HU223277B1 - Mérési eljárás térfogati olaj/víztartalom szonikus úton történő meghatározására, továbbá berendezés mérőcellával az eljárás megvalósítására - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya eljárás térfogati olaj/víz tartalom szonikus útontörténő meghatározására nyomás alatt, változó hőmérsékleten együttáramló rétegolaj-rétegvíz rendszerekben, különösen szeparátorokbóltávozó, tömbfázisaiban oldott gázt is tartalmazó termelvényeknél,valamint berendezés mérőcellával az eljárás megvalósítására. Atermelvényt a szeparátor után átvezetik a berendezésen ésmérőcelláján, ahol az eljárás szerint és ezalatt érzékelik a közegbenhőmérséklet- és hullámterjedési időmérő és hőmérsékletmérő távadókkalaz áramlásra merőleges gerjesztett longitudinális síkhullám terjedésiidejét. A közeg átlagos hőmérsékletének összetartozó értékeit,amelyeket a szeparátorműködést jellemző paramétereknek (mennyiség,hőmérséklet, nyomás) távadóikkal érzékelt értékeivel együtt használnakfel a robbanásveszélyes területtől galvanikus leválasztókkalelválasztva, a térfogati olaj/víz tartalom pillanatnyi és kívántidőszak(ok)ra vetíthető átlagértékének meghatározására továbbítják, ésszámítógépes feldolgozással az olaj/víz tartalmat meghatározzák. Aberendezés mérőcellája úgy van kialakítva, hogy egyidejűleg mérik aszeparátor jellemzőit, nyomás, hőmérséklet, áramló mennyiség, és amérőperemen a nyomásesését, míg a mérőcellában az áramlásramerőlegesen elhelyezett mérőszondák érzékelik a gerjesztettlongitudinális síkhullám terjedési idejét és a közeg hőmérsékletét,majd az összes jelet galvanikus úton leválasztják, és számítógéppelfeldolgozzák. ŕ

Description

zására továbbítják, és számítógépes feldolgozással az olaj/víz tartalmat meghatározzák.

A berendezés mérőcellája úgy van kialakítva, hogy egyidejűleg mérik a szeparátor jellemzőit, nyomás, hőmérséklet, áramló mennyiség, és a mérőperemen a nyomásesését, míg a mérőcellában az áramlásra merőlegesen elhelyezett mérőszondák érzékelik a gerjesztett longitudinális síkhullám terjedési idejét és a közeg hőmérsékletét, majd az összes jelet galvanikus úton leválasztják, és számítógéppel feldolgozzák.

A találmány tárgya egyrészt eljárás térfogati olaj/víz tar- 10 talom szonikus úton történő meghatározására nyomás alatt, változó hőmérsékleten együtt áramló rétegolaj rétegvíz rendszerekben, különösen szeparátorokból távozó, tömbfázisaiban oldott gázt is tartalmazó termelvényeknél, valamint az a berendezés, amelyen az eljárás 15 megvalósítható, ahol a berendezésen a mérendő közeget átáramoltatjuk, a berendezés hőszigetelt mérőcelláján ezalatt érzékeljük a közegben hőmérséklet- és nyomáskompenzált időmérő és hőmérsékletmérő távadókkal az áramlásra merőleges longitudinális síkhullám tér- 20 jedési idejének és a közeg átlagos hőmérsékletének összetartozó értékeit, amelyeket a szeparátorműködést jellemző paramétereknek (mennyiség, hőmérséklet, nyomás) távadóikkal érzékelt értékeivel együtt használunk fel a robbanásveszélyes területtől galvanikus levá- 25 lasztókkal elválasztva, a térfogati olaj/viz tartalom pillanatnyi és kívánt időszak(ok)ra vetíthető átlagértékének meghatározására, számítógépes feldolgozással.

A bányászati gyakorlat szerint a termelvény víztartalmát úgy kell meghatározni, hogy a kitermelt gáz- és 30 olajból álló egész szénhidrogén-mennyiség is veszteség nélkül megállapítható legyen. A mérést ezért vagy a kútnál, vagy pedig közvetlenül az adott kúthoz tartozó gyűjtő- és szeparátorállomáson kell elvégezni. Ez történhet a kútszájon a termelvény háromfázisú állapotú- 35 bán, illetve a kútnál vagy a gyűjtőállomáson elhelyezett szeparátor után a gáztalanított termelvény(ek)nél, vagyis a szeparátor folyadékleeresztő, illetve olaj- és vízleeresztő ágaiban két-, avagy háromfázisú szeparátort alkalmazva. 40

A víztartalom meghatározása az esetek többségében a háromfázisú (gáz, olaj, víz) fluidumáramnak a gáztól globálisan elválasztott, kétfázisú részletén vagy részletein történik, vagyis kétfázisú vagy háromfázisú szeparátorral létrehozott olaj-víz tartalmú termeivé- 45 nyéknél, illetve olajban és vízben dús termelvényeknél a mérőszeparátorra kötött kút úgynevezett próbatermeltetése során, kútvizsgálata alkalmával használjuk, kivéve, ha ezt egyéb más körülmény indokolttá nem teszi (például sarkköri, fagyhatár alatti hőmérsékleti viszo- 50 nyok vagy mesterségesen fenntartott, úszó szigetek, tenger alatti lelőhelyek bokorfúrásos művelése).

Az olajiparban a gáztalanított termelvény térfogatát mérik, és gáz/olaj/víz tartalmát térfogathányadban/százalékban fejezik ki. Meghatározása közvetlen és közve- 55 tett mérési módszerekkel lehetséges. A közvetlen mérési módszer a minta olajrészének és vízrészének a szétválasztásán, a szétválasztott részek térfogatának a meghatározásán, mérésén alapszik. A közvetett módszereknél pedig a minta olaj/víz tartalmát a termelvény térfogati 60 olaj/víz tartalmától függően változó valamilyen anyagi jellemzője mérésével határozzák meg, az adott jellemző és a termelvény olaj/víz tartalma között létező, lehetőleg egyértelmű kapcsolat révén. Mindehhez figyelembe kell venni, hogy a kútáram olaj-, víz- és gáztartalma és így a gáztól már mentesített termelvény olaj- vagy víztartalma is sztohasztikus halmazt képez, és statisztikai paraméterekkel jellemezhető. Ezeket a halmazból vett minták (statisztika) alapján becsüljük. Ismeretünk ezért a becsült értékre terjed, és ritkán vonatkozik a halmaz egészére, miután az y(x_b x₂, x₃...x_n) minta 0<n<oc elemszámú lehet, és így sztohasztikusan tart a halmaz S várható értékéhez, vagyis azt csak végtelen elemszámú mintával, azaz a halmaz egésze ismeretében érheti el, amikor is |y—S|=>0, ha n=>cc. A mintaelemek azonban valamilyen oknál fogva hibásak is lehetnek, és ekkor a minta várható értéke a halmaz várható értékétől különbözni fog, végtelen mintaelemszám esetén is, és ez a b (S)=E {y}—S különbség az S paraméter torzítása. Ha E{y}=S teljesül S minden mintázott értékére, akkor a mintát az S paraméter torzítatlan becslésének nevezzük.

A közvetlen módszerek a fentiek szerint mindig valamilyen mechanikai mintavételen alapulnak, és ehhez az egy, néhány vagy néhány száz elemi mechanikai mintavételből vagy az adott időszak összes termelvényéből kialakított átlagmintát használják fel. így ennek a térfogata néhány tized litertől akár több m³-ig is kiterjedhet. Ez történhet helyben, úgynevezett tartályba termeltetéssel, majd az olaj-víz határ valamilyen módszer szerinti kijelölése után, a minta víz- és olajtérfogatának meghatározásával, vagy laboratóriumban a minta olaj- és víztérfogatát elkülönítve mechanikai (útépítéssel, centrifúgálással) vagy akár kémiai módszer (Kari Fischer, oldószeres desztillálás) alkalmazásával. Könnyen belátható, hogy a közvetlen módszerekkel csak a próbatermeltetéssel kinyert termelvény átlag olaj/víz tartalma határozható meg. Az olaj/víz tartalom alakulás folyamatos nyomon követésére nincs lehetőség, és hátrányos továbbá az is, hogy ez az átlagvíztartalom-érték is egy nagyon bizonytalan olaj-víz határ kijelölésen alapul, akkor ha a valóságnak megfelelően feltételezzük, hogy a termelvény főként olaj- és vízbázisú emulzióból áll, és állaga erősen függ a külszín hőmérsékleti viszonyaitól, míg a mechanikai mintavételezésen alapuló térfogati olaj/víz tartalom meghatározás más eseteinél az elemi mintaszám kevés az adott időszak hű átlagmintája kialakításához, tekintetbe véve azt is, hogy a szeparátor bizonyos mértékben átformálja és ciklusokba rendezi a termelvényt.

