CN1742196A - 使用科里奥利流量计测定加在压裂液中的支撑剂的量 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种测量系统，包括科里奥利流量计(222)和控制系统(224)。基液(250)首先流过科里奥利流量计。科里奥利流量计测量该基液的密度并将基液密度测量结果发送至控制系统。然后将支撑剂(252)加入基液中以制成压裂液(202)。然后，该压裂液流过科里奥利流量计。科里奥利流量计测量压裂液密度并将压裂液密度测量结果发送至控制系统。控制系统基于基液密度测量结果、压裂液密度测量结果和支撑剂的密度测定压裂液中支撑剂的量。

Description

使用科里奥利流量计测定加在压裂液中的支撑剂的量
发明背景
1.技术领域
本发明涉及测量系统领域，特别是涉及使用科里奥利(Coriolis)流量计的测量结果来测定压裂液中支撑剂量的系统和方法。
2.问题陈述
地下的油、气和其它资源可通过钻井来获取。将井钻到一定深度，然后下套管并封闭在水泥中。该井延伸穿过地层中钻井队希望去开采的多个区域。为了开采一定的区域，钻井队在所希望的区域中压裂一部分套管。所使用的压裂过程可以是水力压裂、气力压裂或其它形式的压裂。随着套管被压裂，探井队于是将压裂液泵入裂缝中以便保持裂缝张开。压裂液保持裂缝张开并且是可渗透的。这能使油和气更容易透过裂缝流入井眼。
压裂液由基液和支撑剂构成。为了制备基液，在一大罐水中加入瓜尔胶(Guar gum)。罐内的搅拌器不断地将瓜尔胶和水混合在一起而制成基液。在混合的时候，基液的稠度有点像糖浆。
然后将诸如砂子的支撑剂加入到罐内的基液中而制成压裂液。所加的砂量依赖于土层类型、土层条件以及其它因素。罐内的搅拌器将基液和砂子混合在一起而制成压裂液。然后将压裂液泵入井眼中以帮助保持裂缝张开。压裂液中的砂量决定了压裂液保持裂缝张开的效果。
由于压裂液中的砂量是重要的，因此钻井队希望去测量所加的砂量。这是一个困难的过程，因为压裂液通常不是通过一次性装料而制成的，而是要不断地进行混合。为了测定压裂液中的砂量，钻井队使用核子密度仪来测量泵入井眼中的压裂液的密度。一个控制器接收核子密度仪的密度测量结果并计算出加在压裂液中的砂量。然后，钻井队可以将砂量调节到所希望的水平。下文描述了一种用于提供压裂液的系统的例子，并且在图1中说明。
不幸的是，使用核子密度仪会带来一些问题。例如，考虑到涉及核技术的法律和规定，核子密度仪的洲际和国际运输会是一个困难的过程。还要担心核子密度仪的安全操作和运输。核子密度仪的操作人员必须由专门管理机构进行认证或许可。这些因素使得人们不希望去使用核子密度仪。
科里奥利流量计用来测量流体的质量流量、密度和其它信息。在如下几个专利中公开了典型的科里奥利流量计，包括1978年8月29日的美国专利No.4109524、1985年1月1日的美国专利No.4491025以及1982年2月11日的Re.31450，这些专利均属于J.E.Smith等人。科里奥利流量计包括一个或多个直的或弯曲形状的流管。科里奥利流量计中的每种流管形状都具有一组固有振动模式，这些形状可以是简单弯曲、螺旋、扭曲或者成对的样式。每个流管以这些固有振动模式中的一种模式被激励谐振。流体从流量计进口侧上的连接管线流入到流量计中。流体被引导穿过流管，并且从流量计出口侧排出流量计。这种振动的、充有流体的系统的固有振动模式部分上是由流管和通过流管的流体的联合质量来决定的。
当流体开始流过流管时，科里奥利力使得沿着流管的点具有不同的相位。流管进口侧上的相位落后于激励器，而流管出口侧上的相位超前于激励器。将拾取器固定在流管上以测量流管的运动，并且产生表示流管运动的拾取信号。
连接至流量计的计量电子设备或任何其它的辅助电子设备或电路接收该拾取信号。该计量电子设备对拾取信号进行处理以测定拾取信号之间的相位差。两个拾取信号之间的相位差与通过流管的流体质量流量成比例。该计量电子设备还能对一个或两个拾取信号进行处理以测定流体的密度。
