JP6188084B2 - レベルループ制御のための方法および装置 - Google Patents

Description

本開示は一般的に制御システムに関し、より具体的には、レベルループ制御のための方法および装置に関する。

天然ガス井戸現場（例えば、非随伴井戸現場）は一般に天然ガスを液体から分離するための分離機を含む。これらの液体は、例えば、水、油、および泥を含み得る。分離機は、液体および／または水蒸気ならびにガスの、分離機内の各収集チャンバ内での収集を容易にすることにより、採掘された天然ガスが液体および／または水蒸気から分離されることを可能にする。液体収集チャンバ内の液体は、液体貯蔵タンクにパイプで送られ、後ほど泥および水から油を分離する。ガス収集タンク内のガスは、一般に天然ガス処理ステーション、または代替的に、天然ガス収集タンクにパイプで送られる。

分離機の液体収集タンク内の液体レベルは、通常は低しきい値レベルと高しきい値レベルの間に維持されなければならない。液体レベルが低しきい値レベルを下回る場合は、天然ガスが液体貯蔵タンク内に入ることがあり得、大気中に排気される可能性があり、これは潜在的に危険な事態になり得る。液体レベルが高しきい値レベルを超える場合は、その液体は天然ガス配管に入ることがあり得、配管内の閉塞および／または割れを生じ得る。

レベルループ制御に関する方法および装置例が記述される。方法例は、タンク内の液体の第１の圧力を、センサを介して判定すること、およびそのタンク内の液体の第２の圧力を、タービン流量計を介して判定することを含む。方法例は、また、タービン流量計の動作状態を判定するために、第１の圧力が第２の圧力から指定偏差範囲内であるかどうかを判定すること、また、タービン流量計の状態に基づいて、タービン流量計が保守を受ける必要があることを示す診断メッセージを送信することを含む。

開示される装置例は比較器を含み、これはタービン流量計の動作状態を判定するために、タンク内の液体の量に相当する第１の圧力出力がタンク内の液体の量に相当する第２の圧力出力から指定偏差範囲内であるかどうかを判定するものであり、上述の第１の圧力出力はタンク内の圧力センサから送信され、そして第２の圧力出力はタービン流量計からの出力に相当している。装置はさらにインターフェースを含み、これはタービン流量計が、タービン流量計の動作状態に基づいて、保守を受ける必要があることを示す診断メッセージを送信するためのものである。

ダンプ弁例およびコントローラ例を含む天然ガス井戸現場例の図である。 図１のダンプ弁例の電気アクチュエータの図である。 ダンプ弁例がコンタクトスイッチを含んでいる、図１の天然ガス井戸現場例を示す。 図１および３のコントローラと連動して動作している液体レベルプロセッサ例の図を示している。 図１、３、および４の液体レベルプロセッサおよび／またはシステム例を実装するために実施し得るプロセス例を表すフローチャートである。 図１、３、および４の液体レベルプロセッサおよび／またはシステム例を実装するために実施し得るプロセス例を表すフローチャートである。 図１、３、および４の液体レベルプロセッサおよび／またはシステム例を実装するために実施し得るプロセス例を表すフローチャートである。 本明細書に記述される方法および装置例を実装するために使用し得るプロセッサシステム例の構成図である。

以下では、他の構成要素の中で、ハードウェア上で実行されるソフトウェアおよび／またはファームウェアを含む方法および装置の例を記述するが、そのようなシステムは単に解説のためのものであり、限定しているものとして考えられるべきではないことに注意されたい。例えば、これらのハードウェア、ソフトウェア、およびファームウェア構成要素のいずれかまたはすべては、ハードウェアで排他的に、ソフトウェアで排他的に、あるいはハードウェアとソフトウェアの組み合わせにおいて具現化可能であることが企図される。したがって、以下は天然ガス井戸現場との関連において記述される方法および装置の例を記述するが、その方法および装置の例は、いかなる適用においてもガスを液体から分離するために使用可能である。

天然ガス井戸現場は、未純化天然ガスを地下天然貯蔵所から抽出する。天然ガスは地面から液体、泥、およびガスの液体混合物の形で抽出される。天然ガスを純化するための最初のステップの１つは、ガスから液体、泥、および／または水蒸気を分離することであり、抽出されたガスがメタンおよび他の炭化水素副生成物へとさらに精製されることを可能にする。既知の井戸現場は、分離機を使用して液体および／または水蒸気を天然ガスから分離する。分離機はタンクであり、液体収集チャンバ（例えば、液体収集タンク）およびガス収集チャンバ（例えば、ガス収集タンク）に区画されている。多くの分離機はバッフルも含み、これは水蒸気を凝縮し、液体を液体収集チャンバに向ける。

多くの事例では、分離機は配管を介して直接天然ガス井戸または掘削孔に接続される。掘削孔から抽出された液体とガスの混合物は、分離機に向けられ、これは次に、液体が液体収集チャンバ内の分離機の底部で凝縮することおよびガスが分離機の頂部で収集されることを可能とし、ガスを液体から受動的に分離する。液体収集チャンバ内の液体は、液体貯蔵タンクにパイプで送られ、のちに水から油を分離する。ガス収集チャンバ内のガスは、処理施設またはガス貯蔵タンクにパイプで送られ、そして天然ガス処理施設に輸送される。

液体配管は、液体を分離機の液体収集チャンバ内で指定レベルに維持するためにダンプ弁によって通常は制御される。液体があるレベルを下回ると、ガスは液体配管および液体貯蔵タンク内に入ることが可能であり、これらは通常通気されている。このようにして、液体貯蔵タンクに到達したいかなるガスも脱出して大気に到達することが可能であり、これは爆発環境を生じる可能性があり、また行政機関からの罰金を生じ得る。さらに、分離機内の液体があるレベルを超えた場合、液体はガス配管に入ることが可能である。その場合、液体が凍結した場合には、液体が配管を詰まらせる可能性があり、あるいは配管を割る可能性がある。このようにして、液体レベルを制御するためのダンプ弁の制御は、分離機および相当する天然ガス井戸現場の操作に関する重要な点である。

従来、ダンプ弁は、天然ガスが井戸現場において容易に入手可能であるため、便宜上、収集されたガスの圧力によって電力が供給される。しかしながら、通常のダンプ弁操作中は、一部のガスは大気中に排気されなければならない。このガスの排気は、あるいは販売可能であったかもしれない天然資源を無駄にする。さらに、井戸現場におけるガスの品質は一貫性がなく、これはダンプ弁の操作に悪影響を及ぼす一部の不純物または微粒子を生じる可能性がある。

多くの知られた井戸現場では、液体収集タンク内のしきい値レベルを定義するためにレベルスイッチが使用される。液体レベルがレベルスイッチに到達すると、スイッチは、液体があるレベルに到達した旨の命令および／または表示（例えば、信号）をコントローラに送る。この表示に応えて、コントローラはダンプ弁に対して、収集タンク内の液体のレベルを削減するためにある期間開くよう命令する。ダンプ弁の開きは一般的に、液体は天然ガス井戸から均一に生成されるものではないため、液体のあるレベルの感知に反応するものである。例えば、あるときには比較的大量の液体が井戸から抽出される場合があり、また他のときには比較的少量の液体が抽出される。

さらに、多くの知られた天然ガス井戸現場では、液体収集チャンバから液体貯蔵タンクに流れる液体の速度を判定するために、タービン流量計が使用される。タービン流量計はしばしば液体配管内に配置される。いくつかの事例においては、タービン流量計は止まったり、あるいは回転困難となる可能性があり、これは不正確な流量出力を生じる。いくつかの事例においては、タービン流量計からの不正確な流量出力は、ダンプ弁コントローラによる液体収集チャンバ内の液体レベルの不正確な判定に帰結し、これによって液体は指定しきい値を超過したり、下回ったりする結果となる。これらの事例においては、技術者は分離機まで移動し、液体収集チャンバ内の液体レベルを手動で判定したり、タービン流量計を修理しなければならないこともあり得る。いくつかの現行例においては、操作者は設定されたスケジュール（例えば、２日ごと）および／または液体貯蔵タンク内に設置された別のレベル検出装置（例えば、レベル検出装置）から受信したフィードバックに基づき、液体貯蔵タンクを空にしなければならない場合もある。しかしながら、そのような手法はコストがかかり、および／または技術者が液体貯蔵タンクを空にするために井戸現場まで移動した時点において、液体貯蔵タンクは過剰および／または不足という結果も生じ得る。