A termelvény olaj/víz tartalom alakulásának folyamatos nyomon követése, illetve különböző időszakokra

HU 223 277 Bl vetíthető átlagértékeinek a meghatározása csak a közvetett, automatikus mérési módszerekkel valósítható meg. Itt a termelvény térfogati olaj/víz tartalma szerint változó anyagi tulajdonságok sokfélék lehetnek. Ezek között szerepelhet az eredő villamos vezetőképessége, komplex dielektromos permittivitása vagy ennek komponensei, illetőleg hővezetésével, közegsűrűségével, tömegáramával, térfogatáramával arányosan mért jellemző paraméterei, vagy szonikus jellemzők és így tovább. Az ismert mérési eljárások jelentős részének legnagyobb hiányossága a különböző eredetű zavaró tényezőkkel szemben mutatott érzékenységük, amelyek hibás elemi mérési eredményekre vezethetnek, és ezáltal a végső eredményt torzítani tudják. Ezek közé sorolhatók a mérendő közeg pillanatnyi inhomogenitásával kapcsolatban jelentkező különféle zavaró hatások is, amelyek általában kihatnak a termelvény térfogati olaj/víz tartalma mérésére szolgáló anyagi tulajdonságára és/vagy a közöttük fennálló kapcsolatra is, amelyik jelentős módosulást is szenvedhet. Ez a kutak termelvényeinél általában úgy is jelentkezik, hogy bizonyos olaj- vagy víztartalom az összetett közeg anyagi szerkezetét is meghatározóan módosíthatja, és az abban beálló változások vezetnek az összefüggés megváltozásához. így például a kőolajban és rétegvízben levő természetes felületaktív anyagok kis víztartalomnál az olajfolytonos, nagy víztartalomnál a vízfolytonos fázisú emulziókat preferálják a kútáramban. Emellett azonban pillanatnyi inhomogenitás előállhat úgy is, különösen a szeparátorból távozó termelvényeknél, hogy a tökéletlen szeparálás miatt szabad gáz is megjelenik az említett olaj és víz tömbfázisokból képződő mikroformákon kívül és azok mellett juvenilis gázbuborékok és makroszkopikus gázdugók alakjában alkalomszerűen, vagy szisztematikusan is a termelvényben a folyadékleürítő szelep nyitása alkalmával kialakuló hirtelen nyomáscsökkenés hatására.

A kútszájon megjelenő termelvény olajon és vízen kívül eleve szabad gázt is tartalmazhat, változó mennyiségben az olajtelep működési rezsimje, leműveltségi foka és az alkalmazott termelési módszertől függően, így a kútszájra telepíthető nagynyomású mérőeszközöknek alkalmasaknak kell lenniük a térfogati szabadgáztartalom elkülönített meghatározására is, ezért összetett mérési rendszerűek, azaz legalább kettő olyan egymástól független anyagi tulajdonság mérése valósul meg bennük, amelynek alapján a háromfázisú, összetett közeg gáztartalma az egyik mért tulajdonságból, olaj- és víztartalma pedig a másik mért tulajdonságból és az anyagmérlegből következik. Mégis a termelvényben gyakori a víz-, illetve olajfolytonos fázisú emulziók jelenléte, amely erősen korlátozza a gáztól elkülönített, fennmaradó térfogathányadrésznek olaj- és víztérfogathányadra való pontos szétkülönítését, különösen kicsi olaj-, azaz nagy víztartalmak esetén. A két- vagy háromfázisú szeparátorokból távozó, gáztól már globálisan elválasztott termelvénynél alkalmazott kétfázisú mérőeszközöknél az érzékenység ezáltal fokozottabb. Ez a dielektromos mérőműszereknél a vízbázisú emulziókra az alkalmazást optimális esetben is 0-80 tf% víztartalomra korlátozódik, míg a rétegvíz sótartalmának a növekedése ezt a tartományt még tovább, akár 50 tf%-ra is lecsökkentheti, míg más mérőeszközöknél például az önrezgésszám mérésén alapuló zagysűrűségmérőknél ez a felső határ 90 tf% víztartalom felett kerül előtérbe, a termelvény kőolaj fázisának sűrűségével arányosan. De a rétegvízhez közeli nagy sűrűségű, vagy a víznél nagyobb sűrűségű kőolajoknál ez az érték jelentősen kisebb is lehet. A szeparátorokból távozó termelvény térfogati olaj/víz tartalom mérésnél tovább ronthatja a helyzetet a folyadékokban oldott gáz, illetve az azokból kivált gázbuborékok és a makroszkopikus gázdugók esetszerű megjelenése, amelyek szintén velük összefüggésben előálló torzított mérési jelek kialakulását eredményezhetik. Ez annak ellenére így van, hogy olyan mérőeszközök is alkalmazásra kerülnek, amelyek eleve két független mérési elvet ötvözhetnek rendszerükben, mint például a térfogatsűrűséggel arányos önrezgésszám, illetve a tömegárammal arányos Coriolis-erő mérésén alapuló egyesített mérőeszközök, ahol a nyomáskompenzálás hiánya az olaj növekvő gáztartalmával a kis víztartalom meghatározásának bizonytalanságát is eredményezheti. Ennek megfelelően állítható, hogy a jelenlegi gyakorlatban nincs olyan mérőeszköz forgalomban, amelyik egyetlen mérési elv alkalmazásakor a 0-100 tf% tartományt átfoghatná. Ugyanakkor az említett mérőeszközök, vagy egyéb használatban lévő eszközöknél a biztonságos működés áll csak arányban árkialakításukkal, és a beszerzési költséghez ezen túlmenően még egy igen tetemes működésbe állítási és felszerelési költség is járul, amely sokszor a mérőeszköz beszerzési árának harmadát vagy akár a felét is elérheti. De ennek ellenére a kútáram víztartalmával növekvő érzéketlenségük miatt nem tudnak igazodni az elvizesedett kőolajmezők világszerte diktálta pontossági követelményeihez, sem pedig aránytalanul nagy áraikkal a kimerült mezők költségviselő képességéhez. A fentieknek megfelelően tehát a mérendő közeg pillanatnyi inhomogenitása és anizotrópiája a térfogati olaj/víz tartalom és a mérésére szolgáló anyagi jellemző közötti kapcsolatot is befolyásolhatja, módosíthatja. Ez gyakran úgy jelentkezik, hogy az illető mérési módszer szerint generálódó mérőjel az áramló közegben torzul. Ez a torzulás a mérőjel energiájának nagysága, fajtája és természete szerint összefüggésben van a közeg, vagyis a termelvény térfogati összetételében, anyagi struktúrája - molekuláris, szubmikroszkopikus, mikroszkopikus és makroszkopikus felépítésében, illetve nyomásés hőmérsékletében, térfogatáramában beálló időbeli változásokkal a vizsgálati helyen, vagyis a mérőeszköz mintázóterében, azaz mérőcellájában.

Különböző eredetű és célú laboratóriumi vizsgálati eredmények ismeretesek. A vizsgálatok arra is irányultak, hogy összetett folyadékrendszerekben - oldatokban, mikro- és makroemulziókban - az egyes komponensek részarányát megállapítsák, akár a szonikus hullámok csillapodása, akár pedig terjedésének sebessége alakulása alapján. Ma még nem ismeretesek azonban olyan megoldások és összefüggések, amelyek érvényesek és kellően megalapozottak lennének a probléma tár3

HU 223 277 Bl gyalásához kiválasztott speciálisabb területeken. A szonikus módszerek eddigi olajipari alkalmazásának jelentős akadályát képezték a hullámterjedést jellemző paraméterekben - hullámteijedési sebességben, mérési jel amplitúdójában és alakjában keletkező jelentős torzulások a fent elemzett zavaró hatások miatt a szeparátorok termelvényeinél. Ezért a szonikus vizsgálatoknál egyéb, más területen elért eredmények és magyarázásukra korábban kialakított elméletek és elképzelések nem vihetők át közvetlenül a nyomás alatt, változó hőmérsékleten áramló olaj-víz rendszerekre térfogati olaj/víz tartalmuk meghatározásához, különösen ha a folyadékok tömbfázisai oldott gázt is tartalmazhatnak és abból esetszerűen gázbuborékok, gázdugók kiválása várható, és az emulziók is változtatják olaj- vagy vízfolytonos bázisukat a szeparátorokból történő távozásuk alkalmával. A szonikus olaj/víz tartalom meghatározásnak nincsenek a nyersolaj-rétegvíz rendszerekre vonatkozó megbízható kutatási eredményei. A vizsgálati eredmények csak az elkülönített egyes, tiszta komponensre és ezek vízzel képezett biner diszperz rendszereire vonatkoznak [HOWE, A. M., MACKIE, A. R., ROBINS, Μ. M.: J. Dispersion Science and Technology, 7 (2), (1986) 231-243. o.], amelyeknél a diszpergálódást a vízben oldódott mesterséges felületaktív anyag emulgálóhatásával, valamint mechanikai agitálással, impellátorokkal segítik elő. A különféle telített, telítetlen nyílt és zárt láncú cseppfolyós vagy megszilárduló szénhidrogén-komponensek eltérő sajátságaira való tekintettel, ezeknél a mesterségesen képezett és stabilizált rendszereknél, főként emulzióknál [BONNET, J. C„ TAVLARIDES, L. L: Ind. Eng. Chem. Rés. 26 (1987) 811-817. o.] vagy a folyékony szénhidrogének megszilárdulásával előálló diszperzióknál {[Mc CLEMENTS, D. J., POVEY, J. W.: J. Phys. D: Appl. Phys. 22 (1989) 38-47. o.], [DICKINSON, E., Mc. CLEMENTS, D. J., et al.: J. of Colloid and Interface Science, Vol. 142, No. 1, (1991) 103-110. o.]} kapott mérési eredmények igen ellentmondásosak, és emiatt kialakult elméletet vagy arra alapuló megbízható mérési módszert nem lehet találni. Még a tiszta szénhidrogén-komponensek és vízből előállított biner rendszereiknél sem, az akusztikus víztartalom meghatározása terén, nemhogy a szeparátorokból távozó kőolaj-rétegvíz rendszereknél, amelyek a nyersolajat tekintve az előbbieknél jóval bonyolultabb, multikomponensű rendszert alkothatnak, nemnewtoni áramlási tulajdonságúak, és oldottgáz-tartalmuk részben a könnyebb komponenseik kondenzációjából is származnak [ZHIJING, W., NUR, A. M.,: JPT. February (1990) 192-200. o.]. Utóbbiak miatt a mechanikai minta összetétele időben is jelentősen változhat, aminek a hatását a szonikus paraméterekre nehéz figyelembe venni, laboratóriumi ellenőrző vizsgálatoknál. Más esetekben viszont a nem szénhidrogén-víz-diszperz rendszerekre, például különböző szuszpenziókra (szénpor-víz, víz-higany) kapott vizsgálati eredmények tapasztalatai különféle olyan korrekciókra vezettek a hullámteijedés sebességének és a mérésijei csillapodásának előrejelzésekor, amelyek szigorúan csak ezekre a rendszerekre, és az itt igen eltorzult, kiélezett szituációkra érvényesek, a folyadékkomponensek nagyon eltérő sajátságai miatt. Például: sűrűség és hővezetés terén a higany-víz diszperziók [AHUJA, A. S.: J. Appl. Phys., Vol. 44. 11, (1973) 4863-4868. o.], [AHUJA, A. S.: The J. of the Acoust. Soc. of Amer. Vol. 51. No. 1. (1972) 182-191. o.], [BARRETT-GULTEPE, M. A., Mc CHARTY, J. L, YEAGER, Ε. B.: J. of Coll. and Int. Sci. Vol. 132. No. 1. (1989) 144-159. o.]. így a hullámszóródási jelenségek értelmezése az olaj-víz rendszerekre transzformált körülményeknél olyan szóródási jelenségeket tárt fel, amelyekben az előzőektől eltekintve az áramló közeg eredő, összetett viszkozitása és a komponensek viszkozitása más, meghatározó szerepet játszik, a folytonos és diszperz fázis között elhanyagolható sűrűségkülönbséggel, hővezetéssel, illetve a kompresszibilitásbeli eltéréssel együtt.