不幸的是，科里奥利流量计没有被用来测量压裂液的密度。首先，压裂液通常是通过一根诸如八英寸管的大管子沿着井眼向下泵送的。还没有将科里奥利流量计修建得足够大来测量八英寸的流束。第二，大多数科里奥利流量计具有弯曲流管。通过弯曲流管的砂子的侵蚀性使得弯曲管科里奥利流量计不能成为一个可行方案。砂子会在几小时内就损坏流管。由于这些原因，科里奥利流量计没有被用来测量压裂液，而是继续使用核子密度仪。
发明内容
本发明用一种包括科里奥利流量计和控制系统的测量系统来帮助解决上述问题。基液首先流过科里奥利流量计。科里奥利流量计测量该基液的密度并将基液密度测量结果发送至控制系统。将支撑剂加入基液中以制成压裂液。然后，该压裂液流过科里奥利流量计。科里奥利流量计测量压裂液密度并将压裂液密度测量结果发送至控制系统。控制系统基于基液密度测量结果、压裂液密度测量结果和支撑剂的密度测定压裂液中支撑剂的量。
该测量系统优选是用科里奥利技术替代核子技术。科里奥利流量计能提供准确的密度测量结果，同时还避免了操作和运输具有放射性的源和器具的问题。科里奥利流量计也不具有核子密度仪本身的安全顾虑。
在本发明的另一个例子中，科里奥利流量计构造成接收物料的滑流(slip stream)。为了提供该滑流，该测量系统还包括第一管和第二管。该第一管具有第一末端和第二末端，该第一末端构造成连接到科里奥利流量计的输入端，该第二末端构造成连接到罐的排出管。该第二管具有第一末端和第二末端，该第一末端构造成连接到科里奥利流量计的输出端，该第二末端构造成连接到罐。第一管接收从罐的排出管来的物料滑流。该滑流穿过所述第一管、所述科里奥利流量计、所述第二管并且回流到所述罐。该滑流优选是提供一股更小的流以便测量，诸如是一英寸的流。
本发明的其它例子在下文中公开。
下文陈述了本发明的多个方面。本发明的一个方面包括一测量系统，该测量系统包括科里奥利流量计和控制系统，
所述测量系统的特征在于：
所述科里奥利流量计构造成：测量流过所述科里奥利流量计的基液(250)的密度，以产生基液密度测量结果；发送所述基液密度测量结果；测量流过所述科里奥利流量计的压裂液(202)的密度，以产生压裂液密度测量结果，其中所述压裂液包括所述基液和支撑剂(252)的混合物；以及发送所述压裂液密度测量结果；和
所述控制系统构造成：接收所述基液密度测量结果和所述压裂液密度测量结果；以及，基于所述基液密度测量结果、所述压裂液密度测量结果和所述支撑剂的密度测定所述压裂液中支撑剂的量。
优选地，所述科里奥利流量计包括直管科里奥利流量计。
优选地，所述科里奥利流量计构造成接收所述压裂液的滑流，以测量所述压裂液的所述密度。
优选地，所述测量系统还包括：
第一管，具有第一末端和第二末端，第一末端构造成连接到所述科里奥利流量计的输入端，第二末端构造成连接到罐的排出管；和
第二管，具有第一末端和第二末端，第一末端构造成连接到所述科里奥利流量计的输出端，第二末端构造成连接到所述罐；
其中，所述第一管构造成接收从所述罐的所述排出管来的物料滑流，所述滑流穿过所述第一管、所述科里奥利流量计、所述第二管并且回流到所述罐。
优选地，所述控制系统构造成测定所述支撑剂的所述密度。
优选地，所述控制系统包括一显示系统，该显示系统构造成向用户提供所述支撑剂的所述量。
优选地，所述控制系统包括一辅助接口，该辅助接口构造成向辅助系统发送表示所述支撑剂的所述量的信号。
优选地，所述控制系统包括一用户接口，该用户接口构造成接收由用户输入的所述支撑剂的所述密度。
优选地，所述控制系统构造成：
计算所述压裂液的速度；
测定所述压裂液的所述速度是否超过了一阈值；和
如果所述压裂液的所述速度超过所述阈值则提供一个指示。
优选地，所述控制系统构造成：
基于所述科里奥利流量计测得的所述基液的多个密度测量结果，计算所述基液的平均密度；和
基于所述基液的所述平均密度、所述压裂液密度测量结果和所述支撑剂的所述密度，测定所述压裂液中所述支撑剂的所述量。
优选地，所述科里奥利流量计构造成：测量所述压裂液的质量流量，并向所述控制系统提供所述压裂液的所述质量流量和所述科里奥利流量计的驱动增益(drive gain)中至少一个；和
