz de mudar o estado de densidade do fluido multicomponente tal que a densidade de um componente compressível do fluido fluindo dentro da tubulação 103 muda. Por exemplo usando o óleo, água, gás combinação acima, o ajustador de densidade 104 15 seria capaz de mudar a densidade do gás enquanto as densidades do óleo e água permanecerem as mesmas. O ajustador de densidade 104 é portanto provido de modo que as densidades e, deste modo, as frações de volume dos componentes compressíveis do fluido, são diferentes entre o primeiro conjunto sensor 101, que se encontra em um primeiro estado de densidade, e o segundo conjunto sensor 102, 20 que se encontra um segundo estado de densidade. Os versados na técnica prontamente reconhecerão que a densidade de fluidos compressíveis pode ser mudada entre os dois estados de densidade ajustando a pressão e/ou a temperatura. Por exemplo, se o fluido for fluente através da tubulação e ambos, o primeiro e o segundo sensores de fluido 5, 6 forem providos, o ajustador de . 25 densidade 104 poderia compreender uma bomba que aumenta a pressão do fluido multicomponente entre o primeiro e o segundo conjuntos sensores 101, 102. Alternativamente, em outras formas de realização, o ajustador de densidade 104 poderia compreender uma válvula de controle ou qualquer componente através de que energia no fluido multicomponente é perdida resultando em uma perda de 30 pressão. O fluido multicomponente poderia entrar no primeiro conjunto sensor 101 e compreender um primeiro estado de densidade com uma primeira temperatura e pressão. O fluido multicomponente poderia então passar através de uma válvula de controle ou outro componente que resulta em um ganho ou perda de pressão provendo o fluido multicomponente com um segundo estado de densidade em 5 segunda pressão e/ou temperatura no segundo conjunto sensor 102. Em outra forma de realização, apenas o primeiro conjunto sensor 101 pode ser provido e preenchido com o fluido multicomponente no primeiro estado de densidade com uma primeira temperatura e pressão. Uma válvula poderia ser aberta brevemente para deixar um pouco do fluido escapar e, então, fechada de novo para prover o fluido 10 multicomponente com um segundo estado de densidade em uma segunda pressão e/ou temperatura. Como pode ser apreciado, o ajustador de densidade 104 não muda a densidade de qualquer um dos componentes incompressíveis do fluido.
[0039] Também são mostrados em Figura 1 os sensores de pressão à montante 105a e à jusante 105b associados com o primeiro conjunto sensor 101 15 bem como sensores de pressão à montante 106a e à jusante 106b associados com o segundo conjunto sensor 101. Embora quatro sensores de pressão 105a, 105b, 106a, 106b são mostrados em Figura 1, deve ser apreciado que menos que quatro sensores de pressão podem ser providos. Por exemplo, em algumas formas de realização, apenas dois sensores de pressão podem ser requeridos em que um 20 sensor de pressão está à montante do ajustador de densidade 104 e outro sensor de pressão está à jusante do ajustador de densidade 104. Em algumas formas de realização, provendo apenas dois sensores de pressão com um à montante e um à jusante pode prover uma estimativa próxima o suficiente da pressão dentro dos conjuntos sensores 101, 102. Por exemplo, se o sistema de medição de fluido 100 - 25 apenas incluiu o sensor de pressão 105a e o sensor de pressão 106a, então essas duas pressões poderiam ser usadas para os cálculos que seguem e em algumas formas de realização prover-se-iam estimativas próximas o suficiente das pressões reais dentro dos conjuntos sensores 101, 102 para estar dentro de uma tolerância aceitável. Em outras formas de realização, apenas um sensor de pressão pode ser 30 requerido. Isso pode ser verdadeiro em situações onde apenas um medidor de fluido simples está presente ou se a queda de pressão entre os dois medidores de fluido é conhecida ou assumida baseada na taxa de fluxo através do sistema 100.
[0040] No entanto, ao fornecer um sensor de pressão à montante 105a e um sensor de pressão à jusante 105b isto permite que seja calculada uma pressão média do fluido no primeiro conjunto sensor 101. Da mesma forma, o sensor de pressão à montante 106a e o sensor de pressão à jusante 106b permitem o cálculo de uma pressão média do fluido no segundo conjunto sensor 102.