A fentieken túl az olajmezőkön a kutaknál vagy a szeparátoroknál lehetséges mérési feltételek és körülmények nem kedveznek a szokványos akusztikus mérés kivitelezésének feltételeihez sem. A robbanásveszélyes környezet miatti előírások csak kicsi energiabevitelt és fajlagosenergia-felhasználást engedélyeznek. A kutak és a szeparátorok szabadon álló létesítmények, ahol az igen szélsőséges időjárási körülmények és ezen belül az igen rapszodikusan változó hőmérsékleti viszonyok tovább bonyolítják az alkalmazkodási feltételeket, például hőmérséklet-kompenzációt a kihelyezett mérőeszközöknél. Emellett a csővezetékben áramló közeg egyrészről korrozív tulajdonságú, másrészről pedig anyagi összetevőiben olyan, amely a szonikus energiát elnyeli, ezért a hullámkeltéshez használt elektromechanikai vagy mágneses mechanikai átalakítóknál impulzusszerűen nagyobb elektromos vagy mágneses energia bevitelére lenne szükség, mint a hagyományos megoldásoknál. Ez antagonisztikus ellentétbe kerül a robbanásveszélyes területre érvényes korlátozásokkal. Mindezek természetesen odavezettek, hogy térfogati olaj/víz tartalom meghatározásban a szonikus mérési módszer már az automatikus mérések kifejlődésének kezdeti időszakában háttérbe szorult e módszemek egyéb, más területeken (például gyógyászat) történő felfutó trendű alkalmazásaihoz képest, és ezért még ma sem található ilyen méréselvű eszköz az olajkutaknál vagy a szeparátorállomásokon.

Ismertek viszont a tiszta komponensek és fázisok csővezetékben térfogat-áramlási sebességének a meghatározására és nyomon követésére, illetve a gázkutak homokolását észlelő és mérőeszközök és rendszerek megoldásai, valamint nyersolaj távvezetéki szállításakor a csőmeghibásodással kapcsolatos haváriák folyamatos figyelésére. Ilyenek a távvezetékeknél az olajra jellemző akusztikus hullámteijedési sebesség és a belőle felszabaduló szabad gázban jelentkező hullámterjedési sebesség nagyságrendbeli eltérése alapján működő műszerek [BULLION, L.: Pipe Line & Gas Industry September (1995) 27-28. o.]. Azonban az itt alkalmazott geijesztés és annak észlelése is vagy ferdeszögben történik a csővezetékben áramláshoz képest, vagy a csőfallal párhuzamosan, vagy magában a csőfalban, és a

HU 223 277 Bl beérkezési spektrum alakulása, illetve a csillapodás mértékének az alakulása megítélésében a csőfalban és a csőfal menti hullámterjedés szolgál összehasonlítási alapul. A nyomás és hőmérséklet mért értékeinek ismerete mellett a havária helyének és mértékének a megítéléséhez az olaj esetleges víztartalma nem képezi a vizsgálat tárgyát, és annak meghatározása a monitoring paraméterekkel kapcsolatban fel sem merül.

A probléma megoldására tehát olyan eszközökre van szükség, amelyek jóval egyszerűbbek és lényegesen olcsóbbak, ugyanakkor pontosságban sem maradnak el a vizsgált eszközök mögött. Különösen, ha a termelvény oldott gázt, és esetszerűen szabad gázt is tartalmaz. Kutatásainkat kiterjesztettük az elektromágneses hullámok alkalmazásán túl a szuperszonikus hullámok terjedésének a vizsgálatára is, arra való tekintettel, hogy ma már az elektronikában az időmérés 1 -2 nanoszekundum felbontással könnyen megvalósítható. így elképzelhető, hogy még a legkisebb csővezeték-átmérők nagyságrendjében megvalósuló időméréseknél is az egyes fluidumkomponensekben mutatkozó, néhány mikroszekundumra tehető eltérés. A hullámteijedési idők között már megfelelő pontosságú mérési információval szolgálhat, míg a hullámkeltő és észlelő közötti távolság csökkenésével a mechanikus és az elektromos zajok zavaró hatása, valamint az olaj-víz diszperz rendszerekben a gerjesztett hullám csillapodása sem lesz számottevő.

A fentiekből következően és a jelenleg alkalmazható mérési módokat vizsgálva megállapítható egyben az is, hogy térfogati tulajdonságok meghatározásakor legelőnyösebbnek a szonikus hullámterjedésen alapuló mérési módszer tűnik. A fenti felismert tulajdonságok az alkalmazott mérési feltételek között - kifejezetten előnyössé tehetők, így nagy a különbség a gáz- és a folyadékfázisban történő hullámterjedés között, illetve a síkhullám gerjesztésekor a fajlagos energiaabszorpciónak csak a mérendő közegtől való függősége az, ami miatt a szondák távolsága mindig megválasztható úgy, hogy a lehető legjobb felbontású időmérést nagy ismétlési gyakorisággal és megfelelő pontossággal lehessen végrehajtani.

A találmányunk célja - a fenti hátrányok kiküszöbölésére - olyan mérési eljárás kidolgozása, amely különösen alkalmas szeparátorral gázmentesített termelvények térfogati olaj/víz tartalmának megállapítására, a vele kapcsolatos mérési és kiértékelési feladatok kidolgozásával úgy, hogy a megvalósított mérési, adatfeldolgozási és kiértékelési módszer szerint a mérés tartományát az egész 0-100% térfogati víztartalom tartományára ki lehet terjeszteni, és az oldott gáz, valamint az esetszerűen jelentkező mikro- vagy makrogázbuborékok sem zavarják a mérést és az értékelés pontosságát.

A találmányunk további célja a mérési eljárásunkhoz olyan berendezés kialakítása, amelynek mérőcellája van, amely alkalmas a mérési eljárásban szükséges felbontású és mintázási gyakoriságú, szonikus paraméterek szolgáltatásához. E feladatot a berendezés mérőcellájában helyet foglaló észlelők, és ezek működtetésével a mérőcellára szerelt modulba helyezhető, egymástól elektromosan független, idő- és hőmérséklet-érzékelő távadók együtt oldják meg. További paraméterekről információt a helyszínen működő egyéb mérések távadói szolgáltathatnak, míg az értékelésben szükséges más információt a számítógépes kiértékelésre szolgáló program tartalmazhat, a telepbeli rétegolajak és rétegvizek minőségi jellemzői szerint a mérőszeparátorhoz tartozó kutakhoz rendelhetően.

A hullámterjedési időt vizsgáló kísérleteink során arra a felismerésre jutottunk, hogy a hullámterjedési időt, a szondatávolsággal és a piezokerámia vastagságával, valamint a piezokerámia átmérőjével összefüggésben változó, közismert jeltorzulások elkerülésével a szondák távolságától függő mérési gyakoriság nyújtotta egyedi, átlagos mérési pontosság szerint mérhetjük. Szonikus mérési módszerrel a közegáramlásra merőlegesen álló, egymástól a kívánt távolságra beállítható adó- és vevőszondával torzítások nélkül lehet érzékelni az adószonda bevezetésére adott tűszerű feszültségimpulzussal keltett mechanikai hullám megérkezését a mérendő közegbeli vevőszondához. A vevőszonda kimenetén ekkor megjelenő feszültségjel alapján meghatározzuk a szondák távolságára eső hullámteijedési időt, a szondatávolsággal és a piezokerámia vastagságával meghatározott felbontásban, a szondák távolságától függő mérési gyakoriság, valamint a szondatávolsággal és a piezokerámia átmérőjével meghatározott jellinearitások szerint, míg az adó-vevő szondák hatásvonalán kívül elhelyezett hőmérsékletmérő ellenállás biztosítja a mérőcellában a hőmérséklet és a longitudinális síkhullám terjedésidejének azonos helyen és időpillanatban történő meghatározását.