所述控制系统构造成向用户提供所述压裂液的所述质量流量和所述科里奥利流量计的所述驱动增益中至少一个。
本发明的另一方面包括一种测量压裂液中支撑剂量的方法，所述方法包括步骤：
测定所述支撑剂的密度；
所述方法的特征在于包括步骤：
用科里奥利流量计测量基液的密度，以产生基液密度测量结果；
用所述科里奥利流量计测量压裂液的密度，以产生压裂液密度测量结果，其中，所述压裂液包括所述基液和支撑剂的混合物；和
基于所述基液密度测量结果、所述压裂液密度测量结果和所述支撑剂的所述密度测定所述压裂液中所述支撑剂的量。
优选地，用所述科里奥利流量计测量压裂液密度的步骤包括：
用直管科里奥利流量计测量所述压裂液的所述密度。
优选地，用所述科里奥利流量计测量压裂液密度的步骤包括：
接收所述压裂液的滑流进入所述科里奥利流量计，以测量所述压裂液的所述密度。
优选地，该方法还包括步骤：
将第一管的第一末端连接到所述科里奥利流量计的输入端；
将所述第一管的第二末端连接到罐的排出管；
将第二管的第一末端连接到所述科里奥利流量计的输出端；和
将所述第二管的第二末端连接到所述罐；
其中，所述第一管接收从所述罐的所述排出管来的物料滑流，所述滑流穿过所述第一管、所述科里奥利流量计、所述第二管并且回流到所述罐。
优选地，该方法还包括步骤：向用户提供所述支撑剂的所述量。
优选地，该方法还包括步骤：向一辅助系统发送表示所述支撑剂的所述量的信号。
优选地，该方法还包括步骤：接收由用户输入的所述支撑剂的所述密度。
优选地，该方法还包括步骤：
计算所述压裂液的速度；
测定所述压裂液的所述速度是否超过了一阈值；和
如果所述压裂液的所述速度超过所述阈值则提供一个指示。
优选地，该方法还包括步骤：
基于所述科里奥利流量计测得的所述基液的多个密度测量结果，计算所述基液的平均密度；和
基于所述基液的所述平均密度、所述压裂液密度测量结果和所述支撑剂的所述密度，测定所述压裂液中所述支撑剂的所述量。
优选地，该方法还包括步骤：
用所述科里奥利流量计测量所述压裂液的质量流量；和
向用户提供所述压裂液的所述质量流量和所述科里奥利流量计的驱动增益中至少一个。
附图说明
相同的参考数字表示所有附图上相同的的元件。
图1示出了现有技术中用于将压裂液供给至井眼的系统；
图2示出了本发明一个例子中的测量系统；
图3示出了本发明一个例子中控制系统的一个例子；
图4示出了本发明一个例子中科里奥利流量计的一个例子；
图5是说明本发明一个例子中一个操作测量系统的例子的流程图。
本发明的详细描述
图1示出了现有技术中一种用于将压裂液供给至井眼的系统，以帮助理解本发明。图2～图5以及下文的叙述描述了本发明的具体示例，以便向本领域的技术人员讲解如何构造和使用本发明的最佳方式。为了讲授发明原理，本发明的一些常规方面会被简化或被省略。本发明的技术人员将会认识到那些不同于这些示例但落入本发明范围内的变化。本发明的技术人员将会认识到，下文描述的特征可以以各种方式结合在一起而形成本发明的多种变化。因此，本发明不局限于下文描述的具体示例，而仅仅被权利要求书及其等同物所限制。
现有技术中用于供给压裂液的系统——图1
图1示出了现有技术中的一种压裂液系统100，用于将压裂液102供给至井眼。压裂液系统100包括罐/搅拌器110、回流管111、供给管112、排出管118、阀113、泵128、核子密度仪114以及控制器116。排出管118的一端连接到罐/搅拌器110，而另一端连接到阀113。泵128和核子密度仪114连接至排出管118。回流管111的一端连接到阀113，而另一端连接到罐/搅拌器110。供给管112连接到阀113，并且构造成能向井眼输送压裂液102。阀113引导压裂液102流过回流管111或者流过供给管112。供给管112、回流管111和排出管118具有至少八英寸的直径。控制器116连接至核子密度仪114。