[0041] De acordo com uma forma de realização, o sistema de medição de fluido 100 pode ainda incluir primeiro e segundo sensores de temperatura 107, 108. De acordo com uma forma de realização, o primeiro sensor de temperatura 107 pode determinar uma temperatura do fluido no primeiro conjunto sensor 101 enquanto o segundo sensor de temperatura 108 pode determinar uma temperatura do fluido no segundo conjunto sensor102. Não é geralmente necessário ter um sensor de temperatura à montante e à jusante de cada medidor de fluido, como a temperatura é improvável de mudar de modo significante durante o percurso através do medidor. No entanto, tais adicionais medições de temperatura poderiam ser usadas para melhorar a precisão da determinação de temperatura média em cada medidor de fluido. O primeiro e segundo sensores de temperatura 107, 108 podem compreender sensores RTD, como é geralmente conhecido para medidores de fluido, tais como os medidores de fluxo Coriolis. Deve ser apreciado que primeiro e segundo sensores de temperatura 107, 108 não podem determinar diretamente uma temperatura de fluido, mas sim a temperatura de fluido pode ser determinada indiretamente. Por exemplo, é conhecido na técnica utilizar um ou mais sensores de temperatura que podem ser acoplados aos tubos de fluxo de conjunto sensor e outras localizações e uma temperatura de fluido pode ser determinada baseada na uma ou mais temperaturas medidas. Portanto, o primeiro e o segundo sensores de temperatura 107, 108 podem compreender quaisquer das configurações bem conhecidas usadas na indústria de medição de fluido.
[0042] Como discutido acima, um problema com sistemas de técnica anterior é que se o fluido fluindo através do sistema de medição compreender um ou mais componentes compressíveis e um ou mais componentes incompressíveis, uma determinação das características de fluxo dos componentes individuais não é possível. Por exemplo, com a ilustração de óleo, água, e gás discutida acima, a técnica anterior não proporcionou um sistema para determinar precisamente as 5 características de fluido da fase de líquido (componentes incompressíveis). Preferivelmente, o medidor de fluxo Coriolis técnica anterior era apenas capaz de determinar uma densidade de mistura total, e poderia não distinguir uma densidade de líquido da densidade de gás. Equação (2) acima poderia não ser resolvida porque a densidade sendo medida era a densidade total incluindo o gás enquanto a 10 equação (2) requeria apenas a densidade de líquido. Usando o sistema de medição de fluido 100 é possível calcular uma densidade dos componentes incompressíveis juntamente com outras características de fluido do fluido multicomponente. Se há dois componentes incompressíveis, e suas densidades individuais são conhecidas, então seria possível prover um melhorado 'Net Oil Computer’ que essencialmente 15 ignora a fase gasosa no cálculo de parâmetros tais como fração de água (razão de fração de volume de água para o volume total) e taxas de fluxo de componente líquido individual, tal como taxa de fluxo de óleo.
[0043] Embora no exemplo de óleo, água, e gás, a densidade do fluido essencialmente incompressível compreende a densidade de líquido combinada; em 20 outras situações, o componente compressível pode ser um líquido compressível ao invés de um gás. Consequentemente, a forma de realização presente não é limitada a apenas calcular a densidade de líquido de uma mistura de líquido/gás.
[0044] De acordo com uma forma de realização, com o sistema de medição de fluido 100, vários características de fluido podem ser determinadas devido ao 25 ajustador de densidade 104 ajustando o fluido multicomponente de um primeiro estado de densidade para um segundo estado de densidade usando equações de estado (5-11) como segue.
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em que as entradas que podem ser medidas usando o sistema de medição de fluido 100 são como a seguir: PÍ é a pressão de fluido no primeiro estado de densidade; P2 é a pressão de fluido no segundo estado de densidade; TÍ é a temperatura no primeiro estado de densidade; T2 é a temperatura no segundo estado de densidade; PT é a densidade medida no primeiro estado de densidade; e p2 é a densidade medida no segundo estado de densidade.
[0045] Com as entradas medidas acima, as seguintes variáveis são desconhecidas das equações (5-11); <Pn é a fração de volume dos componentes incompressíveis no primeiro estado de densidade; <Pi2 é a fração de volume dos componentes incompressíveis no segundo estado de densidade; <Pci θ a fração de volume dos componentes compressíveis no primeiro estado de densidade; (Pc2 θ a fração de volume dos componentes compressíveis no segundo estado de densidade; PINCOMP é a densidade combinada do um ou mais componentes incompressíveis (essa é assumida constante entre o primeiro e o segundo estados de densidade); pd é a densidade dos componentes compressíveis no primeiro estado de densidade; e Pc2 é a densidade dos componentes compressíveis no segundo estado de densidade.