A vizsgálataink szerint arra a felismerésre jutottunk, hogy egy adott kút termelvénye a kút körüli zóna hasznostér-szerkezetével, pórusméret-eloszlásával és a rétegfolyadékokban oldott, természetes emulgeálóanyagokkal együtt, meghatározott módon biztosítja és stabilizálja a kút termelvényében előforduló olaj-víz emulziók cseppméretét és előfordulási mérettartományát úgy, hogy méreteloszlása globálisan egy adott mérettartományban marad a termelése alatt, és ennek megfelelően a szonikus mérési mód szerint generált mérőjelnek a frekvenciája mindig megválasztható úgy, hogy a mérőjel nagyságrendje az emulziók cseppmérettartománya szerint a statisztikai átlagképzés feltételeit is kielégítse. Ugyanakkor a kútáramban kialakult olaj-víz emulzió stabilitását jelentősen nem befolyásolja a csővezetéki szállítás, illetve a középnyomású, emulzióbontás nélküli szeparálás, amikor kétfázisú, gáz-folyadék szeparátorral gázra és folyadékra, illetve háromfázisú szeparátorral gázra, valamint vizes olajra és olajos vízre különítik el. Az olajban előforduló természetes felületaktív anyagok széles skálája általában támogatja mind az olaj-, mind pedig a vízbázisú emulziók létrejöttét, és ebben általában csak az a meghatározó, hogy melyik fázis képezi a termelvény túlsúlyát. Laboratóriumi kísérleteink alapján bizonyítható, hogy a természetes felületaktív anyagok, az emulziók nyers rétegolaj-rétegvíz határfelületein bizonyos fékezőhatást is kifejtenek, ami általában úgy jelentkezik, mintha a diszperz fázis viszkozitása jelentősen növekedne a folytonos fázis

HU 223 277 Bl viszkozitásához képest. Hasonlóan ahhoz, mint amikor MHz frekvenciához közeli vagy annál valamivel nagyobb frekvenciájú akusztikus hullámokat gerjesztünk.

Az előbbiekhez kapcsolódik az a felismerés is, hogy a szeparátor időszaki, ciklikus leürülése alkalmával a szeparátorból távozó termelvényáram időben mindig csak növekvő víztartalmat képvisel, mivel a gravitációs szegregáció ismert hatására a szeparátorba belépő kútáram globálisan, sűrűsége szerint igyekszik rendeződni, vagyis felülre a legkisebb, alulra a legnagyobb víztartalmú összetétel törekszik. Ez megvalósulhat egyetlen, folytonos fázisú emulzión belül vagy fázisinverzióval elválasztott olaj- és vízfolytonos emulziókban. Utóbbiakból egyértelműen következik tehát még az is, hogy a szeparátorból távozó folyadékfázis térfogati koncentrációja az előbbi trendet követve mindig 0<y<y_m közötti érték marad, ahol y_m a fázisinverzió kezdete, és y a térfogati olaj/víz tartalom, attól függően, hogy melyik a diszpergált fázis. Ez a felismert jelenség egyedül csak a szonikus hullámterjedésen alapuló olaj/víz tartalom meghatározás szempontjából kedvező, ahol a többszörös szóródásból eredő jeltorzulások elkerülésére csak a diszperz fázis koncentrációjának kell bizonyos értékhatár alatt maradnia, míg az értékelés pontossága független marad attól, hogy a víz vagy az olaj-e a diszperz fázis, mivel csak ennél a módszernél nincs hiszterézis a rétegvízre és nyersolajra elképzelhető sűrűségeknél. Más mérési módszernél, ezek között különösen a dielektromos elven mérő eszközöknél, a termelvény víztartalma és a mért jellemző közötti összefüggés nem egyértelmű, hanem hiszterézis jelentkezik attól függően is, hogy milyen típusú az emulzió és mekkora a folytonos fázis elektromos vezetőképessége.

A fentiekkel összefüggésben felismertük azt is, hogyha az olaj/víz tartalom meghatározásánál a szonikus eljárás alkalmazásakor, a szondatávolságra eső hullámterjedési időt legalább nanoszekundum felbontással lehet már megbízhatóan érzékelni, abban az esetben, ha megvalósíthatók a mérőcellában a közegáramlásra merőleges szondaelrendezéskor a longitudinális síkhullámterjedés feltételei az adóvevőszonda relációjában. Az utóbbi miatt csak a mérendő közeg abszorpciós tulajdonságai érvényesülnek, elsősorban a hullámterjedés energiafelhasználásában, és ezáltal beállítható egy olyan előnyös nagyságú és csak a mérendő közegtől függő energiaszint is az adószondánál, amelyik belül marad már a szeparátor környezetére érvényes robbanásveszélyű övezetre megengedhető energiaszintnél is, de amelyiknél torzításmentes összetételű, homogén mérendő közeg esetén a gerjesztett hullám a vevőszondához észlelhetően, és ugyancsak torzításmentesen megérkezik, míg az összetétel torzulásakor (gázbuborékok, gázdugók jelenléte) a hullám energiája a torzítást okozó inhomogenitásokon szétszóródva, majd abszorbeálódva a közegben, és ezáltal, az egyébként megfelelő energiaszinttel induló hullám, nem jut már el a vevőszondához észlelhetően. Ezzel az adott szondatávközre eső hullámterjedési idők közül eleve csak a torzítatlan összetételű termelvényhez, mint mérendő közeghez, tartozók jutnak további feldolgozásra, vagyis a torzított mintaelemek így automatikusan eltávolíthatók az adott időszak mérési mintájából, míg a fennmaradók a véletlen és szisztematikus hibákkal kevésbé terhelt, torzrtatlanabb átlagérték becslését támogatják. A hullámterjedési idő felbontásának a növelése a mérés lebonyolításához szükséges idő csökkentésével jár együtt, és ezáltal a mérési mintavételezésnek a sebességét is növeli. A torzított mérési eredmények eltávolítása, illetve a mintavételezési sebesség egyidejű növekedése egy irányban hatva, a torzítatlan elemi mérések számának növekedését eredményezi az adott időszakra vonatkozó mérési mintában, és ezzel végeredményben a konzisztens becslés jóságának ugrásszerű növekedését idézi elő a termelvény olaj/víz tartalma megállapításában.

A kitűzött cél, feladat és felismerések alapján találmányunk szerint megvalósítható a térfogati olaj/víz tartalom meghatározása. A kidolgozott eljárás és az azt megvalósító berendezés mérőcellájával érzékelni tudjuk a hullámterjedési időt és közeghőmérsékletet, és a feldolgozáshoz kicsatolt szeparátomyomás, gáz- és folyadék-térfogatáram távadókkal érzékelt mérési jeleinek felhasználásával a termelvény térfogati olaj/víz tartalom meghatározását. Ennek követésével a szeparátor anyagmérlege is kiszámítható, amelynek meghatározásában akár 0,2%-os pontosság is elérhető, valamint egyszerűbb viszonyok között, a mechanikailag mintavételezett laborminták térfogati olaj/víz tartalmának gyors, pontos meghatározására is lehetőség van.

Ezért kidolgoztuk a szonikus elvet felhasználó eljárást, amely különösen alkalmas szeparátorral gázmentesített termelvények térfogati olaj/víz tartalma megállapítására a vele kapcsolatos mérési és kiértékelési feladatok kidolgozásával úgy, hogy eredményeként az olaj/víz tartalom folyamatos nyomon követésére és meghatározására lehetőség van a termelvény egész 0-100% térfogati víztartalom tartományában. Amikor a szeparátorból távozó termelvényt (kétfázisú gáz-folyadék szeparátor), illetve termelvényeket (háromfázisú szeparátor esetében) a csővezetékbe épített készülék hőszigetelt, hőmérsékletés nyomáskompenzált, a hullámteijedési időt érzékelő berendezés mérőcelláján vezetjük keresztül, és ez idő alatt észleljük az átlaghőmérsékletét hőmérsékletmérő ellenállással. A hullámteijedési időt a közegáramlásra merőlegesen, az áramló közegbe benyúló elektromechanikai szondákkal észleljük, amelyeknél az adószonda, illetve vevőszonda átmérője 0,005 m<D<0,03 m, célszerűen 0,01 m, piezokerámia, egymástól 0,8D<L<8,5 D távolságra van elhelyezve, és 50 ns<t<300 ns idő alatt, 11 V<U<50 V, célszerűen 20 V elektromos impulzussal, azt 5-150 millió alkalom/nap, előnyösen 50 millió alkalom/nap gyakorisággal, igen kis energiájú, előnyösen longitudinális síkhullámot gerjesztve. Ennek mérendő közegbeli megérkezését a vevőszondához θ idő múlva észleljük, a vevőszonda piezokerámiája által érzékeljük a nyomáshullám hatására gerjesztett feszültségjellel, és így meghatározzuk a szondák közötti távolságra eső, és a szondák távolságától, a piezokerámiák e távolságra eső vastagságától és átmérőjétől is függő frekvenciájú síkhullám terjedési idejét. Megfelelő nagy felbontással és időbeli mérési gyakorisággal a mérőcellára erősített,

HU 223 277 Bl hőmérséklet-kompenzált idő- és hőmérséklet-érzékelő távadóval, amelyek így a termelvény szonikus elven működő víztartalom meghatározásában legalapvetőbb két paraméter összetartozó értékpáijait szolgáltatják, analóg vagy már digitalizált mérőjelekké transzformáltan, majd kicsatolva a szeparátorok robbanásveszélyes övezetéből, megfelelő leválasztóeszközökkel, amelyek egyúttal a távadók kétvezetékes megtáplálását is szolgáltatják. A termelvény y pillanatnyi olaj- és 1-y víztartalmának meghatározásakor - a torzításmentes θ hullámteqedési időt felhasználva - megállapítjuk az y pillanatnyi olajtartalmának értékét négyzetes becsléssel az alábbiak szerint:

_y=(02_0_v2)/(0_o2_0_v2) (1) ahol y - a pillanatnyi olajhányad közelítő értéke θ₀ - hullámteqedési idő rétegolajra θ_ν - hullámteqedési idő rétegvízre θ - a pillanatnyilag mért hullámteqedési idő

Itt a kőolajkomponensben elsősorban a termelvény hőmérsékletével, másodsorban nyomása szerint azonos állapotban az oldott gáz hatását is figyelembe véve a 0 hullámterjedési időt a θο=θο°(Ρο⁰)+αο(Ρο°)·'+βο(Ρο^θ)·ΐ8 P (2) ahol p0 - olaj sűrűsége a₀ - olajban a hullámterjedési idő hőmérsékletfüggéséhez tartozó konstans t - hőmérséklet p - nyomás p₀°- rétegolaj sűrűsége standard állapotban (1,0132 bar, 0 °C) β₀ - olajban a hullámteqedési idő nyomásfüggéséhez tartozó konstans

0_O°- rétegolajra a hullámterjedési idő standard állapotban (1,0132 bar, 0 °C) alakú (2) összefüggéssel határozzuk meg.