在运行中，将水120、胶122和砂124加到罐/搅拌器110中。罐/搅拌器110将水120、胶122和砂124混合到一起而制成压裂液102。在压裂液102中，加到水120和胶122中的砂量依赖于土层类型、土层条件以及其它因素。压裂液系统100的操作员使用核子密度仪114和控制器116来测量压裂液102中的砂量。
当满束的压裂液102流过排出管118时，核子密度仪114测量压裂液102的密度。核子密度仪114将密度测量结果发送给控制器116。控制器116知道砂124的密度、水120的密度以及胶122的密度。这些值可以由操作员输入控制器116。控制器116基于压裂液102的密度测量结果以及已知的砂124、水120和胶122的密度来计算压裂液102中的砂量。控制器116包括显示器136。控制器116使用显示器136将压裂液102中的砂量提供给操作员。
如上所述，使用核子密度仪114会带来很多问题。例如，核子密度仪的洲际和国际运输是一个困难的过程，要担心核子密度仪的安全操作和运输，而且核子密度仪的操作人员必须由专门管理机构进行认证或许可。这些因素使得人们不希望去使用核子密度仪。
测量系统和操作——图2
图2示出了本发明一个例子中的测量系统200。测量系统200构造成与压裂液系统201一起工作，该压裂液系统201将压裂液202供给至井眼(未示出)。压裂液系统201包括罐/搅拌器210、排出管218、阀213、回流管211、供给管212、泵228和测量系统200。排出管218的一端连接到罐/搅拌器210，而另一端连接到阀213。泵228也连接至排出管218。回流管211的一端连接到阀213，而另一端连接到罐/搅拌器210。供给管212连接到阀213，并且构造成能向井眼输送压裂液202。阀213引导物料流通过回流管211或者通过供给管212。压裂液系统201还可以包括很多为了简洁说明而未示出的其它部件。
测量系统200包括科里奥利流量计222和控制系统224。测量系统200还可包括用于从排出管218形成滑流(slip stream)的管226～227。管226～227可以是一英寸的橡胶管。管226包括末端271和272。末端271连接到科里奥利流量计222的进口端。末端272连接到排出管218。末端272可连接到排出管218的弯曲部以获得最佳效果。管227包括末端281和282。末端281连接到科里奥利流量计222的出口端，而末端282连接至罐/搅拌器210。管226、科里奥利流量计222和管227构造成可接纳物料滑流280。该滑流280进入管226，并经过管226、科里奥利流量计222和管227回流到罐/搅拌器210。
下述定义可以有助于理解本发明。科里奥利流量计包括任何构造成能基于科里奥利原理来测量物料密度的测量器。科里奥利流量计的一个例子是由美国科罗拉多州波尔德市的Micro Motion公司制造的Model T-100直管计。压裂液包括任何用来阻止井眼中裂缝塌陷并提供可渗透路径的流体、物料或混合物。支撑剂包括任何用在压裂液中来帮助保持裂缝张开的物料或剂。支撑剂的一个例子是砂子。基液包括任何与支撑剂混合在一起而形成压裂液的物料或剂。罐或罐/搅拌器包括任何装物料的盆或容器。管包括任何软管、管道、管线、导管等。
在运行中，罐/搅拌器210接纳并混合基液250。基于阀213的设置，泵228通过排出管218和回流管211来循环基液250。管226接纳基液250的滑流280。基液250的滑流280穿过管226、科里奥利流量计222和管227，并流回罐/搅拌器210。随着基液250流过科里奥利流量计222，科里奥利流量计222测量基液250的密度。科里奥利流量计222将基液密度测量结果发送至控制系统224。
然后，罐/搅拌器210接纳支撑剂252，并将支撑剂252与基液250混合以制成压裂液202。基于阀213的设置，泵228通过排出管218和回流管211来循环压裂液202。管226接纳压裂液202的滑流280。压裂液202的滑流280穿过管226、科里奥利流量计222和管227，并流回罐/搅拌器210。随着压裂液202流过科里奥利流量计222，科里奥利流量计222测量压裂液202的密度。科里奥利流量计222将压裂液密度测量结果发送至控制系统224。