[0046] Como os versados na técnica prontamente apreciarão, isso resulta em sete equações com sete incógnitas. As sete equações podem ser resolvidas contanto que o ajustador de densidade 104 mude a densidade dos componentes compressíveis de modo que duas diferentes densidades compressíveis e frações de vazio estejam presentes no primeiro e o segundo estados de densidade. De acordo com a forma de realização mostrada com o primeiro e o segundo conjuntos sensores 101, 102, o primeiro estado de medições de densidade pode ser tomado pelo primeiro medidor de fluido 5 e o segundo estado de medições de densidade pode ser tomado pelo segundo medidor de fluido 6. De acordo com uma forma de realização, as medições tomadas pelo segundo medidor de fluido 6 podem ser atrasadas das medições tomadas pelo primeiro medidor de fluido 5 por um tempo limiar. O tempo limiar pode ser baseado em uma taxa de fluxo como determinado por um dos medidores de fluido. O processamento atrasado dos sinais pode permitir o segundo medidor de fluido 6 medir a densidade do mesmo fluido multicomponente como medido pelo primeiro medidor de fluido 5. Isso pode melhorar as medições se um usuário ou operador é preocupado que as proporções do um ou mais componentes compressíveis e um ou mais componentes incompressíveis na corrente de fluido sejam rapidamente variáveis. No entanto, se as proporções relativas estão permanecendo substancialmente constantes ou variando muito lentamente em tempo, então o primeiro e o segundo medidores de fluido 5, 6 podem medir as densidades em substancialmente o mesmo tempo.
[0047] No entanto, se apenas um dos medidores de fluido está presente, então ambas as medições do estado de densidade serão consideradas pelo medidor de fluido simples em diferentes tempos (antes e após o ajustador de densidade 104 ajustar o estado de densidade do fluido multicomponente ajustando a pressão e/ou temperatura).
[0048] Usando o exemplo de óleo, água, e gás novamente, a quantidade de óleo e água é tipicamente de interesse que, como mencionado acima, requer uma conhecida densidade combinada do liquido (componentes incompressíveis). Portanto, de acordo com uma forma de realização, equações (5-11) podem ser reduzidas para uma equação (12) simples que pode ser resolvida para PINCOMP-
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[0049] Os versados na técnica prontamente reconhecerão que equação (12) é uma equação implícita que requer um solucionador. Equação (12) pode também ser escrita novamente em uma solução explícita usando algumas substituições como segue.
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[0050] Usando equações (13-16), equação (17) provê uma solução explícita para a densidade de componentes incompressíveis.
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[0050] O sinal “+" na equação 17 é usado quando a densidade do componente compressível no primeiro estado de densidade é menor do que a densidade do componente compressível no segundo estado de densidade. O sinal na equação 17 é usado quando a densidade do componente compressível no primeiro estado de densidade é maior do que a densidade do componente compressível no segundo estado de densidade.
[0051] Com a densidade dos componentes incompressíveis do fluido calculada, as frações de volume de água e óleo de equações (1) e (2) podem ser determinadas. Adicionalmente, qualquer uma das características de fluido desconhecidas listadas acima, tais como a fração de volume de componentes compressíveis, pode ser determinada. Após essas incógnitas serem determinadas, certos parâmetros adicionais podem então ser calculados, tal como o corte de água e taxas de fluxo para cada dos componentes individuais. Por exemplo, se pelo menos um dos medidores de fluido 5, 6 compreende um medidor de fluxo, tal como um medidor de fluxo de massa Coriolis ou um medidor de fluxo volumétrico, uma taxa de fluxo do fluxo multicomponente pode ser medida. A taxa de fluxo multicomponente pode compreender uma taxa de fluxo de massa ou uma taxa de fluxo de volume. A taxa de fluxo multicomponente pode então ser multiplicada pelas frações de volume dos componentes individuais para conceder uma taxa de fluxo dos componentes individuais.
[0052] Usando dois medidores em dois diferentes estados de densidade, deve ser apreciado que as equações listadas acima podem resolver para as densidades e frações de volume dos componentes compressíveis e incompressíveis totais. Se as densidades do componente incompressível são conhecidas, como é geralmente o caso para o ‘Net Oil Computer’, então o algoritmo acima pode também determinar até duas frações de volume individuais para líquidos tornando o componente incompressível. No entanto, se mais do que três componentes estão presentes na combinação corrente, então mais informação pode ser requerida para calcular as características de fluido individuais para cada um dos componentes.