Felismerésünkkel és tapasztalatainkkal megegyezően, mely szerint a szeparátorokban alkalmazott, monoton nyomásváltozásoknál a nyersolajban a hullámteqedési idő előrejelzésekor nagyobb szerepet kap az adott nyomásra jellemzően a szeparálás után visszamaradó oldottgáz-tartalom és a hőmérséklet, amely változását a külső körülmények is megszabják, és így változásaik rövid időn belül néhány tíz °C nagyságrendet is elérhetnek. A vele azonos nyomáson és hőmérsékleten lévő rétegvízkomponensben a hullámteqedési idő elsősorban a hőmérséklettől függ, és a rétegvízkomponensben oldott sók hullámteqedési időt csökkentő hatását a rétegvízben oldott gáz terjedési időt növelő hatása kompenzálhatja, ezért a rétegvízkomponensben a hullámteqedési időt elég a desztillált vízre közelítő értékkel figyelembe venni a rétegvíz atmoszferikus sűrűsége szerint vett korrelációs értékekkel. A rétegvíz hullámteqedési idejét a θ_ν=θ_ν°(ρ_ν ^θ)+α_ο0/(1 + 10 tj+civ!-t+a_v2-t² (3) ahol p_v°— rétegvíz sűrűsége standard állapotban (1,0132 bar, 0 °C θ_ν ^θ - hullámteqedési idő rétegvízre standard állapotban (1 bar, 0 °C) a_v - a rétegvíz hőmérsékletéhez tartozó konstans t - hőmérséklet alakú (3) összefüggéssel határozzuk meg.

A (2) és (3) számításokban a lineáris korrelációs összefüggéseket a θ₀° (ρ_θ«), β₀(ρ₀), θ(ρ_ν), α_ν(ρ_ν) a kút folyadékpárra, a kúttal megnyitott termelőszint vagy telep folyadékpárra, a végzett laboratóriumi vizsgálatok alapján ρ_ΟΓ=Ρο^θ/Ρν^θ relatív sűrűséggel számoljuk, míg az olajhányad pontos értékét y_p=f(y, p_or) tapasztalati összefüggésből és még célirányos üzemi kísérletek adatainak statisztikai feldolgozásából határozzuk meg az elérni kívánt pontossággal, az Por=Po⁰/Pv° értékeinek az ismeretében.

Az összefüggésekben szereplő p közegnyomást a szeparátornál végzett gáznyomásmérésből kapjuk, míg a t hőmérsékletet a mérőcellában mért átlaghőmérséklettel vesszük figyelembe.

A továbbiakban y pillanatnyi térfogati olajhányad négyzetes becsléssel, (1) összefüggés szerinti közelítő értékét, amelyekben szereplő paramétereket a (2) és (3) összefüggések szerint pontosítunk, bemenőadatként használva kiszámítjuk az y pillanatnyi térfogati olajhányad pontos értékét az általunk felállított y_p=f(y, p_ov) dimenzió nélküli összefüggést használva, amely szerint számolt görbesereg a p_or vízhez viszonyított olajsűrűség-növekedése szerinti lefutásban a 3. ábrán lett feltüntetve.

Az y_p=f(y, p_or) összefüggést laboratóriumi kalibrálás alapján, és az idevonatkozó több mint 50 Gbyte üzemi mérési adathalmaz célirányos, statisztikai feldolgozásából nyertük a pontos olajhányadok ismeretében.

Az előbbi összefüggés használatát az is indokolja, hogy a szeparátorürítéseknél jelentkező közegmozgásban a nagy nyírási sebességek miatt a termelvény, mint összetett közeg eredő viszkozitása jelentősen csökken, mert az eredetileg nemnewtoni tulajdonságú közegáramlás közben newtonivá válik, és ezáltal nincs jelentősebb fáziskésése a szonikusan generált jelnek igen kicsi sűrűség- és nyomásváltozások között, míg a természetes felületaktív anyagok a termelvényben stabilizálják az olaj-víz határfelületeket nagyfrekvenciás elmozdulásokkal szemben. Ezért a térfogati olaj/víz hányad (1) összefüggés szerint történő előrejelzése a diszperz fázisra mintegy 15-25 térfogatszázalékig, vagyis a kis olaj- és a nagy víztartalmakra pontos különösen a kisebb kompresszibilitású olajoknál, utána pedig tájékoztató jellegű, és így felhasználásával pontos értéke is megkapható az általunk korábban meghatározott, dimenzió nélküli összefüggésből a rétegolaj vízhez viszonyított sűrűsége ismeretében. A hullámteqedési idő és a közeg átlagos hőmérsékletének összetartozó értékeit tehát a szeparátorműködést jellemző egyéb paraméterek helyszínen lévő távadóival érzékelt értékeivel együtt használjuk fel adatbázisként a pillanatnyi térfogati olaj/víz tartalom meghatározására, illetve a kívánt időszak(ok)ra vetíthető átlagértékek meghatározására.

Ezeket az átlagértékeket program szerint tároljuk. Mérés alatt a pillanatnyi bemeneti adatokat is tároljuk. A fenti számítások elvégzésekor a hullámteqedési idő és a közeg átlaghőmérsékletének mért jelein kívül a térfogati olaj/víz tartalom előrejelzése, pontosítása is szükséges, a lassabban változó másodrendűén fontos paraméterek - mint a szeparátomyomás, folyadék-térfogat7

HU 223 277 Bl áram - már meglévő mérőjeleit a telepített távadók jeleiként felhasználjuk. Az így gyűjtött adathalmaz információtartalma a megállapított térfogati olajtartalommal együtt alkalmas már a szeparátor mindenkori térfogati anyagmérlegének a felállítására is, és ezek alapján a napi átlagos fluidhozamok előrejelzésére is, amit a mérési program kútvizsgálataként automatikusan készít.

Tekintettel arra, hogy a nyers rétegolaj-rétegvíz keverékek megjelenési formái statisztikai halmazt képeznek, ezért a rájuk jellemző hullámterjedési időt igen nagy gyakorisággal kell meghatározni. Ezen túlmenően a termelvényben és a tiszta rétegolaj-rétegvíz komponensekben mérhető hullámterjedési idők alakulásában az egyik leglényegesebb paraméter a hőmérséklet, ezért célszerűbb azonos helyen és időpontban az összetartozó hullámterjedést idő és hőmérséklet értékpárokat együtt vagy külön a kívánt felbontással és gyakorisággal meghatározni.

A találmányunk szerinti szonikus mérési eljárás megvalósítására alkalmas berendezés olyan kialakítású, hogy az áramlásra merőleges longitudinális hullámterjedési idő folyamatos érzékeléséhez a szonikus jelet mérő mérőcellája hőszigetelt kialakítású, és a hullámterjedési idő meghatározására szolgáló piezoelektromos szondák hőmérséklet- és nyomáskompenzáltak, emellett mechanikai és elektromos zaj csökkenését eredményező megoldásúak a nagy felbontású pontos mérések elvégzéséhez úgy, hogy a mérőcellában a piezoelektromos szondák elrendezése és egymástól mért távolsága úgy van kialakítva, hogy nagy mintavételezési sebességet, tehát már legalább 1,4 kHz gyakoriságú hullámterjedési idő mérését is lehetővé tegyék. Ugyanakkor a hullámterjedési idő és közeghőmérséklet egyidejű, egy adott térfogatban történő meghatározásának a biztosítására, a hőmérsékletmérő ellenállása a mérőcella mintázóterében van elhelyezve az áramló közeg átlaghőmérséklete követéséhez, míg a fémtokozatban a mérőcellára erősített komplex modulba helyezett, hibrid kivitelű, nyákra szerelt, egymástól elektromosan független, hullámterjedési idő- és hőmérsékletmérő és kijelző távadói a hozzácsatolt, átalakított mérési és adatkezelési elrendezéssel a szonikus úton történő térfogati olaj/víz tartalom meghatározásához szükséges paramétereket, valamint kiértékelésre használt összefüggésekhez szükséges paramétereket, az adott szeparátort kiszolgáló távadók mért jeleiként kicsatolják a közös adatfeldolgozó és megjelenítőegységre. Ezekkel a jelekkel a számítógépbe telepített mérési program elvégezhető. Az így kialakított elrendezés nagy előnye, hogy egy számítógépre közvetlenül három kártyavezérlő, közvetve pedig 25 PCL-rendszerű mérő-átalakító kártya csatlakoztatható, és így egyszerre, egymással párhuzamosan, vagy függetlenül egymástól a kártyáknak megfelelő számú mérőkészülék, illetve mérőszeparátor kiszolgálása végezhető el a mérési adataik tetszés szerinti megjelenítésével vagy archiválásával együtt.