控制系统224接收基液密度测量结果和压裂液密度测量结果。控制系统224还接收支撑剂252的密度。控制系统224可以从操作员、存储器或别的来源接收支撑剂252的密度。控制系统224基于基液密度测量结果、压裂液密度测量结果和支撑剂252的密度来测定压裂液202中支撑剂252的量。压裂液系统201的操作员察看控制系统224所测定的压裂液202中支撑剂252的量，并调整加到压裂液202中的支撑剂252的量。基于该公开内容，本领域的技术人员将会知道如何将现有的测量系统更改为测量系统200。
当压裂液202具有适当量的支撑剂252时，转换阀213而通过供给管212将压裂液202沿着孔向下泵送。可以有其它的设备或系统连接到供给管212来沿着孔泵送压裂液202，诸如大型泵。
控制系统——图3
图3示出了本发明一个例子中控制系统224的一个例子。控制系统224包括显示器302、用户接口304和辅助接口306。控制系统224的一个例子是DanielFloBossTM407。显示器302构造成能向操作员显示任何相关数据。显示器302的一个例子是液晶显示器(LCD)。用户接口304构造成允许操作员向控制系统224输入信息。用户接口304的一个例子是键盘。辅助接口306构造成能与一个辅助系统(未示出)之间发送和接收信息。辅助接口306的一个例子是串行数据端口。
控制系统224还可包括处理器和存储介质。可以用存储在存储介质中的指令来控制控制系统224的运行。处理器能提取并执行指令。指令的一些例子为软件、程序代码和固件。存储介质的一些例子为存储设备、磁带、盘、集成电路和服务器。当处理器执行指令时，该指令能引导处理器按照本发明运行。“处理器”是指单个处理设备或一组相互作用的处理设备。处理器的一些例子为计算机、集成电路和逻辑电路。本领域的技术人员对指令、处理器和存储介质都是熟悉的。
科里奥利流量计——图4
图4示出了本发明一个例子中科里奥利流量计400的一个例子。科里奥利流量计400可以是图2示出的科里奥利流量计222。科里奥利流量计400包括科里奥利传感器402和计量电子设备404。计量电子设备404经由线路406连接到科里奥利传感器402。计量电子设备404构造成在线路408上提供密度，质量流量、体积流量、总质量流量和其它信息。
科里奥利传感器402包括流管410、平衡杆412、工艺连接件414～415、激励器422、拾取器424～425和温度传感器426。流管410包括用410L指示的左端部和用410R指示的右端部。流管410及其端部410L和410R从流管410的输入端到流管410的输出端延伸过科里奥利传感器402的整个长度。在平衡杆412的末端用支撑杆416将其连接到流管410。
左端部410L固定到进口工艺连接件414。右端部410R固定到出口工艺连接件415。进口工艺连接件414和出口工艺连接件415构造成可将科里奥利传感器402连接到一个管线(未示出)上。
在传统方式中，激励器422、左拾取器424和右拾取器425连接到流管410和平衡杆412。计量电子设备404在线路432上向激励器422发送一个激励信号。响应于该激励信号，激励器422使得流管410和平衡杆412在充液流管410的谐振频率下作反相振动。使流管410振动而形成的振荡以公知方式在流管410内诱导产生科里奥利偏移。拾取器424和425检测该科里奥利偏移，并且分别在线路434和435上传输表示科里奥利偏移的拾取信号。
温度传感器426连接至流管410。温度传感器426检测流过流管410的流体温度。温度传感器426生成温度信号，并且在线路436上将该温度信号发送至计量电子设备404。
测量系统的示例操作——图5