[0053] Ademais, os versados na técnica prontamente reconhecerão que resolver as equações acima requer que certas condições de fluido sejam mantidas. Por exemplo, a fim de equações (9) e (10) serem precisas, os componentes compressíveis devem obedecer a lei do gás ideal. Se o fluido compressível não obedece à lei dos gases ideais, então as equações devem considerar os fatores de compressibilidade do componente, Z. Se os componentes compressíveis são líquidos, então equações (9) e (10) devem ser substituídas pelas equações apropriadas de estado para aquele fluido. Essas equações de estado podem ser analiticamente determinadas, ou podem ser tabelas de consultas referenciando dados experimentalmente determinados. Ademais, as equações assumem que os componentes incompressíveis mantêm a densidade entre os dois conjuntos sensores 101, 102, isto é, o ajustador de densidade 104 não afeta os componentes incompressíveis. Isso é porque as densidades dos fluidos incompressíveis não são incluídas em equações (9) e (10). Outra suposição feita na resolução das equações é que nenhum dos componentes compressíveis seja absorvido ou liberado dos componentes incompressíveis entre o primeiro e o segundo estados de densidade, como ajustada pelo ajustador de densidade 104. Essa suposição pode tipicamente ser tornada possível se a distância entre o primeiro e o segundo conjuntos sensores 101, 102 for mantida abaixo de uma distância limiar, que pode ser determinada experimentalmente, por exemplo. Também, usando um ajustador de densidade que causa um aumento de pressão, tal bomba, em vez de uma diminuição de pressão, pode ajudar a atender a esta exigência. Além disso, absorção e vaporização instantânea são mais problemáticas com gases arrastados em líquidos que para misturas de líquido compressível e incompressível.
[0054] Os versados na técnica entendem que com frequência, quando um fluido compreende componentes incompressíveis e compressíveis, tal como um líquido com gás arrastado, que os componentes compressíveis causam erros nas leituras de densidade de medidores de fluido, tais como os medidores de fluxo Coriolis. Os erros causados são geralmente devido à densidade dos componentes compressíveis e desacoplamento do fluido compressível do fluido incompressível. Como será mostrado abaixo, o erro causado pelos componentes compressíveis pode ser ignorado na resolução das equações (5-11) para a densidade do componente incompressível.
[0055] De acordo com uma forma de realização, a fim de provar que o erro pode ser ignorado, a equação (12) pode ser reescrita para incluir o erro. Isso é mostrado em equação (18).
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em que: ei éO erro quando medindo px-, e e2 é o erro quando medindo pz.
[0056] Os versados na técnica prontamente reconhecerão que os erros, ei e e2 podem ser ignorados na resolução das equações (5-11) se os erros são ambos iguais a zero. No entanto, isso é raramente o caso. Todavia, se as equações (12) e (18) são fixadas como iguais entre si, então pode ser determinado que outras circunstâncias são necessárias para os erros serem ignorados. A fim de demonstrar esse ponto mais facilmente, a densidade de fluido compressível é estabelecida igual a zero, que é uma suposição razoável para o caso de um líquido com gás arrastado em pressões típicas. Essa prova pode ser feita sem estabelecer a densidade de fluido compressível para zero, mas a conta é mais complicada; portanto, para os propósitos de demonstrar o conceito, a densidade de fluido compressível é estabelecida para zero. Com a densidade de fluido compressível estabelecida para zero, equações (6) e (8) podem ser escritas como as equações (19) e (20).
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Figure img0020
[0057] Após algumas substituições, que são omitidas para brevidade da descrição, que ainda os versados na técnica podem prontamente efetuar, as formas simplificadas de equações (12) e (18) podem ser fixadas iguais para cada outra, como mostrado em equação (21) de modo a determinar que as circunstâncias requeridas para os erros ei e ej são insignificantes para o cálculo da densidade dos componentes incompressíveis.
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[0058] Simplificando a equação (21) ainda, pode ser mostrado que para as equações (12) e (18) serem equivalentes, então a equação (22) deve ser verdadeira.
Figure img0022
[0059] Portanto, equação (22) mostra que para os erros de desacoplamento e compressibilidade serem insignificante, ei e β2 devem ser linearmente relacionados por razões de pressão e temperatura. A partir da equação (11) acima, a equação (22) pode ser reescrita em termos de frações de volume como:
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[0060] Portanto, se os erros de compressibilidade e desacoplamento aumentam linearmente com fração de volume do componente incompressível, então a solução de equações (5-11) acima para a densidade do componente incompressível é insensível à presença dos erros de compressibilidade e desacoplamento. Experimentos mostraram que há um relacionamento linear entre o erro e a fração de volume do componente compressível, pelo menos para medidores Coriolis ou densitômetros repousando em tecnologia de tubo vibratório. Isso é ilustrado em Figura 2.