A mérőcella észlelőit kiszolgáló, a hullámterjedési időt érzékelő és kijelző, valamint a hőmérsékletmérő ellenállással, a mérőcellában a közeg hőmérsékletét kijelző komplex távadókból álló megoldás előnye, hogy a hullámterjedési időt kijelző távadó mérőjele a feladatok időszükségletének biztosítására előnyösen 60 ps mérés és 650 ps tartás - mért eredmény kijelzése - mintegy 1,4 kHz frekvenciájú periódusokkal, időben folyamatosan ismétlődik, miközben a kijelölt időszükségletek arányainak megfelelően aszimmetrikus jelkitöltésű, amelyik egy végfokozatú erősítőn keresztül, előnyösen 200 ns felfutási idejű, 300 ns-500 ns szélességű háromszögimpulzusként jelenik meg a mérőcellában, az adószonda bemenetén, gerjesztve annak piezokerámiáját, míg ezzel egy időben indítja a mérőkondenzátor feltöltését is hőmérséklet-független referenciafeszültséggel biztosított áramgenerátor konstans áramával. Ezáltal a hullámteijedésnek vevőszondához érkező pillanatában a mérőkondenzátor feszültsége arányos lesz a gerjesztés és beérkezés közben eltelt hullámterjedési idővel, és a távadó kimenő áramjelét szolgáltató áramgenerátor áramával is. Miután azt az említett feszültség vezérli, ahol a mérés és mérésieredmény-kijelzés, valamint az új mérés feltételeinek a ciklus reprodukálásának biztosításához logikai egység kapuzóáramköre vezérli az időben elkülönülő áramköri folyamatokat, az áramköreik kapcsolói működtetésével. Míg a logikai egység bistabil tárolóit műveleti erősítőn keresztül az adószonda piezokerámiájára vitt, illetve a vevőszonda piezokerámiáján ébredő feszültségjelek, vagy ezek hiányában az ütemadó generátor jele vezérli.

A hőmérsékletmérő kijelző távadó kialakítása olyan, hogy a hőmérsékletet érzékelő ellenállást a rajta átmenő, állandó árammal, az ellenállás hőmérsékletarányos változásának megfelelő feszültségjellé alakítja át, és ennek egy jelentősen nagyobb felbontásúra felerősített jelével vezérli a távadó kimenő áramjelét biztosító áramgenerátort. Hőmérséklettől függetlenül állandó referenciafeszültséggel biztosítja az áramgenerátor áramának állandóságát, amelynek az áramkörében a hőmérsékletmérő ellenállás van.

A fenti távadók kialakítása olyan, hogy felépítésük felületszerelési technikával, miniatűr alkatrészekkel történt közös nyáklemezre szerelten, külső alkatrészekkel a végleges kalibrálásukra, de mégis egymástól elektromosan függetlenül, külön műanyag, előnyösen makrolontokban, kvarchomok kitöltéssel és szilikongumi lezárással, hibrid modulonként, és ennek megfelelően mindig egységes hőmérséklet uralkodik bennük. így nem érzékenyek a külső környezet hirtelen végbemenő hőmérséklet-változásaira.

A találmányunk szerinti térfogati olaj/víz tartalom meghatározási eljárást és az eljárást megvalósító berendezésnek a hullámterjedési idő és az átlaghőmérséklet mérésére szolgáló kialakítását az alábbi kiviteli példákkal és ábrák alapján ismertetjük.

1. ábra: a térfogati olaj/víz tartalom meghatározására szolgáló berendezés működési sémája.

2a-2d. ábrák: a berendezés mérőcella-kialakítása.

3. ábra: a korrelációs függvény.

4. ábra: a mérési eredményt ábrázolja.

5. ábra: közös mérőfej, több elemi mérőcellával.

Az 1. ábra ismertetése

A találmányunk egy lehetséges megoldásának elvi sémáját az 1. ábra szerinti térfogati olaj/víz tartalom

HU 223 277 Bl meghatározására kialakított SZ berendezés ismertetésével és működési elvével mutatjuk be. A szeparátorból a gázfázist elvezetve méljük a P nyomásmérő és távadójával a szeparátor nyomását. A T hőmérsékletmérő és távadójával a hőmérsékletét mérjük, és mérjük a gázáram mennyiségét az M mérőperemmel, a mérőperemen létrejövő ΔΡ nyomásesést, mint mért jelet távadóval a többi mért jellel együtt kicsatoljuk a nem robbanásveszélyes területre, galvanikus leválasztókon keresztül. A kicsatolt jelek a galvanikus leválasztok jelkiadóján I áramjelként, kimenőjelként adódnak, amelyek egyben a feldolgozó PC bemenőjelei.

A folyadékelvezető vezetékébe építjük be a Q mennyiségmérőt és távadót, az 1 mérőkészüléket a hozzá tartozó 29 hullámterjedést időt érzékelőt és távadót, és a 31 hőmérséklet-érzékelőt és távadót, az SZ berendezéssel egy egységben. A távadók jeleit kicsatoljuk a nem robbanásveszélyes területre galvanikus leválasztókon át, így a kicsatolt gázoldali és folyadékoldali I jeleket a feldolgozó számítógép bemenőjeleiként fogjuk fel, és végezzük el a kívánt, program szerinti feldolgozást.

Az 1. ábra szerinti megoldásnál a kétfázisú gázfolyadék mérőszeparátomál alkalmazott SZ berendezés és 1 mérőcellája került beépítésre, és ismertetjük a szeparátorműködést, a találmányunk szerinti mérési eljárással és a szeparátor eredetileg is meglévő műszerezésével.

A mérőszeparátor hat telepből álló olajmező mintegy 36 termelőkútjának kútvizsgálatát látja el, ezért a 8-24 órás próbatermeléshez a kutak fizikai leválasztása szükséges a mérőszeparátorra, ami a befutósor szakaszolásával történt, míg a többi kút termelvénye a vele párhuzamosan telepített közös szeparátorra került. A mérőszeparátorhoz a befútósoron kiszakaszolt szabad gázból, rétegolajból és vízből álló kútáram érkezik, ami a szeparátorban megszabadul a szabad gáztól, és sűrűsége szerint felül olajban, alul vízben dús közegre különül szét. Eközben a folyadékokban oldott gázok egy része eltávozik belőle.

Az elkülönült gáz a szeparátorból folyamatosan átáramlik az M mérőperemen. A mindenkori gáztérfogatáramot az M mérőperemnél, a gáz perem előtti hőmérséklete T, nyomása P és a mérőperemen létrejövő nyomásesése ΔΡ jellemzi.

A szeparátorból a gázától globálisan elválasztott, olaj és víz keverékéből álló termelvény a folyadékelvezető csövén ürül ki, Q mennyiségmérő és az SZ berendezés után a leeresztőszelep nyitásával. A szelep működését a szeparátorban beállított folyadékszint vezérli, a szeparátor általában ciklikus működése szerint a vizsgált kút termelési rezsimjével összhangban.

A folyadékelvezető csőben a Q mennyiségmérő méri a folyadékáramot, amelyet átvezetünk az SZ berendezés 1 mérőcelláján, amelyben az áramlásra merőlegesen, egymással szembehelyezett adó-vevő szondapár van beépítve, a 29 hullámterjedési időt érzékelve, ns felbontással vagy 1,4 kHz mintavételi gyakorisággal szolgáltatja az érzékelő 4-20 mA egyenárammá alakított jelét. Az 1 mérőcellában elhelyezett 31 hőmérséklet-érzékelő és távadó az áthaladó közeg átlagos hőmérsékletét 0,05 °C felbontással érzékeli, és hasonlóan nagy, 1,4 kHz mintavételi gyakorisággal szolgáltatja az érzékelő 4-20 mA egyenárammá alakított jelét a 31 hőmérséklet-érzékelő és távadóval, míg az olaj/víz tartalom meghatározásban kevésbé fontos, lassabban változó további paramétereket, a helyszínen a szeparátor meglévő P nyomásmérő és távadó, T hőmérsékletmérő és távadó és az M mérőperemen mért ΔΡ nyomásesést mérő távadó 4-20 mA egyenárammá alakított mért értékeivel biztosítjuk. Valamennyi paraméter mérési értéke folyamatosan számítógépre kicsatolva kerül további feldolgozásra, a számítógép memóriájába telepített programoknak megfelelően.

A 2a-2d. ábrák ismertetése

Az ábrákon bemutatjuk a hullámterjedést idő és közeghőmérséklet érzékelésére szolgáló SZ berendezésünk egy lehetséges kiviteli alakját, amely d=0,025 m-0,05 m belső átmérőjű csővezetékekben alkalmazható.