图5是说明本发明一个例子中操作测量系统200的示例方法500的流程图。操作员启动控制系统224和科里奥利流量计222。控制系统224接收指令以清空控制系统224上的存储器。操作员通过用户接口304输入一个“清空(clear)”指令来清空存储器。在步骤504中，控制系统224提示操作员来输入支撑剂252的密度。控制系统224通过在显示器302上显示“输入支撑剂密度”来提示操作员。操作员通过用户接口304输入支撑剂252的密度，该密度以磅/加仑为单位。假定对于这个例子来说支撑剂252是密度为22.1磅/加仑的砂子。在步骤506中，控制系统224接收操作员所输入的支撑剂252的密度。支撑剂密度也可以从存储器中提取或者从其它系统接收。
罐/搅拌器210将没有支撑剂252的基液250混合。基于阀213的设置，泵228通过排出管218和回流管211来循环基液250。管226接纳基液250的滑流280。基液250的滑流280穿过管226、科里奥利流量计222和管227，并流回罐/搅拌器210。随着基液250流过科里奥利流量计222，在步骤508中，科里奥利流量计222测量基液250的密度。科里奥利流量计222将基液密度测量结果发送至控制系统224。在步骤510中，控制系统224向操作员显示基液密度测量结果。在步骤508中，科里奥利流量计222还可以测量基液250的质量流量、基液250的温度以及其它参数。在步骤510中，控制系统224还可以向操作员显示该质量流量、温度以及其它参数。操作员可滚动这些不同的参数来查看所需要的参数。
在步骤512中，控制系统224计算基液250的平均密度。控制系统224通过对基液250的十个密度测量结果取平均来计算该平均密度。控制系统224也可以通过对五秒时间段上的密度测量结果取平均来计算该平均密度。在计算该平均密度的同时，控制系统224可以向操作员显示“正在稳定基液”。控制系统224可以响应于操作员的指令来计算该平均密度。例如，操作员观察由控制系统224所显示的密度测量结果和温度测量结果，看测量结果是否稳定。如果测量结果稳定，那么操作员命令控制系统224计算该平均密度。
在步骤514中，控制系统224检查刚刚计算出的平均密度是否稳定。例如，如果该平均密度在五秒时间段内的变化超过了1％，那么该平均密度是不稳定的。在该情况下，控制系统224向操作员显示“不稳定的密度”并返回步骤512。如果该平均密度的变化不超过1％，那么该平均密度是稳定的并且是可用的。在步骤516中，控制系统224向操作员显示基液250的稳定平均密度。
此时，罐/搅拌器210将支撑剂252混合到基液250中以制成压裂液202。基于阀213的设置，泵228通过排出管218和回流管211来循环压裂液202。泵228重复循环压裂液，以便将压裂液202调和到适当的规格。管226接纳压裂液202的滑流280。压裂液202的滑流280穿过管226、科里奥利流量计222和管227，并流回罐/搅拌器210。随着压裂液202流过科里奥利流量计222，在步骤518中，科里奥利流量计222测量压裂液202的密度。科里奥利流量计222将压裂液密度测量结果发送至控制系统224。
然后，控制系统224计算加在压裂液202中的砂子的重量。为了计算所加砂子的重量，控制系统224使用了下述公式。在步骤520中，控制系统224使用公式1来计算压裂液202中的固体百分比(％S)。
％S＝(ρ压裂液-ρ基液)/(ρ支撑剂-ρ基液)    [1]
其中，ρ压裂液是压裂液202的密度，ρ基液是基液250的密度，ρ支撑剂是支撑剂252的密度。
在步骤522中，控制系统224使用公式2来计算支撑剂排量(proppant displacement，P.D.)。
              P.D.＝231/ρ支撑剂    [2]
其中，ρ支撑剂是支撑剂252的密度。
在步骤524中，控制系统224使用公式3来计算加到压裂液202中的砂子重量(pounds of sand added，P.S.A.)。
    P.S.A＝(％S*231)/((1-％S)*P.D.)          [3]
所加砂子的重量(P.S.A.)也可以作为所加支撑剂的重量(poundsof proppant，P.P.A.)