[0061] Figura 2 mostra um gráfico do erro de densidade total de densidade de mistura. Isso é determinado por uma densidade medição da mistura e medições de medidores individuais de gás e líquido antes das duas partes tornarem-se uma mistura. As várias linhas de tendência linear são tomadas em diferentes taxas de fluxo. No entanto, para cada taxa de fluxo, pode ser visto que conforme aumenta a fração de volume do componente compressível, o erro de densidade aumenta linearmente. Portanto, contanto que a taxa de fluxo entre o primeiro e o segundo conjuntos sensores 101, 102 permaneça substancialmente a mesma, o erro permanecerá em uma linha de tendência simples, como mostrado em Figura 2 e o erro de densidade pode ser ignorado enquanto resolvendo equações (5-11). Mantendo a mesma taxa de fluxo através de ambos os conjuntos sensores 101, 102 é tipicamente conseguido porque os dois conjuntos sensores 101, 102 são alocados na mesma tubulação 103. Deste modo, não apenas faz o sistema de medição de fluido 100 fornecer nova informação e características de fluido de componentes individuais não previamente mensuráveis em fluidos multicomponentes, também resolve o problema de medições imprecisas devido aos erros de desacoplamento e compressibilidade em medidores de fluxo de tubo vibratório e densitômetros. Mesmo que ambos medidores experimentem erros, os erros cancelam-se reciprocamente quando usando o algoritmo descrito acima para calcular a densidade do componente incompressível.
[0062] Em uso, o sistema de medição de fluido 100 pode ser usado para determinar as várias características de fluido de um fluido em tubulação 103 que compreende um ou mais componentes compressíveis e um ou mais componentes incompressíveis. Rotina 300 esboça uma possível forma de realização para determinar as várias características de fluido de, pelo menos, um dos componentes compressíveis ou incompressíveis.
[0063] Figura 3 mostra uma rotina de processamento 300 de acordo com uma forma de realização. De acordo com uma forma de realização, a rotina de processamento 300 pode ser realizada usando a primeira e segunda eletrônica de medidor 22, 24 juntamente com o sistema de processamento 25. De acordo com outra forma de realização, a rotina de processamento 300 pode ser efetuada usando uma da primeira ou segunda eletrônica de medidor 22, 24. De acordo com outra forma de realização, a rotina de processamento 300 pode ser realizada usando a 5 primeira e segunda eletrônica de medidor 22, 24 onde o sistema de processamento 25 compreende uma parte de uma da eletrônica de medidor 22, 24.
[0064] De acordo com uma forma de realização, a rotina de processamento 300 começa em etapa 301 onde uma primeira densidade, pi, de um fluido multicomponente é medida em um primeiro estado de densidade. O fluido 10 multicomponente compreende um ou mais componentes compressíveis e um ou mais componentes incompressíveis. O primeiro estado de densidade compreende a primeira pressão, Pi e a primeira temperatura, Ti como descrito acima. De acordo com uma forma de realização, a primeira densidade, pi, compreende a densidade dentro do primeiro conjunto sensor 101, por exemplo. Em algumas formas de 15 realização, informação adicional sobre o fluido multicomponente pode ser determinada tal como uma taxa de fluxo de fluido, que pode ser determinada se o primeiro medidor de fluido 5 compreende um medidor de fluxo Coriolis, por exemplo. De acordo com uma forma de realização, a primeira densidade, pi, podem ser determinadas no primeiro eletrônica de medidor 22, por exemplo. 20
[0065] Em etapa 302, uma segunda densidade, p2, do fluido multicomponente é medida em um segundo estado de densidade. De acordo com uma forma de realização, o segundo estado de densidade é diferente do primeiro estado de densidade. O segundo estado de densidade pode ser diferente devido ao ajustador de densidade 104, que pode mudar a pressão e/ou temperatura do fluido . 25 para uma segunda pressão, P2 e uma segunda temperatura, T2. De acordo com uma forma de realização, a segunda densidade, p2, podem ser determinadas no segundo eletrônica de medidor 22, por exemplo.
[0066] De acordo com uma forma de realização, o primeiro e o segundo estados de densidade podem ser determinados pelo um ou mais sensores de 30 pressão 105a, 105b, 106a, 106b e o um ou mais sensores de temperatura 107, 108, por exemplo.