Az SZ berendezés 1 mérőcellavégeire 2 peremmel és 3 csavarkötéssel erősített, 4 hőszigetelő korongok vannak elhelyezve, amit az áramló közeg felőli oldalon 5 „O” gyűrű tömít. A szereléskor függőleges 1 mérőcella végén a külső korongra 6 tartólemez kerül, amire 26 fémtokozást helyezünk el, ahová behelyezett 29 hullámterjedést időt érzékelő és távadó, valamint a 31 hőmérséklet-érzékelő és távadó, egyetlen komplex modult képez, hermetikusan elzárva a környezettől, a robbanásveszélyű tér előírásainak megfelelően. A 1 mérőcellájához a termelvény időbeni mintázására alkalmas 7 karimás folyadékvezető cső csatlakozik, szimmetrikusan két oldalról elhelyezve, az 1 mérőcella falához rögzítve. Az adó- és vevőszondák áramlásra merőleges hatásirányának a biztosítására az 1 mérőcellán belül, két oldalról a mérőcella falába, 36 „O” gyűrűvel tömítve, egy-egy 8 elektródatartó csavar kerül felerősítésre egymással szemben, egytengelyűén, a 7 karimás folyadékvezető csövek, valamint az 1 mérőcella forgástengelyeire is merőlegesen. Az egyes 8 elektródatartó csavarok furatába helyeztük az adó-vevő szondákat, amelyek, a felmerülő szimmetrikus természetű feladat ellátására és cserélhetőségük érdekében is előnyösen, minden tekintetben, egymással azonos felépítésűek. A szondákat 9 korrózióálló fémcső tartja, a 8 elektródatartó csavarok furatában, amelynek elektromechanikai átalakítója előnyösen 10 piezokerámia, amit 11 műanyag tokozás rögzít a 9 korrózióálló fémcsőhöz, és a 11 műanyag tokozás menetes végén kialakított fészekben 12 hollandival leszorítandó 13 „O” gyűrű tömíti, a nyomás alatt áramló, korrozív közeg beszivárgása ellen. Az elektromos szigetelés és zajvédelem céljából a 10 piezokerámia negatív fegyverzetét és a 9 korrózióálló fémcsövet 14 negatív fegyverzet vezetéke kapcsolja fémesen össze, és ez a 11 műanyag tokozás alatt halad, míg a 15 korrózióálló acélkúp 16 hollandival a 8 elektródatartó csavarhoz fémesen is hozzárögzíti a 9 korrózióálló fémcsövet, és ezzel a kerámia negatív fegyverzetét előnyösen a szeparátor földbe süllyesztett csővezetékére földeli. A 10 piezokerámia pozitív fegyverzetét - az áramló közegtől elszigetelten - a 11 műanyag tokozáson belül, a 9 korrózióálló fémcső furatán vezetjük ki a

HU 223 277 Bl hozzáfoirasztott, 17 teflonborítású vezetékszállal, amelyik így a 18 földelt vezetékkel együtt, 19 kettős gumiszigetelésű kábellel csatlakozik a légmentesen záró 26 fémtokozás 27 és 28 hullámteijedési idő távadójának tömszelencéin keresztül a 29 hullámterjedési időt érzékelő és távadójához.

A szondák hatásvonalán kívül az 1 mérőcellába a B részleten bemutatott 20 „O” gyűrű tömítéssel, menetesen becsavarható 21 fémtokban van a hőmérsékletérzékelő 22 Pt.100 ellenállás, amelynek kivezetéseit 23 alakos gumi tömíti, 24 hollandival leszorítva, és 25 kettős gumiszigetelésű kábellel csatlakozik 30 tömszelencén keresztül a 26 fémtokozásban ugyancsak műanyag körülöntéssel tömített, makrolontokban elhelyezett 31 hőmérséklet-érzékelő és távadóhoz úgy, hogy végül az elektromosan független, és a műanyag tokban, kvarchomok körülöntéssel és szilikongumi lezárással is védett 29 hullámterjedési időt érzékelő és távadó és a 31 hőmérséklet-érzékelő távadó áramkörei közös NYÁK-lemezre szereltek, és végső kalibrálásukhoz külső alkatrészekkel vannak ellátva, míg ugyanakkor az áramköröknél beépített diódás híd gondoskodik a polaritásérzéketlen táplálásról, a szabványos 4-20 mA-es egyenáramú vagy digitális kimenetű, kétvezetékes kialakításkor a 26 fémtokozás falában lévő 32 tömszelencén keresztül, csatlakozva a nem robbanásveszélyű környezetbe helyezett galvanikus leválasztókhoz.

A hullámteijedési idő érzékeléséhez az adószonda piezokerámiája - feszültségimpulzus hatására longitudinális hullámot gerjeszt, amelyik a vevőszondánál a mérendő közegben megjelenik 0 idő múlva, és piezokerámiájában feszültséget gerjeszt. A 29 hullámteijedési időt érzékelő és távadó kimenőjele ezzel a szondatávolságra jutó, θ hullámteijedési idővel arányos.

A 31 hőmérséklet-érzékelő távadó a hőmérsékletészleléshez 22 Pt.100 hőmérő ellenállást használ, és kimeneti árama a hőmérséklettel lineáris kapcsolatban van 0... 100 °C, illetve 4.. .20 mA működési határokkal.

A 3. ábra ismertetése

Az ábra vízszintes tengelyén a négyzetes becsléssel kapott olajtartalom közelítő értékét, a függőleges tengelyén pedig a kísérletileg meghatározott pontos értékét tüntettük fel tf%-ban. A rétegolajnak rétegvízre arányított atmoszferikus sűrűsége szerint az ábrán kiválasztható az éppen használt nyersolajhoz tartozó görbe, amikor is a kiválasztott y_p=f(y, p_or) görbe kapcsolatot teremt az olajtartalom (1) négyzetes becsléssel kapott közelítő y értéke és annak valódi y_p értéke között. A mérés viszonyaihoz tartozó nyomás és hőmérséklet hatása még az y érték kiszámításánál lett figyelembe véve az (1) egyenlet jobb oldalán szereplő olaj- és vízbeli hullámterjedés előrejelzésekor a (2) és (3) egyenletek használatával. Az ábra vízszintes tengelyén a mérőfejen átáramló közeg hőmérséklete és nyomása szerint már kompenzált, kvadratikus becsléssel kapott olajtartalom lett térfogatszázalékban feltüntetve, míg az ábra függőleges tengelyén a vizsgált közeg tényleges olajtartalmát tüntettük fel.

A 3. ábra y_p=f(y, p_or) összefüggéseit laboratóriumi kalibráláshoz állítottuk elő az olajmező 6 telepét megcsapoló mintegy 36 db kútból származó folyadékminták felhasználásával, de ugyancsak felhasználásra kerültek az üzemi kísérletek rögzített adatai is, több mint 50 Gbyte terjedelmű mérési adathalmaz célirányos statisztikai feldolgozása útján. A 0,7<p_or<l,l intervallum 6 db görbével fedhető le az olaj minősége szerint.

A 4. ábra ismertetése

Az 1. ábra szerint ismertetett mérési eljárás kísérleti megvalósításakor a szeparátorok mechanikus mintavételezéseit automatikusan végeztük, és 80-120 db elemi mintából egyesített, 1 dm³ térfogatú kútminta olaj- és víztartalmát laboratóriumban határoztuk meg, a minta olajra és vízre szétválasztott állapotában, az olaj- és a víztérfogatok ismeretében. A vizsgálat időszakára a szonikus mérőberendezésünk sorba volt kötve az említett mintavevőn kívül a termelvény tömegárama és térfogatsűrűségének mérésére szolgáló mérőeszközzel (Net Oil Computer - NOC), amelynek számolóműve a pillanatnyilag mintázott és mért bemeneti adatok alapján a termelvény vízszázalékát, olajszázalékát és hozamát is szolgáltatta egyidejűleg.

Az összehasonlító vizsgálat 6 olajtelep mintegy 36 termelőkútján történt, és az éves időszak alatt az ábra szerinti eredményt szolgáltatta. A kutak próbatermelésekor a NOC által meghatározott és tf%-ban kifejezett átlagos víztartalom függvényében tüntettük fel a szonikus berendezéssel mért és meghatározott, valamint a mechanikus mintázás útján kapott átlagos víztartalmat tf%-ban. A mérési eljárásunk szerinti eredmény (feketén ábrázolt pontok) olajminőségtől és a kúttermelési rezsimtől függetlenül igen jó, R²=0,98 korrelálhatóságot mutatott a jelenleg is csúcstechnikát képviselő NOC-kal, míg a mechanikus mintázás eredményei (üres karikával jelzett pontok) rendkívül szórtak, és a NOC-hoz képest és azzal adott R²=0,36 érték a korrelálhatóság hiányára utalt. Utóbbit magyarázzák a mintázás körülményei, a csekély 70-150 db elemi mintából kialakított átlagminta 24 órán át tartó próbatermelés alatt.

Az ábrán megmutatott mérési eredmény a NOChoz viszonyított, jól egyező értékeinek meghatározásánál a 3. ábra szerinti f(y, p_or) dimenzió nélküli paraméterek függvényeit használtuk fel a mérési eredmények további pontosításához.

Utóbbiak kiválasztása és használata automatikusan történik a számítógépes programban.

Az 5. ábra ismertetése

Az 5. ábra szerinti közös mérőcella egy kétfázisú, gáz-folyadék szeparátor 6”-os ~0,15 m átmérőjű folyadékelvezető ágába került beépítésre a térfogatmérő és a leeresztőszelep közé az 1. ábrához egyébként teljesen hasonló helyi szeparátor-műszerezés mellett. Különbség csak a 33 mérőcella kialakításában van. Az ábra szerint a 33 közös mérőcella két végén karimával építhető be a 6”-os vezetékbe. A 33 közös mérőcella szimmetriatengelye a vezeték tengelyvonalát követi. Belső átmérője d a vezeték belső átmérőjével azonos. Benne négy 34 elemi mérőcella foglal helyet. Ezek mindegyike szondapárt tartalmaz, a hőmérsékletmérő ellenállások az elemi cellát határoló tartócsövek belsejében foglalnak helyet, egymással sorba kötve a 34 elemi mérőcella súlypontjára vonatkozó átlaghőmérséklet meg10

HU 223 277 Bl határozására. A 34 elemi mérőcellák forgástengelye a 33 közös mérőcellában sugárirányú. A 33 közös mérőcella fala mentén alul, felül, oldalt és középen helyezkednek el úgy, hogy az egyes 34 elemi mérőcellák forgástengelye a 33 közös mérőcella forgástengelyére merőlegesen áll. Ezzel egyértelműen a vizsgált pontokban a 34 elemi cellák tengelye a pontbeli eredő közegmozgásra is merőleges. Elhelyezésükkor szempont a megfelelő, pillanatnyi hullámteijedési idő átlagminta-kialakitása a csőszelvényben. A 34 elemi mérőcellák tartócsöve a 33 közös mérőcella falába sugárirányban létesített, végén menetes furatba kerül, fémkúppal rögzítve a cellafalhoz. A 34 elemi mérőcellánként egy 35 komplex idő- és hőmérsékletmérő távadó kerül fémtokozással felerősítésre kívül a 33 közös mérőcella falára. Ezek a korábbival mindenben azonos felépítésűek. A rendszer működtetését így összesen 8 db galvanikus leválasztó biztosítja. A mérési adatok kicsatolása a feldolgozást végző számítógép bemenetéhez kapcsolódik.