分離機の液体収集チャンバ内の液体レベルを維持するためには、レベルスイッチは変化する液体レベルに対して比較的応答性がよくなければならない。しかしながら、知られたレベルスイッチの応答時間は、液体の粘度、温度、圧力、および／または組成に基づき、数秒から数分の範囲がある。さらに、レベルスイッチは液体の圧力は検出できない。さらに、多くの知られたダンプ弁制御システムは、比較的低応答時間の弁を利用する。これらの低応答時間は液体収集チャンバからの液体の放出遅れを生じる可能性があり、それによって分離機は液体溢れにさらされる。これらの既知の問題は、見積もりよりも早く収集チャンバから液体が排出されるという結果も生じる可能性があり、それによってガスは液体貯蔵タンク内に侵入可能である。

本明細書に開示される方法、装置、および製品例は、比較的速やかに液体レベルの変化に応答する包括的な電気ウェルヘッド制御システムを介した分離機のための液体レベルループ制御を提供する。本明細書に開示される方法、装置、および製品例は、液体の圧力に基づいてダンプ弁を通過する液体の量の見積もりを可能とし、例えば、液体収集チャンバおよび／または液体配管内に圧力センサを実装し得る。いくつかの例においては、圧力センサはダンプ弁と一体化し得る。液体量の見積もりはタービン流量計からの出力をチェックするために使用可能であり、そして／または分離機内の流体レベルのより高い信頼性を提供し得る。

本明細書に開示される方法、装置、および製品例は、圧力センサ例からの圧力出力をタービン流量計と比較し、タービン流量計の動作状態を判定する。具体的には、もしタービン流量計からの圧力出力が圧力センサ例からの指定偏差範囲内でない場合には、本明細書に開示される方法、装置、および製品例は、タービン流量計が保守を必要としていることを示す診断メッセージを送信する。このようにして、本明細書に開示される方法、装置、および製品例による圧力センサの実装は、技術者の分離機への訪問を削減し、そして液体レベルが事前定義されたしきい値を超えていないことの信用性を改善する。

本明細書に開示される方法、装置、および製品例は、レベルスイッチの代わりに圧力センサ例を使用してもよい。多くの事例においては、本明細書に開示される方法、装置、および製品例により、利用される圧力センサは、定期的液体圧力出力を提供し、これはいつ事前決定されたしきい値に接近するかを判定するためにダンプ弁コントローラによって使用される。このように、圧力センサ例を使用し、よく知られたレベルスイッチを使用して液体レベルに反応する代わりに、積極的にダンプ弁を開き、および／または閉じるために、液体レベルを予測し得る。さらに、圧力センサ例は既知のレベルスイッチと比較して電力の消耗が比較的少ない。さらに、圧力センサがダンプ弁と一体化されている事例においては、本明細書に開示される方法、装置、および製品例は分離機に連結されるワイヤの数を削減する。

本明細書に開示される方法、装置、および製品の例は、電気アクチュエータを備えたダンプ弁をも含み、液体収集チャンバ内の液体圧力および／またはガス収集チャンバ内のガスの圧力に基づいてダンプ弁コントローラによって調整可能である。このようにして、弁部材の移動は、ダンプ弁の再較正（例えば、トリミング）なしで、分離機内の検出される圧力に基づいて修正可能である。ダンプ弁内の電気アクチュエータを利用することにより、比較的高い分解能の弁制御を、分離機から放出される液体の量を制御するためにどれだけ弁部材が開かれるかを指定することにより達成し得る。このようにして、ダンプ弁例における電気アクチュエータは、天然ガス抽出プロセスを停止することなく、分離機からの液体の流れに対して比較的容易で素早い変更を提供する。さらに、電気アクチュエータは比較的低い電力使用を有するように構成され、天然ガスを使用しないため、ダンプ弁の制御および排気のために天然ガスを浪費することが廃絶される。

図１は本開示の教示に従って液体レベルループ制御を提供するために建設された天然ガス井戸現場１００を示す。天然ガス井戸現場例１００は、分離機１０２を含んでおり、これは液体収集チャンバ１０４とガス収集チャンバ１０６に区画される。液体収集チャンバ例１０４は、堰板１０８を介して分離機１０２内に区画されている。分離機例１０２は、バッフル１１０を含み、これは入り口配管１１２を介して分離機１０２に入る液体を液体収集チャンバ１０４に向けるものである。バッフル例１１０は、水蒸気を液体収集チャンバ１０４内へ落ちることになる水滴に凝縮することも容易化する。

入り口配管例１１２は、天然ガス掘削孔および／または掘削孔内の配管に連結される。入り口配管１１２は地面から抽出されたガスと液体の混合物を分離機例１０２内に向ける。この混合物は、例えば、炭化水素ガス（例えば、メタン）、非炭化水素ガス（例えば、水蒸気）、炭化水素液（例えば、油）、および非炭化水素液（例えば、泥、掘削泥、水等）を含む可能性がある。一本の入り口配管１１２が図１に示されているが、他の例では、分離機１０２は他の天然ガス井戸からの複数の入り口配管のための接続部を含み得る。

分離機例１０２はレベルスイッチ１１４および１１６を含み、液体収集チャンバ１０４内の液体がいつある量（例えば、堰板１０８に沿った高さまたはレベル）に到達するかを表示する。レベルスイッチ例１１４および１１６は、いつ液体が指定された高さに到達するかを検出するため、機械的、電気的、および／または電気機械的のいずれかのタイプのスイッチおよび／またはセンサを含む。説明されている例では、レベルスイッチ１１４は液体がいつ高しきい値１１８に到達するかを表示し、そしてレベルスイッチ１１６は液体がいつ低しきい値１２０に到達するかを表示している。レベルスイッチ１１４および１１６の堰板１０８に沿った位置付けが、しきい値１１８および１２０を設定する。いくつかの例では、スイッチ１１４および１１６は以下に記述するコントローラ１２２と機械的に連結される浮きまたはディスプレーサに組み込まれる。そのような例では、浮力および結果としての液体のディスプレーサの動きがコントローラ１２２に送信される。コントローラ１２２はしきい値１１８および１２０、および／またはしきい値１１８および１２０間の差分間隙を設定するために使用され得る。

液体がしきい値１１８および／または１２０に到達すると、各レベルスイッチ１１４および／または１１６は表示をコントローラ１２２に送信する。この表示は、液体収集チャンバ１０４内の液体が指定しきい値に到達したことをコントローラ１２２に合図する。レベルスイッチ例１１４および１１６は配線（図示されていない）を介してコントローラ１２２に通信可能に連結される。他の例では、レベルスイッチ１１４および１１６はコントローラ１２２と無線通信可能に連結可能である。

説明例のコントローラ例１２２（例えば、Ｆｉｓｈｅｒ（登録商標）Ｌ２ｅ電気レベルコントローラ）は液体レベルプロセッサ１２３を含む。液体レベルプロセッサ例１２３は、例えば、レベルスイッチ１１４および１１６から流体量および／または液体レベルの表示を受け取り、ダンプ弁１２４をいつ開くかおよび／または閉じるかを判定する。液体レベルプロセッサ例１２３は、分離機１０２内の状態に基づき、ダンプ弁１２４内の弁部材１２５（例えば、ステム）の移動をも調節する。