[0067] Em etapa 303, uma ou mais características de fluido de, pelo menos, um dos componentes compressíveis e os componentes incompressíveis podem ser determinadas. De acordo com uma forma de realização, a uma ou mais características de fluido podem ser determinadas baseadas na primeira e na segunda densidades, pi, p2, e o primeiro e o segundo estados de densidade. De acordo com uma forma de realização, o sistema de processamento 25 pode receber a primeira e segunda densidades, pi,p2, e determinar um ou mais características de fluido, tal como densidade combinada do um ou mais componentes incompressíveis, PINCOMP, como discutido acima. A densidade combinada de componente incompressível, PINCOMP, pode compreender uma densidade de mistura se o fluido multicomponente inclui dois ou mais componentes incompressíveis. Alternativamente, se apenas um componente incompressível está no fluido multicomponente, então a densidade, PINCOMP, simplesmente compreenderá a densidade do componente incompressível simples. Como discutido acima, outras características de fluido podem também ser determinadas tal como as frações individuais de volume do um ou mais compressível e o um ou mais componentes incompressíveis, uma taxa de fluxo de componentes individuais dos componentes incompressíveis e compressíveis do fluido. Por exemplo, se o fluido compreende um mistura de óleo, água, e gás, as taxas de fluxo individuais e frações de volume do óleo, água, e gás podem ser determinadas.
[0068] As formas de realização descritas acima permitem ao sistema de medição de fluido 100 obter características de fluido de, pelo menos, um dentre um componente incompressível ou um componente compressível de um fluido multicomponente. Mudando o estado de densidade do fluido e medindo a densidade combinada de fluido nos diferentes estados de densidade, as frações de volume e, deste modo, as características de fluido dos componentes, podem ser determinadas. O sistema de medição de fluido 100, portanto, não deve contar com o equipamento complexo e de separação extensiva para componentes separados compressíveis de componentes incompressíveis, como na técnica anterior. Portanto, a informação desejada do fluido multicomponente pode ser obtida em tempo substancialmente real conforme o fluido está fluindo através do sistema de medição 100.
[0069] As descrições detalhadas das formas de realização acima não são descrições exaustivas de todas as formas de realização contempladas pelos 5 inventores como estando dentro do escopo da presente descrição. De fato, os versados na técnica reconhecerão que certos elementos das formas de realização descritas acima podem ser combinados de forma variável ou eliminados para criar outras formas de realização, e tais outras formas de realização estão dentro do escopo e dos ensinamentos da presente descrição. Será também evidente para os 10 versados na técnica que as formas de realização descritas acima podem ser combinadas no todo ou em parte para criar formas de realização adicionais dentro do escopo e dos ensinamentos da presente descrição.
[0070] Deste modo, embora as formas de realização específicas sejam descritas aqui para fins ilustrativos, várias modificações equivalentes são possíveis 15 dentro do escopo da presente descrição, como os versados na técnica relevante reconhecerão. Os ensinamentos aqui apresentados podem ser aplicados a outros sistemas de medição de fluido, e não apenas para as formas de realização descritas acima e mostradas nas figuras em anexo. Assim, o escopo das formas de realização descritas acima deve ser determinado a partir das seguintes reivindicações.

Claims (15)

1. Método compreendendo as etapas de: medir uma primeira densidade, p-i, de um fluido multicomponente compreendendo um ou mais componentes incompressíveis e um ou mais componentes compressíveis em um primeiro estado de densidade; ajustar o fluido multicomponente a partir do primeiro estado de densidade para um segundo estado de densidade; medir uma segunda densidade, P2, do fluido multicomponente no segundo estado de densidade; e determinar uma ou mais características de fluido de, pelo menos, um dos componentes compressíveis ou dos componentes incompressíveis; caracterizado pelo fato de que: uma proporção de um ou mais componentes incompressíveis e de um ou mais componentes compressíveis no fluxo de fluido multicomponente é substancialmente a mesma no primeiro estado de densidade e no segundo estado de densidade.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de determinar compreende determinar uma densidade combinada do um ou mais componentes incompressíveis.
3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de medir a primeira densidade, pi, compreende usar um primeiro medidor de fluxo Coriolis.
4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de medir a segunda densidade, p2, compreende usar um segundo medidor de fluxo Coriolis.
5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda compreender a etapa de esperar um tempo limiar após medir a primeira densidade, Pi, antes de medir a segunda densidade, p2.
6. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro estado de densidade compreende uma primeira pressão, P-i, e uma primeira temperatura, Ti e em que o segundo estado de densidade compreende uma segunda pressão, P2, e/ou uma segunda temperatura, T2.
7. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda compreender as etapas de: medir uma taxa de fluxo do fluido multicomponente; determinar uma fração de volume de um ou mais dos componentes do fluido multicomponente; e determinar uma taxa de fluxo de um ou mais dos componentes baseado na taxa de fluxo medida e na fração de volume.
8. Sistema de medição de fluido (100) compreendendo: uma tubulação (103) configurada para receber um fluido multicomponente compreendendo um ou mais componentes incompressíveis e um ou mais componentes compressíveis; um primeiro medidor de fluido (5) incluindo: um primeiro conjunto sensor (101) em comunicação de fluido com a tubulação (103); uma eletrônica de medidor (22) configurada para medir pelo menos uma primeira densidade, pi, do fluido multicomponente; e um ajustador de densidade (104) em comunicação de fluido com a tubulação (103) e o primeiro conjunto sensor (101), configurado para ajustar uma densidade do fluido multicomponente de um primeiro estado de densidade para pelo menos um segundo estado de densidade ajustando uma pressão e/ou uma temperatura do fluido multicomponente; e um sistema de processamento (25) configurado para gerar uma ou mais características de fluido de, pelo menos, um dos componentes incompressíveis ou dos componentes compressíveis baseado na primeira densidade, p1, do fluido multicomponente no primeiro estado de densidade e uma segunda densidade, p2, do fluido multicomponente no segundo estado de densidade; caracterizado pelo fato de que: uma proporção de um ou mais componentes incompressíveis e de um ou mais componentes compressíveis no fluxo de fluido multicomponente é substancialmente a mesma no primeiro estado de densidade e no segundo estado de densidade.
9. Sistema de medição de fluido (100) de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de ainda compreender um segundo medidor de fluido (6) incluindo: um segundo conjunto sensor (102) em comunicação de fluido com a tubulação (103) e o ajustador de densidade (104), em que o ajustador de densidade (104) está posicionado entre o primeiro conjunto sensor (101) e o segundo conjunto sensor (102).
10. Sistema de medição de fluido (100) de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de ainda compreender uma segunda eletrônica de medidor (24) configurada para medir pelo menos a segunda densidade, p2, do fluido multicomponente no segundo estado de densidade.
11. Sistema de medição de fluido (100) de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de ainda compreender um ou mais sensores de pressão (105a, 105b) próximos ao primeiro conjunto sensor (101) e um ou mais sensores de pressão (106a, 106b) próximos ao segundo conjunto sensor (102).
12. Sistema de medição de fluido (100) de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que um primeiro sensor de pressão (105a) está posicionado à montante do primeiro conjunto sensor (101) e um segundo sensor de pressão (105b) está posicionado à jusante do primeiro conjunto sensor (101) e em que um terceiro sensor de pressão (106a) está posicionado à jusante do ajustador de densidade (104) e à montante do segundo conjunto sensor (102) e um quarto sensor de pressão (106b) está posicionado à jusante do segundo conjunto sensor (102).
13. Sistema de medição de fluido (100) de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de ainda compreender um ou mais sensores de temperatura configurados para medir uma temperatura do fluido multicomponente no primeiro e no segundo estados de densidade.
14. Sistema de medição de fluido (100) de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o sistema de processamento (25) compreende uma parte da primeira eletrônica de medidor (22).
15. Sistema de medição de fluido (100) de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o primeiro medidor de fluido (5) compreende um medidor de fluxo Coriolis.