控制系统224可以用公式4替代公式1～3来计算所加砂子的重量。
P.S.A.＝(ρ压裂液-ρ基液)/((1-(ρ压裂液/ρ支撑剂))    [4]
其中，ρ压裂液是压裂液202的密度，ρ基液是基液250的密度，ρ支撑剂是支撑剂252的密度。
在步骤526中，控制系统224显示加在压裂液202中的砂子重量。控制系统224以每一加仑水中所加砂子的磅数为单位显示所加砂子的重量。控制系统224还生成一个表示所加砂子重量的信号。该信号可以是用于辅助系统(未示出)的4～20毫安的信号。在步骤518中，科里奥利流量计222还可以测量压裂液202的质量流量、压裂液202的温度和其它参数。在步骤526中，控制系统224可以向操作员显示该质量流量、温度和其它参数。操作员可滚动这些不同的参数来查看所需要的参数。测量系统224返回至步骤518。
方法500还可包括步骤528和步骤530。在步骤528中，控制系统224将压裂液202的速度与一个阈值相比较。控制系统224使用公式5计算压裂液202的速度(速度物料)。
          速度物料＝流量物料*A.F.     [5]
其中，A.F.是面积系数(area factor)，而流量物料是物料的流量。面积系数(A.F.)可以从操作员那儿接收到或者从存储器或其它系统中提取。如果压裂液202的速度超过了该阈值，那么控制系统224在步骤530中提供一个速度超过阈值的指示。例如，如果压裂液202的速度超过了12英尺/秒，那么控制系统224触发一个报警信号。如果压裂液202的速度没有超过该阈值，那么控制系统返回到步骤518。
控制系统224继续计算加到压裂液202中的砂子重量。罐/搅拌器210是一个连续混合系统，而不是一个间歇式系统。因此，只要罐/搅拌器210在向井眼提供压裂液202，那么操作员就要让控制系统224测量所加砂子的重量。

Claims (21)

1.一种测量系统(200)，包括科里奥利流量计(222)和控制系统(224)，
所述测量系统的特征在于：
所述科里奥利流量计构造成：测量流过所述科里奥利流量计的基液(250)的密度，以产生基液密度测量结果；发送所述基液密度测量结果；测量流过所述科里奥利流量计的压裂液(202)的密度，以产生压裂液密度测量结果，其中所述压裂液包括所述基液和支撑剂(252)的混合物；以及发送所述压裂液密度测量结果；和
所述控制系统构造成：接收所述基液密度测量结果和所述压裂液密度测量结果；以及，基于所述基液密度测量结果、所述压裂液密度测量结果和所述支撑剂的密度测定所述压裂液中支撑剂的量。
2.根据权利要求1所述的测量系统(200)，其中，所述科里奥利流量计(222)包括直管科里奥利流量计(400)。
3.根据权利要求1所述的测量系统(200)，其中，所述科里奥利流量计(222)构造成接收所述压裂液(202)的滑流(280)，以测量所述压裂液的所述密度。
4.根据权利要求1所述的测量系统(200)，还包括：
第一管(226)，具有第一末端(271)和第二末端(272)，第一末端(271)构造成连接到所述科里奥利流量计(222)的输入端，第二末端(272)构造成连接到罐(210)的排出管(218)；和
第二管(227)，具有第一末端(281)和第二末端(282)，第一末端(281)构造成连接到所述科里奥利流量计的输出端，第二末端(282)构造成连接到所述罐；
其中，所述第一管构造成接收从所述罐的所述排出管来的物料滑流(280)，所述滑流穿过所述第一管、所述科里奥利流量计、所述第二管并且回流到所述罐。
5.根据权利要求1所述的测量系统(200)，其中，所述控制系统(224)构造成测定所述支撑剂(252)的所述密度。
6.根据权利要求1所述的测量系统(200)，其中，所述控制系统(224)包括：
显示系统(302)，构造成向用户提供所述支撑剂(252)的所述量。
7.根据权利要求1所述的测量系统(200)，其中，所述控制系统(224)包括：
辅助接口(306)，构造成向辅助系统发送表示所述支撑剂(252)的所述量的信号。
8.根据权利要求1所述的测量系统(200)，其中，所述控制系统(224)包括：