コントローラ例１２２はダンプ弁１２４を制御して、配管１２６を通って液体貯蔵タンク１２８に至る液体の流れを管理する。この例では、ダンプ値１２４はアクチュエータ１３０を備えるＦｉｓｈｅｒ（登録商標）Ｄ２、Ｄ３、またはＤ４弁であってもよい。いくつかの例では、アクチュエータ１３０はｅａｓｙ−Ｄｒｉｖｅ（商標）電気アクチュエータ、フィードバック位置を備える空気アクチュエータ、水圧アクチュエータ、電気アクチュエータ等である。電気アクチュエータ例１３０は配線を介してコントローラ１２２と通信可能に連結される。コントローラ１２２および／または液体レベルプロセッサ１２３からの制御信号（例えば、入力信号）は、例えば、４〜２０ｍＡ信号、０〜１０ＶＤＣ信号、および／またはデジタル命令等を含み得る。この制御信号は、ダンプ弁例１２４に関する弁状態を指定し、あるいはそれに相当する。例えば、制御信号はダンプ弁１２４の弁部材１２５を開、閉、あるいは中間位置に位置決めし得る。いくつかの例では、コントローラ１２２は、例えば、Ｈｉｇｈｗａｙ Ａｄｄｒｅｓｓａｂｌｅ Ｒｅｍｏｔｅ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ（ＨＡＲＴ）プロトコル等のデジタルデータ通信プロトコルを使用し、コントローラおよび／またはダンプ弁１２４の電気アクチュエータ１３０と通信し得る。

図１のコントローラ例１２２は、任意の有線および／または無線通信パスを介してコマンドセンター１２９と通信可能に連結される。コマンドセンター例１２９は、コントローラ１２２から離れて位置し、制御担当者が単一位置から多くの天然ガス井戸現場を管理することを可能にし得る。コマンドセンター１２９は、コントローラ１２２を監視し、ダンプ弁１２４および／または分離機１０２に関するいかなる問題も同定する。コマンドセンター例１２９は、コントローラ１２２に対してダンプ弁１２４を開き、および／または閉じるようにも命令し得る。さらに、コマンドセンター例１２９は、分離機１０２、ダンプ弁１２４、および／またはコントローラ１２２をオフラインにし、保守、修理、および／または交換を実施し得る。さらに、コマンドセンター１２９はコントローラ１２２および／または液体レベルプロセッサ１２３によって検出された分離機１０２に関する問題を訂正するために、技術者を送り得る。

図１の電気アクチュエータ例１３０は、図２において比較的より詳細に示されている。電気アクチュエータ１３０は、例えば、直流１２または２４ボルト（Ｖｄｃ）、１．５ワット静止電力消費で動作し得る。他の一般に知られるダンプ弁と比較したときの少ない消費電力は、ダンプ弁例１２４が比較的低電力消費で分離機１０２を動作させることを可能とする。さらに、電気アクチュエータ例１３０はダンプ弁１２４が天然ガスではなくて電気によって動作されることを可能とし、それにより、分離機１０２を動作させるために必要な天然資源が削減される。

図１および２の電気アクチュエータ例１３０は、Ｆｉｓｈｅｒ（登録商標）ＦｌｏＰｒｏ液体流量調整器１３２を含み、これはコントローラ１２２および／または液体レベルプロセッサ１２３がダンプ弁１２４を通る最大液体流量を指定することを可能とする。流量調整器１３２を電気アクチュエータ１３０によって変更し、ダンプ弁１２４の弁部材１２５の移動を増加または減少させることが可能であり、それによって、ダンプ弁１２４の最大開位置が変更される。電気アクチュエータ１３０は、流量調整器１３２を下げることによってダンプ弁を通る最大液体流を増加させ、弁部材１２５の移動距離を増加させる。同様にして、電気アクチュエータ１３０は流量調整器１３２を上げることによってダンプ弁１２４を通る最大液体流を減少させ、弁部材１２５の移動距離を減少させる。このようにして、コントローラ例１２２は、分離機１０２内の異なる圧力および／または状態のために電気アクチュエータ１３０を再較正および／またはトリムを実施しなければならないということなく、ダンプ弁１２４を通る流体流を制御可能である。

図１に戻って流体収集チャンバ１０４から液体貯蔵タンク１２８までの配管１２６は、タービン流量計１３６を含む。タービン流量計例１３６は、液体がタービンを回転させる速度に基づき、配管１２６を通って流れる液体の速度（例えば、流量）を測定する。タービン流量計１３６は電気、機械、および／または電気機械のどのタイプの流量計を含む。タービン流量計例１３６は、任意の有線および／または無線通信リンクを介してコントローラ１２２と通信可能に連結される（図示されていない）。

いくつかの事例においては、液体収集チャンバ１０４内の液体の量（および／または液体のレベル）は、タービン流量計１３６によって測定される流量と相関し、したがって、コントローラ１２２の液体レベルプロセッサ１２３に、タービン流量計１３６の測定された回転加速度に基づき、流体レベルを推測させることができる。液体レベルプロセッサ例１２３は、液体の貯蔵タンク１２８への放出中にダンプ弁１２４を通過した液体の量を判定するために、タービン流量計１３６を使用することもできる。放出された液体の量に基づき、液体レベルプロセッサ１２３はどれだけの量の液体が液体収集チャンバ１０４内に残っているかを判定し、ダンプ弁１２４を閉じる時を判定可能である。このようにして、タービン流量計１３６は、レベルスイッチ１１４および１１６からの液体レベル表示とともに、追加の液体レベルデータを液体レベルプロセッサ１２３に提供する。

いくつかの事例においては、タービン流量計１３６は、引っ掛かったり詰まったり、あるいは回転が落ちる可能性がある。それらの事例においては、液体レベルプロセッサ１２３は、ダンプ弁１２４をどれだけの液体が通過したかを判定するための正確な流量情報を受信し得ない。多くの知られた例においては、液体レベルプロセッサ１２３はいつ液体レベルが低しきい値１２０に到達したかを表示する低レベルスイッチ１１６に依存しなければならない。しかしながら、ダンプ弁１２４に関連する比較的遅い応答時間および／または関連アクチュエータの比較的遅い動作に基づき、液体レベルは、実際の液体レベルが配管１２６のレベルに近くなる前にしきい値１２０を超過し得る。液体レベルプロセッサ例１２３は電気アクチュエータ１３０に対して比較的迅速にダンプ弁を閉じるように命令することが可能であるが、この遅れは一部のガスが配管１２６に入るという結果を生ずる可能性がある。

タービン流量計１３６の診断チェックを提供するために、図１の分離機例１０２は圧力センサ１３８を含む。圧力センサ例１３８は、液体の圧力（Ｐ_Liquid）を検出可能な電気、機械、および／または電気機械のいずれかの圧力センサを含み得る。圧力センサ例１３８は、任意の有線および／または無線通信リンクを介してコントローラ１２２の液体レベルプロセッサ１２３と通信可能に連結される（図示されない）。解説されている例においては、圧力センサ１３８は液体収集チャンバ１０４内に示されている。他の例においては、圧力センサ１３８は配管１２６内に配置、および／またはダンプ弁１２４と一体化され得る。圧力センサ１３８がダンプ弁１２４と一体化されている例では、圧力センサ１３８はコントローラおよび／または電気アクチュエータ１３０を介してコントローラ１２２と通信し得る。

圧力センサ例１３８は、液体圧力出力が、収集チャンバ１０４内の液体の量、チャンバ１０４内の液体のレベル、および／またはダンプ弁１２４を通って流れる液体の速度に相当するように、液体レベルプロセッサ１２３と較正される。さらに、液体圧力出力は、配管１２６を通る液体の既知の流量と相関可能である。このように、圧力出力は、圧力センサ１３８からの圧力値を、タービン流量計１３６により報告される流量に相当する変換済み圧力と比較することにより、液体レベルプロセッサ例１２３にタービン流量計１３６の動作状態を判定させることが可能である。液体レベルプロセッサ１２３が、タービン流量計１３６からの圧力値が圧力センサ１３８からの圧力値からの指定偏差範囲を外れると判定した場合、液体レベルプロセッサ例１２３は、タービン流量計１３６が保守を必要とすることを表示するためにコマンドセンター１２９に対して診断メッセージを送信する。タービン流量計１３６が動作不能の間、液体レベルプロセッサ１２３は圧力センサ１３８からの圧力出力を使用してダンプ弁１２４を制御し得る。例えば、液体レベルプロセッサ１２３は、液体圧力が指定しきい値に近づいたとき、ダンプ弁１２４を開くかまたは閉じるかを判定し得る。