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Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9625103B2 (en) * 2011-06-08 2017-04-18 Micro Motion, Inc. Method and apparatus for determining and controlling a static fluid pressure through a vibrating meter
AU2012373249C1 (en) * 2012-03-13 2015-07-23 Micro Motion, Inc. Indirect mass flow sensor
US8845940B2 (en) 2012-10-25 2014-09-30 Carboncure Technologies Inc. Carbon dioxide treatment of concrete upstream from product mold
AU2014212083A1 (en) 2013-02-04 2015-08-06 Coldcrete, Inc. System and method of applying carbon dioxide during the production of concrete
US9388072B2 (en) 2013-06-25 2016-07-12 Carboncure Technologies Inc. Methods and compositions for concrete production
US10927042B2 (en) 2013-06-25 2021-02-23 Carboncure Technologies, Inc. Methods and compositions for concrete production
US9376345B2 (en) 2013-06-25 2016-06-28 Carboncure Technologies Inc. Methods for delivery of carbon dioxide to a flowable concrete mix
WO2015123769A1 (en) 2014-02-18 2015-08-27 Carboncure Technologies, Inc. Carbonation of cement mixes
EP3129126A4 (en) 2014-04-07 2018-11-21 Carboncure Technologies Inc. Integrated carbon dioxide capture
CA2945060C (en) * 2014-04-09 2023-08-22 Carboncure Technologies Inc. Compositions and methods for delivery of carbon dioxide
DK178494B1 (en) * 2015-01-26 2016-04-18 Vm Tarm As Tanker and Method applying a Detection Device
CA3019860A1 (en) 2016-04-11 2017-10-19 Carboncure Technologies Inc. Methods and compositions for treatment of concrete wash water
DE102016007905A1 (de) * 2016-06-30 2018-01-04 Endress+Hauser Flowtec Ag Verfahren zum Betreiben eines Messaufnehmers vom Vibrationstyp
DE102016112002B4 (de) * 2016-06-30 2023-03-23 Endress + Hauser Flowtec Ag Verfahren zum Bestimmen eines physikalischen Parameters eines kompressiblen Mediums mit einem Messaufnehmer vom Vibrationstyp und Messaufnehmer zur Durchführung eines solchen Verfahrens
US20180080860A1 (en) * 2016-07-27 2018-03-22 Uop Llc Method for density measurement using multiple sensors
SG11201912759RA (en) 2017-06-20 2020-01-30 Carboncure Tech Inc Methods and compositions for treatment of concrete wash water
JP6952952B2 (ja) * 2017-11-27 2021-10-27 横河電機株式会社 混相流測定装置、混相流測定方法およびプログラム
AT522357B1 (de) * 2019-03-18 2020-11-15 Avl List Gmbh Messsystem zur Messung eines Massendurchflusses, einer Dichte, einer Temperatur und/oder einer Strömungsgeschwindigkeit
DE102019009021A1 (de) * 2019-12-29 2021-07-01 Endress+Hauser Flowtec Ag Verfahren zum Überwachen eines Durchflusses eines Mediums mittels eines Coriolis-Massedurchflussmessgeräts, und eines Differenzdruckmessgeräts
CN111238996A (zh) * 2020-03-04 2020-06-05 西京学院 一种多相流体密度测量系统及测量方法
NO346788B1 (en) * 2021-02-26 2023-01-09 Norce Innovation As Determining properties of wellbore fluid systems
CA3215257A1 (en) * 2021-05-20 2022-11-24 Precision Planting Llc Methods of analyzing one or more agricultural materials, and systems thereof
WO2022243793A1 (en) * 2021-05-20 2022-11-24 Precision Planting Llc Double diaphragm slurry pump

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2386021A1 (fr) * 1977-03-31 1978-10-27 Flopetrol Ste Auxil Product Pe Procede et dispositif de determination du debit volumetrique de chaque phase d'un melange diphasique
US5099697A (en) * 1990-04-02 1992-03-31 Agar Corporation Ltd. Two and three-phase flow measurement
JPH10281846A (ja) * 1997-04-09 1998-10-23 Oval Corp コリオリ流量計を利用したパターン認識法による多相流量計
FR2772915B1 (fr) * 1997-12-22 2000-01-28 Inst Francais Du Petrole Methode et dispositif de debitmetrie polyphasique
US6345536B1 (en) * 1998-09-10 2002-02-12 The Texas A&M University System Multiple-phase flow meter
US7126939B2 (en) 2000-07-24 2006-10-24 Nortel Networks Limited Packet-based calls in a wireless network
GB0029055D0 (en) * 2000-11-29 2001-01-10 Expro North Sea Ltd Apparatus for and method of measuring the flow of a multi-phase fluid
US6766680B2 (en) * 2002-01-16 2004-07-27 Appleton Papers, Inc. Determination of gas solubility, entrained gas content, and true liquid density in manufacturing processes
US7188534B2 (en) * 2003-02-10 2007-03-13 Invensys Systems, Inc. Multi-phase coriolis flowmeter
US7134320B2 (en) * 2003-07-15 2006-11-14 Cidra Corporation Apparatus and method for providing a density measurement augmented for entrained gas
US6847898B1 (en) * 2003-08-21 2005-01-25 Appleton Papers Inc. Real time determination of gas solubility and related parameters in manufacturing processes
US7360452B2 (en) * 2005-12-27 2008-04-22 Endress + Hauser Flowtec Ag In-line measuring devices and method for compensation measurement errors in in-line measuring devices

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