Claims (6)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Mérési eljárás térfogati olaj/víz tartalom szonikus úton történő meghatározására változó nyomás alatt, változó hőmérsékleten együtt áramló rétegolaj-rétegvíz rendszerekben, különösen szeparátorokból távozó tömbfázisban oldott gázt is tartalmazó termelvényeknél, amikor a mérendő közeget átáramoltatjuk a mérőcellán, és érzékeljük az időt és a hőmérsékletet, azzal jellemezve, hogy a közeg áramlási irányára a berendezés mérőcellájában mindenkor merőleges, egytengelyű, egymással szemben elhelyezett, adó-vevő szondapár van, amelynek hatásvonalára folyamatosan gerjesztett longitudinális síkhullámot juttatunk a mérendő közegben, és annak az adószondától vevőszondáig terjedő hullámteijedési idejét és ezzel egyidejűleg a közeg átlagos hőmérsékletét az adó-vevő szondapár hatásvonalán kívül, hullámidő-éizékelő és távadó, hőmérséklet-érzékelő és távadóval méijük, és a mért jeleket kicsatoljuk, galvanikus úton elválasztjuk, és továbbítjuk a számítógépre, ahol a pillanatnyi hullámterjedési idő (Θ) és az átlagos közeghőmérséklet (t) összetartozó értékeivel, a közegben uralkodó nyomás (p) nagysága szerint a termelvény pillanatnyi térfogati olajhányadát (y)/vízhányadát (1-y) közelítően az _γ=(θ2_θ_ν2)/(θ_ο2__θν2) összefüggéssel számítjuk ki, ahol:

   y - pillanatnyi térfogati olajhányad θ - hullámteijedési idő θ₀ - hullámteijedési idő rétegolajra θ_ν - hullámteijedési idő rétegvízre, amelyben a rétegvízkomponensre a (θ_ν) hullámteijedési időt a θν=θ_ν ^θ(Ρν^Ο)+ανοΌ + 1θ 0⁺«vi 't+a^-t² összefüggéssel számítjuk, ahol p_v° - rétegvíz sűrűsége standard állapotban (1,0132 bar, 0 °C) a_vi - hullámterjedési idő hőmérsékletfüggését leíró polinom konstansai t - hőmérséklet

   0_v° - hullámteijedési idő rétegvízre standard állapotban (1,0132 bar, 0 °C), a rétegolaj-komponensre (θ_θ) a hullámteijedési időt a θο^ο^Ροθί+^Φοθλί+βοΦο⁰)^ P összefüggéssel jelezzük előre, ahol p₀°- rétegolaj sűrűsége standard állapotban (1,0132 bar, 0 °C) a₀ - olajban a hullámteijedési idő hőmérsékletfüggéséhez tartozó konstans β₀ - olajban a hullámteijedési idő nyomásfíiggéséhez tartozó konstans p - nyomás t - hőmérséklet θ_οθ— rétegolajra a hullámteijedési idő standard állapotban (1,0132 bar, 0 °C), majd a pillanatnyi térfogati olajhányad (y) közelítő értéke és a rétegolaj vízre viszonyított p_Or=Po⁰/Pv° relatív sűrűsége segítségével az olajhányad pontos értékét yp=f(y, por) tapasztalati összefüggésből határozzuk meg, mialatt az összefüggésben előforduló rétegolajra és rétegvízre specifikus konstansokat előzetesen végzett laboratóriumi kísérleti vizsgálatokból és/vagy célirányosan végzett üzemi kísérletek adatainak statisztikai feldolgozásából határozzuk meg, az elérni kívánt pontossággal az olajhányad pontos értékeinek az ismeretében, a vizsgálatokban a θν^θ(ρν^θ), avj(pv°), θο^θ(ρο^θ). ^αο(Ρο^θ)> β_ο(Ρο°) lineáris korrelációs összefüggések és konstansainak az egyes olajmezők rétegeinek folyadékaira történő meghatározásával együtt.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti mérési eljárás megvalósítására kialakított berendezés mérőcellával, azzal jellemezve, hogy a mérőcellájába (1) beépített adószonda, illetve vevőszonda átmérője 0,005 m<D<0,03 m, előnyösen 0,01 m átmérőjű piezokerámia (10), egymástól 0,8 D<L<8,5 D távolságra vannak elhelyezve és 50ns<At<300ns, előnyösen 200 ns idő alatt, 11V<U<5OV feszültséget, előnyösen 20 V feszültséget elérő feszültségimpulzussal 5-150 millió alkalom/nap, célszerűen 50 millió alkalom/nap gyakorisággal vannak geijesztve.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti mérési eljárás, amelyre jellemző, hogy az eljárás során a hullámterjedési időt (0) legalább nanoszekundum, a hőmérsékletet (t) legalább 0,05 °C felbontással érzékeljük.
4. 4. Az 1. igénypont szerinti mérési eljárás megvalósítására kialakított berendezés mérőcellával a mérési eljárás megvalósításához szükséges adatok biztosítására, amely egy egységet képez, a két- vagy többfázisú szeparátoroknál mérési pontokban mért adatokat méri és továbbítja, azzal jellemezve, hogy a gázfázisnak nyomásmérője és távadója (P), hőmérsékletmérője és távadója (T), mennyiségmérő és távadó mérőpereme (M), mérőperemes nyomásesést mérője és távadója (ΔΡ) van, a folyadékfázisban folyadékmennyiség-mérője és távadója (Q) és berendezése (SZ) van, amelynek hőszigetelt mérőcellájához (1) hullámterjedési időt érzékelő és távadó (29), hőmérséklet-érzékelő és távadó (31) van csatlakoztatva, amelyek galvanikus leválasztókon keresztül számítógéphez (PC) csatlakoznak.

   HU 223 277 Bl
5. 5. A 4. igénypont szerinti berendezés mérőcellával, amelyre jellemző, hogy mérőcellája (1) úgy van kialakítva, hogy a mérőcella (1) végeire peremmel (2) és csavarkötéssel (3) rögzített, hőszigetelő korongok (4) vannak elhelyezve, „O” gyűrű tömítéssel (5), a mérőcella (1) felső végére tartólemez (6) van csatlakoztatva, hozzárögzített fémtok (26), amelyben a hullámteijedési időt érzékelő és távadó (29), hőmérséklet-érzékelő és távadó (31) van beépítve, egymástól elektromosan függetlenül szerelve, a berendezésnek (SZ) két oldaláról egy-egy karimás folyadékelvezető csöve (7) van, valamint a folyadékelvezető csövek (7) tengelyére merőlegesen kialakított, „O” gyűrű tömítéssel (36), elektródacsavar (8) van két oldalról egy tengelyben elhelyezve, amelynek a furatában korrózióálló acélcső (9) van, amit korrózióálló acélkúp (15) tömít, menetes végén hollandival (16), míg a korrózióálló acélcső (9) másik végére műanyag tokozás (11) és piezokerámia (10) van erősítve, ahol a műanyag tok (11) menetes végén „O” gyűrű (13) tömít, hollandival (12) leszorítva, és a műanyag tokban (11) a piezokerámia (10) mérendő közeg felőli negatív fegyverzet vezetéke (14) csatolja a korrózióálló acélcsőhöz (9), míg a teflonborítású vezeték a pozitív fegyverzet (17), a korrózióálló acélcső (9) furatán van kivezetve, majd kettős gumiszigetelésű kábellel (19) a fémtokon (26) elhelyezett vevőszondai tömszelencén (27) és az adószondai tömszelencén (28) át makrolontokban helyezett, kvarchomokkal kitöltött és szilikongumi körülöntéssel lezárt, hullámteijedési időt érzékelő és távadó (29) van csatlakoztatva, míg a szondák hatásvonalán kívül, menettel ellátott csatlakozó (21), aminek „O” gyűrű tömítése (20) van, csatlakoztatja a hőmérsékletmérő ellenállást (22), amelynek kivezetése alakos gumitömítéssel (23), hollandival (24) van szerelve, és kettős szigetelésű kábellel (25) csatlakozik a fémtokhoz (26) az ott elhelyezett harmadik tömszelencén (30) keresztül, a szintén makrolontokban elhelyezett, kvarchomokkal kitöltött és szilikongumi kiöntéssel lezárt hőmérséklet-érzékelő és távadóhoz (31) csatlakoztatva, míg ugyanakkor a távadók táplálása és mérőjeleik kivezetése a fémtokban (26) lévő, negyedik tömszelencén (32) keresztül a nem robbanásveszélyes környezetbe vannak kivezetve.
6. 6. Az 1. igénypont szerinti eljárás megvalósítására kialakított berendezés mérőcellával nagyobb átmérőjű csővezetékekhez, amelyre jellemző, hogy közös mérőcellája (33) van, amelynek a belső átmérője (d) azonos a csővezeték belső átmérőjével, hossztengelye az eredő közegáramlással párhuzamos, végein peremmel, csavarkötéssel ellátva a csővezetékbe történő csatlakoztatásra, és egynél több, célszerűen 3-10 darab elemi mérőcella (34) van benne, amelyek tartócsövei sugárirányban vannak elhelyezve, amelyek a közös cella falába erősített szondatartó csavarok furatain tömítetten kivezetve biztosítják a csatlakozást elemi mérőcellánként (34) a közös cella falára kívülről felerősített komplex hullámterjedési idő- és hőmérsékletmérő és távadóhoz (35).