他の例では、圧力センサ１３８からの圧力出力は、配管１２６を通る液体の流量に相関化可能であり、タービン流量計１３６によって表示される流量と比較可能である。コントローラ例１２２は圧力センサ１３８からの圧力出力を使用し、流量調整器１３２を介して弁部材１２５の最大移動を調整することもできる。例えば、コントローラ１２２は流量調整器１３２に対して弁部材１２５の移動量を増加するように命令し、圧力センサ１３８によって比較的高い圧力が検出されたときにダンプ弁１２４を通る最大の流れを増やすことができる。

図１の分離機例１０２は、ガス収集チャンバ１０６をガス貯蔵タンク１４２に連結する配管１４０も含む。ガス収集チャンバ例１０６は、掘削孔からの流体混合物内のガスを液体から分離させることが可能である。収集チャンバ１０６内のガスの圧力（例えばＰ_AIR）はガスを比較的低い圧力の貯蔵タンク１４２へ強いる。代替的に配管１４０はガスを処理施設に接続するコンプレッサへガスを向けてもよい。

図１に示される天然ガス井戸現場例１００は、シングルステージ分離機１０２を示す。他の例では、分離機１０２、コントローラ１２２、ダンプ弁１２４等を、非随伴天然ガス井戸現場および／または油井戸現場内に実装し得る。さらに、天然ガス井戸現場例１００は多重ステージ分離機を使用して実装し得る。これらの代替例においては、分離機１０２は流体混合物から高圧ガスを抽出し、低圧ガスと液体の混合物を、低圧ガスを液体から分離することを可能にする第２の分離機にパイプで送り得る。多重ステージ分離機はそれぞれ、例えば、コントローラ１２２によって制御されるダンプ弁（例えば、ダンプ弁１２４と類似のまたは同一の）を有してもよい。さらに、高圧分離機は重水および／または炭化水素を１つの貯蔵タンク内に放出する配管、および油−ガス流体混合物を低圧分離機に放出する別の配管を有してもよい。これらの例では、液体レベルプロセッサ１２３は多重ダンプ弁の開／閉の制御および／またはとりまとめを行い、指定しきい値内に多重分離機の液体レベルを維持し得る。

図３は、接触センサ３０２を含むダンプ弁例１２４を備えた、図１の天然ガス井戸現場例１００を示す。接触センサ例３０２は、図１および２の弁部材例１２５の位置を感知する。接触センサ例３０２は弁部材１２５の位置情報を例えば液体レベルプロセッサ１２３内のフィードバック制御ループのために電気アクチュエータ１３０に提供し、ダンプ弁１２４を通る流体流れを制御する。液体レベルプロセッサ例１２３は、弁部材１２５の報告位置を使用し、ダンプ弁１２４の開く量を正確に制御し、それによって正確な液体レベル制御を提供する。接触センサ例３０２は電気、機械、および／または電気機械のいずれかの接触センサおよび／またはスイッチを含み得る。

解説されている例は、電気レベルスイッチ３０３も含み、液体収集チャンバ１０４内の液体レベルを測定する。電気レベルスイッチ例３０３はロッドに対して変位力を課する液体に基づいて液体レベルを検出するタイプの電気スイッチを含んでもよい。電気レベルスイッチ３０３は、磁気および／または誘導センサのいずれかのタイプを介してロッドの動きを感知し得る。電気レベルスイッチ例３０３は、コントローラ１２２に対して液体レベルを示すメッセージおよび／または信号を送る。電気レベルスイッチ３０３は、任意の有線および／または無線通信リンクを介してコントローラ１２２と通信可能に連結される。

図３の電気レベルスイッチ例３０３は、液体レベルプロセッサ例１２３によって圧力センサ１３８と連携して使用され、収集チャンバ１０４内の液体量およびダンプ弁１２４を通って流れる液体の量を判定する。この解説されている例においては、圧力センサ１３８、電気レベルスイッチ３０３、および／または接触センサ３０２は、図１のレベルスイッチ１１４および１１６ならびにタービン流量計１３６に置き換わり、それによって分離機１０２を操作するために消費される電力を削減する。さらに、解説されている例は配管１２６内に配置される圧力センサ１３８を示す。他の例においては、圧力センサ１３８はダンプ弁１２４と一体化してもよい。さらに他の例においては、分離機１０２はガス収集チャンバ１０６内のガスの圧力を判定するためのエアセンサを含んでもよい。

図３においては、天然ガス井戸現場１００は遠方の現場であり、太陽光収集システム３０４によって収集される太陽光を介して動作する。この収集システム３０４は、太陽からの光エネルギーを電気に変換するための任意の数および／またはタイプのソーラーパネルおよび基幹設備を含み得る。他の例では、天然ガス井戸現場１００は１つまたは複数の風力タービンから電力を得てもよい。

電力コントローラ３０６は太陽光収集システム３０４により収集されたエネルギーを貯蔵する。電力コントローラ３０６は、コントローラ１２２、圧力センサ１３８、および／またはダンプ弁１２４のためのエネルギーを貯蔵する任意の数および／またはタイプのバッテリを含み得る。この例では、コントローラ１２２は図１のコマンドセンター１２９からのいかなる監督もなしに、ダンプ弁１２４を操作することができ、これは天然ガス井戸現場１００が遠方にあるからである。代替的に、コントローラ１２２はコマンドセンター１２９と無線により通信可能に連結されてもよい。

図３の電力コントローラ例３０６は、収集システム３０４からのエネルギー貯蔵ならびに、コントローラ１２２、圧力センサ１３８、および／またはダンプ弁１２４へのエネルギー分配を管理するためのアルゴリズム、ルーチン、および／または機能を含む。液体レベルプロセッサ例１２３は、ダンプ弁１２４が開／閉される回数を削減して電力消費を削減するようにも構成され得る。例えば、低しきい値１２０は配管１２６のレベルにより近く設定でき、これは圧力センサ１３８、電気アクチュエータ１３０、および／または液体レベルプロセッサ１２３が、検出された液体レベルに対して比較的迅速かつより正確な応答を有するからである。

解説されている例においては、低電力電気アクチュエータ１３０およびコントローラ例１２２とともに接触センサ例３０２、電気レベルスイッチ３０３、および圧力センサ１３８の利用は、遠方の再生可能エネルギーを使用して分離機例１０２を操作するための比較的低電力のシステムを提供する。したがって、液体レベルプロセッサ例１２３は、技術者および／または処理担当者による一定の監視なしで、分離機１０２内の液体レベルを制御する。この監視削減は、天然ガス井戸現場１００の運営のコストを削減する。

図４は図１および３の液体レベルプロセッサ例１２３の図を示す。液体レベルプロセッサ例１２３はコントローラ例１２２と連携して動作する。例えば、液体レベルプロセッサ１２３はコントローラ１２２内の通信機能を使用してコマンドセンター１２９と通信し得る。さらに、コントローラ１２２は液体レベルプロセッサ１２３のための電力を管理し得る。他の例では、液体レベルプロセッサ１２３を分離し、コントローラ１２２と通信可能に連結してもよい。これら他の例においては、液体レベルプロセッサ１２３は、サーバ、コンピュータ、スマートフォン、コンピューティングパッド等によりホストされ得る。

図１のレベルセンサ１１４および１１６からの表示を受けるために、液体レベルプロセッサ例１２３は高液体レベル受信機４０２および低液体レベル受信機４０４を含む。高液体レベル受信機例４０２は、レベルセンサ１１４から液体収集チャンバ１０４内の液体レベルが高しきい値１１８に到達したことの表示を受け取る。低液体レベル受信機例４０４はレベルセンサ１１６から、液体レベルが低しきい値１２０に到達したことの表示を受ける。

受信機例４０２および４０４はレベルセンサ１１４および１１６からの表示を、例えば、比較器４０６により判読可能なデジタルおよび／またはアナログデータに変換する。例えば、レベルスイッチ１１４および１１６は、液体レベルがそれぞれのしきい値１１８および１２０に到達すると、離散電圧を出力し得る。受信機４０２および４０４は離散電圧を比較器４０６のための相当するデジタル信号および／または相当するアナログ信号に変換する。いくつかの例では、受信機４０２および４０４は、比較器４０６がデータを処理するために利用可能となるまで、受信した表示を待ち行列に入れる。