用户接口(304)，构造成接收由用户输入的所述支撑剂(252)的所述密度。
9.根据权利要求1所述的测量系统(200)，其中，所述控制系统(224)构造成：
计算所述压裂液(202)的速度；
测定所述压裂液(202)的所述速度是否超过了一阈值；和
如果所述压裂液(202)的所述速度超过所述阈值则提供一个指示。
10.根据权利要求1所述的测量系统(200)，其中，所述控制系统(224)构造成：
基于所述科里奥利流量计(222)测得的所述基液的多个密度测量结果，计算所述基液(250)的平均密度；和
基于所述基液的所述平均密度、所述压裂液密度测量结果和所述支撑剂的所述密度，测定所述压裂液(202)中所述支撑剂(252)的所述量。
11.根据权利要求1所述的测量系统(200)，其中，
所述科里奥利流量计(222)构造成：测量所述压裂液(202)的质量流量，并向控制系统(224)提供所述压裂液的所述质量流量和所述科里奥利流量计的驱动增益中至少一个；和
所述控制系统构造成向用户提供所述压裂液的所述质量流量和所述科里奥利流量计的所述驱动增益中至少一个。
12.一种测量压裂液中支撑剂量的方法，所述方法包括步骤：
测定所述支撑剂的密度；
所述方法的特征在于包括步骤：
用科里奥利流量计(222)测量基液(250)的密度，以产生基液密度测量结果；
用所述科里奥利流量计(222)测量压裂液(202)的密度，以产生压裂液密度测量结果，其中，所述压裂液包括所述基液和支撑剂(252)的混合物；和
基于所述基液密度测量结果、所述压裂液密度测量结果和所述支撑剂的所述密度测定所述压裂液中所述支撑剂的量。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，用所述科里奥利流量计(222)测量压裂液(202)密度的步骤包括：
用直管科里奥利流量计(400)测量所述压裂液的所述密度。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，用所述科里奥利流量计(222)测量压裂液(202)密度的步骤包括：
接收所述压裂液的滑流(280)进入所述科里奥利流量计(222)，以测量所述压裂液的所述密度。
15.根据权利要求12所述的方法，还包括步骤：
将第一管(226)的第一末端(271)连接到所述科里奥利流量计(222)的输入端；
将所述第一管(226)的第二末端(272)连接到罐(210)的排出管(218)；
将第二管(227)的第一末端(281)连接到所述科里奥利流量计的输出端；和
将所述第二管(227)的第二末端(282)连接到所述罐；
其中，所述第一管接收从所述罐的所述排出管来的物料滑流(280)，所述滑流穿过所述第一管、所述科里奥利流量计、所述第二管并且回流到所述罐。
16.根据权利要求12所述的方法，还包括步骤：
向用户提供所述支撑剂(252)的所述量。
17.根据权利要求12所述的方法，还包括步骤：
向一辅助系统发送表示所述支撑剂(252)的所述量的信号。
18.根据权利要求12所述的方法，还包括步骤：
接收由用户输入的所述支撑剂(252)的所述密度。
19.根据权利要求12所述的方法，还包括步骤：
计算所述压裂液(202)的速度；
测定所述压裂液的所述速度是否超过了一阈值；和
如果所述压裂液的所述速度超过所述阈值则提供一个指示。
20.根据权利要求12所述的方法，还包括步骤：
基于所述科里奥利流量计(222)测得的所述基液的多个密度测量结果，计算所述基液(250)的平均密度；和
基于所述基液的所述平均密度、所述压裂液密度测量结果和所述支撑剂的所述密度，测定所述压裂液(202)中所述支撑剂(252)的所述量。
21.根据权利要求11所述的方法，还包括步骤：
用所述科里奥利流量计(222)测量所述压裂液(202)的质量流量；和
向用户提供所述压裂液的所述质量流量和所述科里奥利流量计的驱动增益中至少一个。
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