タービン流量計１３６および圧力センサ１３８からの出力を受け取るために、図４の液体レベルプロセッサ例１２３は圧力受信機４０８を含む。圧力受信機例４０８は装置１３６および１３８からの出力を受け取り、比較器４０６と互換性のある形式に処理する。例えば、圧力受信機４０８は、圧力センサ１３８からのアナログ信号を相当するデジタル信号に変換する。圧力受信機例４０８は、また、例えば、タービン流量計１３６からのアナログ流量をデジタル信号に変換する。

代替的に、圧力受信機例４０８は、ＨＡＲＴ通信プロトコルのために構成され得る。これらの例では、圧力受信機４０８はタービン流量計１３６および圧力センサ１３８からＨＡＲＴ出力メッセージを受け取り、そしてＨＡＲＴメッセージを比較器４０６と互換性のある形式に変換する。しかしながら、他の例では、受け取った出力メッセージはＭｏｄｂｕｓ出力、通信プロトコル出力等であり得る。これらの例では、圧力受信機４０８は、タービン流量計１３６および／または圧力センサ１３８に出力データを要求するメッセージを送る。

解説されている例の圧力受信機例４０８は、分離機１０２内の任意の圧力センサおよび電気レベルスイッチ３０３からのデータ、および／またはダンプ弁１２４の電子アクチュエータ１３０からのデータをも受け取る。例えば、圧力センサ１３８がダンプ弁１２４と一体化されている事例においては、圧力受信機４０８は、電子アクチュエータ１３０および／またはダンプ弁１２４のコントローラから圧力データを受け取る。ダンプ弁１２４が図３の接触センサ３０２を含む他の例では、圧力受信機例４０８は弁部材１２５の位置データを受け取る。

ダンプ弁１２４を制御し、タービン流量計１３６の動作状態を判定するために、図４の液体レベルプロセッサ例１２３は、比較器４０６を含む。比較器例４０６は、各受信機４０２、４０４、および４０８を介して、圧力センサ１３８からの圧力出力およびレベルセンサ１１４および１１６からの液体レベル表示を受け取る。比較器例４０６は、タービン流量計１３６からの流量情報および／または図３の接触センサ３０２を介して弁部材１２５の位置をも受け取る。

タービン流量計１３６の動作状態を判定するために、比較器例４０６は液体プロファイラ４１０に対し、相関情報を含むデータベース４１２にアクセスするように命令する。比較器４０６はこの情報を使用して流量を液体の量および／または液体の圧力に変換する。データベース例４１２はＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、および／または他の任意のタイプのメモリにより、実装可能である。

タービン流量計１３６からの流量を変換した後、比較器４０６は量および／または圧力を、圧力センサ１３８からの報告された圧力および／または変換された量と比較する。比較器例４０６は、タービン流量計１３６と圧力センサ１３８の出力間の差が指定偏差範囲外にあるかどうかを判定する。偏差量に基づき、比較器４０６はタービン流量計１３６の動作状態を判定する。例えば、偏差量が比較的中程度である場合には、比較器４０６はタービン流量計１３６がゴミおよび／または錆のために回転を減らしたと判定し得る。さらに、偏差量が比較的大きい場合には、比較器４０６はタービン流量計１３６が回転不能および／または破損と判定し得る。代わりに、偏差量が比較的少量で、指定偏差内である場合には、比較器４０６はタービン流量計１３６が意図通り動作していると判定し得る。

タービン流量計１３６の判定された動作状態に基づき、比較器例４０６はインターフェース４１４に対し、検出された問題を示す診断メッセージを、例えば、コマンドセンター１２９へ送るように命令する。このメッセージに応えて、コマンドセンター１２９はタービン流量計１３６の問題を解決するために技術者を送るか、および／または検出された問題を解決するために指示をタービン流量計１３６に送ることができる。比較器例４０６は、判定されたタービン流量計の動作状態をデータベース４１２に記憶してもよい。

解説されている例の比較器例４０６は、圧力センサ１３８、タービン流量計１２６、レベルセンサ１１４および１１６、および／またはガスセンサからの情報に基づき、弁部材１２５の最大開きを判定する。比較器４０６は、ダンプ弁１２４が接触センサ３０２を含まない事例において、ダンプ弁１２４を通過可能な液体の量を制限するため、弁部材１２５の最大移動（例えば、最大開量）を判定する。これらの事例においては、ダンプ弁１２４は弁部材１２５を部分的に開くための正確なフィードバック制御を有しない場合がある。最大移動を設定するには、比較器例４０６は流量調整器１３２を介して弁部材１２５の最大開を修正するための命令を電子アクチュエータ１３０に送る。このようにして、弁部材１２５の最大移動を設定することにより、比較器４０６は、弁部材１２５を比較的迅速に設定された最大移動まで開くように電気アクチュエータ１３０に対して命令し、ダンプ弁１２４は弁部材１２５の移動を監視する必要はない。

代替的に、ダンプ弁１２４が接触センサ３０２を含む場合には、比較器例４０６は、液体収集チャンバ１０４から放出される液体の量に基づき、弁部材１２５がどれだけ開かれるかを判定する。これらの例では、比較器４０６は、指定量だけ弁部材１２５を開くために、メッセージおよび／または信号をコントローラおよび／または電子アクチュエータ１３０に送るようにアクチュエータドライバ４１６に命令する。

図４の比較器例４０６は圧力センサ１３８、タービン流量計１２６、レベルセンサ１１４および１１６、および／またはガスセンサからの情報を使用し、どれだけの量の液体および／またはダンプ弁１２４が開かれる時間を判定する。例えば、比較器４０６は、液体レベルが高しきい値１１８に近づいていることの表示を圧力センサ１３８から受け取る。比較器４０６は次に液体プロファイラ４１０を介してデータベース４１２にアクセスし、ガス収集チャンバ１０６内のガスの現行圧力に基づいて放出されるべき液体の量、ダンプ弁１２４が開き可能な最大量、および／またはダンプ弁１２４を通る液体の流量を判定する。比較器例４０６は次に、液体の放出を開始するために、弁部材１２５を開くためにダンプ弁１２４に命令を送るようにアクチュエータドライバ４１６を命令する。判定された時間、および／または判定された放出されるべき液体の量に到達したら、比較器例４０６はアクチュエータドライバ４１６に対し、ダンプ弁１２４を閉じるように命令する。他の例では、比較器４０６は、タービン流量計１３６からのより新しい液体流量および／または圧力センサ１３８からの液体の圧力に基づき、その時間および／または量の計算を改善し得る。

比較器例４０６は液体プロファイルデータをデータベース４１２に記憶することもできる。液体プロファイルデータは、検出された液体圧力、ガス圧力、および／または配管１２６を通る液体の流量に基づき、分離機１０２内でどのように液体レベルが変化するかを記述する特性を含む。液体プロファイラ例４１０は、記憶されたデータを使用して液体収集チャンバ１０４内の液体レベル、液体圧力、ガス圧力、および／または配管１２６を通る液体の流量間の相関を生成、修正、および／または改善することができる。例えば、液体プロファイラ４１０はある液体圧力が、ガス圧力が２．５気圧のときに半分満たされている液体収集タンク１０４に相当すると判定し得る。液体プロファイラ４１０は、弁部材１２５が開いている量に基づき、プロファイル情報を調整してもよい。さらに、例えば、ダンプ弁１２４、タービン流量計１３６、圧力センサ１３８、レベルスイッチ１１４および１１６、配管１２６、および／または液体収集チャンバ１０４の部分が交換され、および／または修正されたとき、液体プロファイラ４１０はプロファイル情報を再トリム（例えば、再較正）してよい。

ダンプ弁１２４とインターフェースをとるために、液体レベルプロセッサ例１２３はアクチュエータドライバ４１６を含む。アクチュエータドライバ例４１６は比較器４０６からメッセージを受け取り、ダンプ弁１２４のコントローラおよび／または電気アクチュエータ１３０に対し、命令および／または信号を送信する。ダンプ弁１２４がプロセス制御通信プロトコル（例えば、ＨＡＲＴ、Ｐｒｏｆｉｂｕｓ、および／またはＦｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｆｉｅｌｄｂｕｓ）に準拠している事例では、アクチュエータドライバ４１６は適切なメッセージを作成し、そのメッセージをダンプ弁１２４に送信する。他の事例においては、アクチュエータドライバ４１６は電子アクチュエータ１３０を駆動する電力を提供し、弁部材１２５を開／閉させてもよい。

液体レベルプロセッサ例１２３の実装方法の例が図４に説明されているが、図４に示されている１つまたは複数の要素、プロセス、および／または装置は組み合わせ、分割、再配置、省略、撤廃が可能、および／または他の方法での実装可能である。さらに、図４の受信機例４０２、４０４、および４０８、比較器例４０６、液体プロファイラ例４１０、データベース例４１２、インターフェース例４１４、アクチュエータドライバ例４１６、および／または、より一般的には、液体レベルプロセッサ例１２３は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアにより、および／またはハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェアの任意の組み合わせにより、実装し得る。このようにして、例えば、受信機例４０２、４０４、および４０８、比較器例４０６、液体プロファイラ例４１０、データベース例４１２、インターフェース例４１４、アクチュエータドライバ例４１６、および／または、より一般的には、液体レベルプロセッサ例１２３のいずれかまたはすべてが、回路、プログラム可能プロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラム可能論理回路（ＰＬＤ）および／またはフィールドプログラマブルロジックデバイス（ＦＰＬＤ）等の１つまたは複数によって実装可能である。

本特許の装置請求項のいずれかが純粋にソフトウェアおよび／またはファームウェア実装を網羅するものと読める場合は、受信機例４０２、４０４、および４０８、比較器例４０６、液体プロファイラ例４１０、データベース例４１２、インターフェース例４１４、および／またはアクチュエータドライバ例４１６のうちの少なくとも１つは、本明細書において、ソフトウェアおよび／またはファームウェアを記憶するメモリ、ＤＶＤ、ＣＤ、ブルーレイディスク等の有形コンピュータ可読媒体を含むものと明示的に定義される。さらにまた、図４の液体レベルプロセッサ１２３は、図４に解説されているものに加えて、あるいはその代わりに、１つまたは複数の要素、プロセス、および／または装置を含むことができ、また／あるいは解説されている要素、プロセス、および装置のいずれかまたはすべてのうちの２つ以上を含み得る。

図１、３、および４の液体レベルプロセッサ１２３を実装するためのプロセスの典型例のフローチャートが、図５、６、および７に示されている。この例では、プロセスは、図８との関連で以下に論議されるプロセッサシステム例Ｐ１０内に示されるプロセッサＰ１２等のプロセッサによって実行されるプログラムとして実装し得る。このプログラムは、ＣＤ、フロッピィディスク、ハードドライブ、ＤＶＤ、ブルーレイディスク、あるいはプロセッサＰ１２に関連するメモリ等のコンピュータ可読媒体上に記憶される機械可読命令あるいはソフトウェアとして具現し得るが、しかし、プログラム全体および／またはその一部は、プロセッサＰ１２以外の装置によって代わりに実行可能であり、および／またはファームウェアあるいは専用ハードウェアで具現可能である。さらに、プログラム例は図５、６、および７に解説されているフローチャートを参照しながら記述されているが、液体レベルプロセッサ例１２３を実装する多くの他の方法を替わりに使用し得る。例えば、ブロックの実行順序は変更可能であり、および／または記述されているいくつかのブロックは変更、撤廃、あるいは組み合わせ可能である。

上述のように、図５、６、および７のプロセス例は、有形コンピュータ可読媒体上に記憶された暗号化命令（コンピュータ可読命令）を使用して実装可能であり、当該媒体はハードディスクドライブ、フレッシュメモリ、ＲＯＭ、ＣＤ、ＤＶＤ、ブルーレイディスク、キャッシュ、ＲＡＭおよび／または、情報が任意の期間記憶される（例えば、長期間、永久的、瞬間的、一時的バッファリングのため、および／または情報のキャッシングのため）任意の他の記憶媒体等である。本明細書における使用法において、有形コンピュータ可読媒体という用語は、任意のタイプのコンピュータ可読記憶装置を含み、そして伝搬信号を除外することが明示的に定義される。追加的にまたは代替的に、図５、６、および７のプロセス例は、非一時的コンピュータ可読媒体上に記憶される暗号化命令（例えば、コンピュータ可読命令）を使用して実装可能であり、当該媒体はハードディスクドライブ、フラッシュメモリ、読み取り専用メモリ、コンパクトディスク、デジタル汎用ディスク、キャッシュ、ランダムアクセスメモリおよび／または、情報が任意の期間記憶される（例えば、長期間、永久的、瞬間的、一時的バッファリングのため、および／または情報のキャッシングのため）任意の他の記憶媒体である。本明細書での使用法において、非一時的コンピュータ可読媒体という用語は、任意のタイプのコンピュータ可読媒体を含み、伝搬信号を除外することが明示的に定義される。

図５のプロセス例５００は、図１、３、および４の液体レベルプロセッサ１２３が、分離機１０２に関する高しきい値１１８（例えば、高液体レベル）および低しきい値１２０（例えば、低液体レベル）を判定することで始まる（ブロック５０２）。液体レベルプロセッサ例１２３はオペレータからのしきい値１１８および１２０を受け取ってもよく、および／または配管１２６および１４０のレベルに基づいて、しきい値１１８および１２０を判定してもよい。図４の比較器例４０６は、次に、高液体レベル警告（例えば、表示）がレベルセンサ１１４から受け取られるかどうかを判定する（ブロック５０４）。

表示が受け取られなかった場合は、比較器例４０６は分離機内のガスの圧力の要求および／または受け取りを行う（ブロック５０６）。比較器例４０６は次に、ガス圧力および／または液体のレベルに基づき、ダンプ弁１２４を開けるべきかどうかを判定する。（ブロック５０８）。比較器４０６がダンプ弁１２４を開く予定でない場合には、比較器例４０６は高液体レベルの表示の監視を続ける（ブロック５０４）。

比較器４０６が高液体レベルの表示を受け取った場合（ブロック５０４）、および／またはダンプ弁１２４が開かれることを判定した場合（ブロック５０８）、比較器４０６は次にダンプ弁１２４を開く量を判定する（ブロック５１０）。ダンプ弁１２４を開く量は、流量調整器１３２を介する弁部材１２５の最大移動の設定、および／または図３の接触センサ例３０２からのフィードバックを使用して弁部材１２５を動かす量の判定を含み得る。比較器例４０６は次に、アクチュエータドライバ４１６に対し、判定された量だけダンプ弁を開くための（および／または弁部材１２５の最大移動の設定）ためのメッセージを送信する（ブロック５１２）。

ダンプ弁１２４を開いた後、比較器例４０６は時間および／またはダンプ弁１２４を通って流れる液体の量を測定する（ブロック５１４）。比較器４０６はタービン流量計１３６からの出力を圧力センサからの出力と比較し、タービン流量計１３６の動作状態を判定してもよい。比較器４０６は、次に時間しきい値および／または放出された液体しきい値が到達されたかどうかを判定し、ガスが配管１２６に入いることを許さないようにする（ブロック５１６）。これらのしきい値がまだ到達されない場合には、比較器例４０６は、低液体レベル警告（例えば、表示）がレベルセンサ１１６から受け取られたかどうかを判定する（ブロック５１８）。その表示がまだ受け取られてない場合には、比較器例４０６はダンプ弁１２４が開いている時間、および弁１２４を通って流れる流体の量の測定を継続する（ブロック５１４）。

時間しきい値および／またはダンプ弁１２４を通る液体の量のしきい値が到達された（ブロック５１６）あるいは低液体レベル表示が受け取られた（ブロック５１８）場合は、比較器例４０６は、アクチュエータドライバ４１６に対し、ダンプ弁１２４を閉じるようにメッセージを送る（ブロック５２０）。比較器例４０６および／または液体プロファイラ４１０は次に、ダンプ弁１２４が開いていた期間、ダンプ弁１２４が開いていた量、ダンプ弁１２４を通って流れた液体の量、ダンプ弁１２４が開かれる前の開始液体レベル、および／またはダンプ弁が閉じられたときの終わりの液体レベルを、データベース４１２に記憶する（ブロック５２２）。液体プロファイラ例４１０はこの情報を使用し、ダンプ弁１２４が開いている量に基づき、任意の圧力−量相関データおよび／または液体放出の任意のモデルを修正および／または調整してもよい。比較器例４０６および／または液体レベルプロセッサ１２３は、次に、高液体レベル表示がレベルセンサ１１４から受け取られたかどうかを判定することに戻る（ブロック５０４）。

図６のプロセス例６００は、レベルスイッチ１１４および１１６および／またはタービン流量計１３６の代わりに図１および３の圧力センサ例１３８を使用し、液体収集チャンバ１０４内の液体の量を判定する。プロセス例６００は、図１、３、および４の液体レベルプロセッサ例１２３が液体圧力を液体収集チャンバ１０４内の液体量と相関させるときに始まる（ブロック６０２）。比較器例４０６は、次に、圧力センサ１３８によって測定された液体圧力が指定しきい値より上であるかどうかを判定する（ブロック６０４）。

液体圧力がしきい値より上である場合は、比較器例４０６は図１および３のダンプ弁１２４を開く量（および／または弁部材１２５の最大移動の設定量）を判定する（ブロック６０６）。比較器例４０６は、次に、アクチュエータドライバ４１６に対し、判定量だけダンプ弁を開く（および／または弁部材１２５の最大移動を設定する）ためのメッセージを送信する（ブロック６０８）。

ダンプ弁１２４を開いた後、比較器例４０６は圧力センサ１３８によって測定された圧力減少量を判定することにより、時間および／またはダンプ弁１２４を通って流れる液体の量を測定する（ブロック６１０）。比較器４０６は、次に、時間しきい値および／または放出された液体しきい値が到達されたかどうかを判定し、ガスが配管１２６に入ることを許さないようにする（ブロック６１２）。しきい値が到達されてない場合には、比較器例４０６は、圧力センサ１３８によって報告された液体圧力がしきい値より下である（液体レベルが配管１２６のレベルに近づいていることを示している）かどうかを判定する（ブロック６１４）。液体レベルがしきい値ではない、および／または近接していない場合は、比較器例４０６は、圧力センサ１３８を介して、ダンプ弁１２４が開いている時間、および／または弁１２４を通って流れる流体の量の測定を続ける（ブロック６１０）。

時間しきい値および／またはダンプ弁１２４を通る液体の量のしきい値が到達された（ブロック６１２）、あるいは液体の圧力が、液体が低しきい値１２０に接近していることを表示する場合は（ブロック６１４）、比較器例４０６は、アクチュエータドライバ４１６に対し、ダンプ弁１２４を閉じるようにメッセージを送る（ブロック６１６）。比較器例４０６および／または液体プロファイラ４１０は次に、データベース４１２に、ダンプ弁１２４が開いていた時間、ダンプ弁１２４が開いていた量、ダンプ弁１２４を通って流れた液体の量（例えば、液体圧力における差）、ダンプ弁１２４が開かれる前の開始液体レベル（例えば、開始液体圧力）、および／またはダンプ弁が閉じられたときの終わりの液体レベル（例えば、終わりの液体圧力）を記憶する（ブロック６１８）。液体プロファイラ例４１０は、この情報を使用して、ダンプ弁１２４が開く量に基づき、圧力−量相関データおよび／または液体放出の任意のモデルの修正および／または調整を行い得る。比較器例４０６および／または液体レベルプロセッサ１２３は、次に、液体の圧力が圧力センサ１３８を介して、液体レベルが高しきい値１１８に近いおよび／またはその値であることを表示するかどうかを判定することに戻る（ブロック６０４）。

図７のプロセス例７００は、タービン流量計１３６の動作状態を判定する。プロセス例７００は、図４の比較器例４０６および／または圧力受信機４０８が、図１および３の分離機１０２内の液体の圧力を測定する圧力センサ１３８からの第１の圧力値を受け取るときから始まる（ブロック７０２）。比較器例４０６および／または圧力受信機例４０８は次に、タービン流量計１３６から液体流量を受け取る（ブロック７０４）。比較器例４０６は次に流量を、例えばデータベース４１２内に記憶された相関データを使用して、第２の圧力値に変換する（ブロック７０６）。

比較器例４０６は、次に、第１の圧力値を第２の圧力値と比較し、差を判定する（ブロック７０８）。圧力値間のその差が指定偏差内である場合には、比較器４０６はタービン流量計１３８が通常の動作状態であると判定する。比較器例４０６および／または圧力受信機４０８は、次に、圧力値および流量データの受け取りに戻り、タービン流量計１３６の動作状態を監視する（ブロック７０２〜７０８）。

圧力間の差が指定偏差外である場合は、比較器例４０６はデータベース４１２にアクセスし、偏差の量に基づき、タービン流量計１３６の動作状態を判定する（ブロック７１２）。例えば、比較的小さい偏差は、タービン流量計１３６が通常の摩耗あるいは錆のゆえに回転を減らしたことを表示し得る。さらに、比較的大きな偏差は、タービン流量計１３６がゴミの閉塞の結果として回転不能であることを表示し得る。

比較器例４０６は、インターフェース４１４を介して、次に、例えばコマンドセンター１２９に対し、判定された動作状態に基づいてタービン流量計１３６が保守を必要としていることを表示する診断メッセージを送信する（ブロック７１４）。タービン流量計１３６が保守を受ける前に、比較器例４０６は圧力センサ１３８からの圧力出力を使用してダンプ弁１２４を操作し得る。このように、圧力センサ１３８は、タービン流量計１３６が保守を受けるまでは、バックアップとして働く。タービン流量計が保守を受けた後、比較器例４０６および／または圧力受信機４０８は、圧力センサ１３８からの出力をタービン流量計１３６からの出力と比較することに戻る（ブロック７０２〜７０８）。他の例では、比較器４０６は、計器１３６が保守を受ける前に圧力センサ１３８からの出力とタービン流量計１３６の出力を比較することを継続し、偏差が落ち着くかどうかを判定してもよい。

図８はプロセッサシステム例Ｐ１０のブロック図で、本明細書に記載の方法および装置例を実装するために使用し得る。例えば、プロセッサシステム例Ｐ１０と類似のあるいは同一のプロセッサシステムを使用して、受信機例４０２、４０４、および４０８、比較器例４０６、液体プロファイラ例４１０、データベース例４１２、インターフェース例４１４、アクチュエータドライバ例４１６および／または、より一般的には、図１、３および４の液体レベルプロセッサ例１２３を実装し得る。プロセッサシステム例Ｐ１０は、複数の周辺装置、インターフェース、チップ、メモリ等を含むものとして以下に記述されているが、それらの要素の１つまたは複数は受信機例４０２、４０４、および４０８、比較器例４０６、液体プロファイラ例４１０、データベース例４１２、インターフェース例４１４、アクチュエータドライバ例４１６および／または、より一般的には、液体レベルプロセッサ例１２３の１つまたは複数を実装するために使用される他のプロセッサシステム例からは省略し得る。

図８で示されるように、プロセッサシステムＰ１０は、相互接続バスＰ１４と連結されるプロセッサＰ１２を含む。プロセッサＰ１２はレジスタセットまたはレジスタスペースＰ１６を含み、これは全体がオンチップとして図８に描かれているが、しかし、代替的に、全体または部分的にオフチップとして配置可能であり、そして専用電気コネクションおよび／または相互接続バスＰ１４を介してプロセッサＰ１２と直接連結可能である。プロセッサＰ１２は任意の適切なプロセッサ、処理ユニット、またはマイクロプロセッサでもよい。図８には示されてないが、システムＰ１０はマルチプロセッサシステムでもよく、したがって、プロセッサＰ１２と同一の、または類似の、そして相互接続バスＰ１４と通信可能に連結される１つまたは複数の追加プロセッサを含んでもよい。

図８のプロセッサＰ１２はチップセットＰ１８と連結され、これはメモリコン
トローラＰ２０および周辺入力／出力（Ｉ／Ｏ）コントローラＰ２２を含む。よく知られていることだが、チップセットは、チップセットＰ１８に連結される１つまたは複数のプロセッサによりアクセス可能または使用される、複数の汎用および／または特殊用途のレジスタ、タイマ等は勿論のこと、Ｉ／Ｏおよびメモリマネジメント機能を一般的に提供する。メモリコントローラＰ２０は、プロセッサＰ１２（または複数のプロセッサが存在する場合にはプロセッサ群）がシステムメモリＰ２４および大容量記憶メモリＰ２５にアクセスすることを可能とする機能を実施する。

システムメモリＰ２４は、例えば、スタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、フラッシュメモリ、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）等の任意の希望するタイプの揮発性および／または不揮発性メモリを含み得る。大容量記憶メモリＰ２５は任意の希望するタイプの大容量記憶装置を含み得る。例えば、データベース４１２を実装するためにプロセッサシステム例Ｐ１０が使用される場合は（図４）、大容量記憶メモリＰ２５はハードディスクドライブ、オプティカルドライブ、テープ記憶装置等を含み得る。代替的に、データベース４１２を実装するためにプロセッサシステム例Ｐ１０が使用される場合には、大容量記憶メモリＰ２５はソリッドステートメモリ（例えば、フラッシュメモリ、ＲＡＭメモリ等）、磁気メモリ（例えば、ハードドライブ）、あるいはデータベース４１２内の大容量記憶に適切な任意の他のメモリを含んでよい。

周辺Ｉ／ＯコントローラＰ２２は、周辺Ｉ／ＯバスＰ３２を介して周辺入力／出力（Ｉ／Ｏ）装置Ｐ２６およびＰ２８ならびにネットワークインターフェースＰ３０とプロセッサＰ１２が通信できるようにする機能を実行する。Ｉ／Ｏ装置Ｐ２６およびＰ２８は、例えば、キーボード、ディスプレイ（例えば、液晶表示装置（ＬＣＤ）、ブラウン管（ＣＲＴ）表示装置等）、ナビゲーション装置（例えば、マウス、トラックボール、容量性タッチパッド、ジョイステック等）等の任意の希望するタイプのＩ／Ｏ装置でよい。ネットワークインターフェースＰ３０は、例えば、プロセッサシステムＰ１０を別のプロセッサシステムと通信可能にする、イーサネット（登録商標）装置、非同期転送モード（ＡＴＭ）装置、８０２．１１装置、ＤＳＬモデム、ケーブルモデム、セルラモデム等が可能である。

メモリコントローラＰ２０およびＩ／ＯコントローラＰ２２は、チップセットＰ１８内の別の機能ブロックとして図８に描かれているが、これらのブロックにより実行される機能は、単一の半導体回路内に統合可能であり、あるいは２つまたはそれ以上の別の集積回路を使用して実装可能である。

上述の方法および／または装置例の少なくともいくつかは、コンピュータプロセッサ上で走る１つまたは複数のソフトウェアおよび／またはファームウェアプログラムにより実装される。しかしながら、アプリケーション固有の集積回路、プログラム可能論理アレイおよび他のハードウェア装置を含む、これらには限定されないが、専用ハードウェア実装を同様に構築可能であり、全体としてあるいは部分的に、本明細書に記載されている方法および／または装置例のいくつかまたはすべてを実装できる。さらにまた、分散処理または構成要素／オブジェクト分散処理、並列処理、あるいは仮想機械処理を含む、これには限定されないが、代替ソフトウェア実装も構築可能であり、本明細書に記述される方法および／またはシステム例を実装できる。

本明細書に記述されるソフトウェアおよび／またはファームウェア実装例は、磁気媒体（例えば、磁気ディスクまたはテープ）、光ディスク等の光磁気あるいは光媒体、あるいは１つまたは複数の読み取り専用（不揮発性）メモリ、ランダムアクセスメモリ、あるいは他の再書き込み可能（揮発性）メモリを収容するメモリカードあるいは他のパッケージ等のソリッドステート媒体等の有形記憶媒体上に記憶されることも注目されるべきである。したがって、本明細書に記述されるソフトウェアおよび／またはファームウェア例は、上述のあるいは後継の記憶媒体等の有形記憶媒体上に記憶可能である。上述の明細書は特定標準およびプロトコルを参照して構成要素および機能の例を記述しており、本特許の範囲はそのような標準およびプロトコルに限定されないことが理解される。

さらに、本特許はハードウェア上で実行されるソフトウェアまたはファームウェアを含む方法および装置例を開示するが、そのようなシステムは単に解説のためであり、限定しているものと考えられるべきではないことに注意されたい。例えば、これらのハードウェアおよびソフトウェア構成要素のいずれかまたはすべては、ハードウェアにおいて排他的に、ソフトウェアにおいて排他的に、ファームウェアにおいて排他的に、あるいはハードウェア、ファームウェア、および／またはソフトウェアの組み合わせにおいて具現可能であると企図される。したがって、上述の明細書は方法、システム、および製品例を記述するが、これらの例はそのようなシステム、方法、および製品を実装するための唯一の方法ではない。したがって、方法、システム、および製品のある例が本明細書中において記述されているが、本特許の網羅する範囲はそれらには限定されない。反対に、本特許は、文字通りに、あるいは同等物の原則のもとで、付属請求項の範囲に正しく入るすべての方法、システム、および製品を網羅する。

Claims (19)

1. タンク内の液体の第１の圧力を、圧力センサを介して判定することと、
   前記タンク内の前記液体の第２の圧力を、前記タンク内から流出する液体の流量を測定するタービン流量計を介して判定することと、
   前記第１の圧力が前記第２の圧力からの指定偏差範囲以内であるかどうかを判定し、前記タービン流量計の動作状態を判定することと、
   前記タービン流量計が、前記タービン流量計の前記状態に基づいて保守が行われる必要があることを示す診断メッセージを送信することと、
   を含む、プロセスループ制御によりタービン流量計の診断をするための方法。
2. 前記第１の圧力または前記第２の圧力に基づき、前記タンク内の前記液体の量を判定することと、
   前記液体の前記量が事前決定されたしきい値を超えるときに、弁を開いて前記タンクから前記液体の一部分を放出することと、
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記液体が前記タンクから溢れてガス用の配管に入ることを阻止するために、前記液体の前記部分が放出される、請求項２に記載の方法。
4. 前記弁を開く量を前記量に基づいて判定することをさらに含む、請求項２に記載の方法。
5. 前記弁を開く時間の長さおよび前記弁を開く量を前記量に基づいて判定することをさらに含む、請求項２に記載の方法。
6. 前記第１の圧力または前記第２の圧力に基づいて判定した前記タンク内の前記液体の量が第２の事前決定されたしきい値を下回るのを防ぐために前記弁を閉じることと、
   をさらに含む、請求項２に記載の方法。
7. 前記タンク内の前記液体が前記第２の事前決定されたしきい値を下回ることを阻止するために前記弁を閉じることは、ガスが前記液体用の配管に入って外部環境へ排気されることを阻止する、請求項６に記載の方法。
8. 前記液体が前記タンク内であるレベルにあることの表示を、レベルセンサから受け取ることと、
   前記第１の圧力を前記タンク内の前記液体の前記レベルに基づいて判定することと、
   をさらに含む、請求項１から７のいずれか一つに記載の方法。
9. タービン流量計の動作状態を判定するために、タンク内の液体の第１の圧力に相当する第１の圧力出力が、前記タンク内の液体の第２の圧力に相当する第２の圧力出力から指定偏差範囲内にあるかどうかを判定するための比較器であって、前記第１の圧力出力は前記タンク内の圧力センサから送信され、前記第２の圧力出力は前記タービン流量計であって、前記タンク内から流出する液体の流量を測定するタービン流量計からの出力に相当する、比較器と、
   前記タービン流量計が、前記タービン流量計の前記動作状態に基づいて、保守が行われることを必要とすることを示す診断メッセージを送信するためのインターフェースと、
   を備える、プロセスループ制御によりタービン流量計の診断をするための装置。
10. 前記タービン流量計からの前記第２の圧力出力は前記タンクから外への前記液体の一部分の流量であり、前記比較器は前記流量を前記第２の圧力に変換する、請求項９に記載の装置。
11. 前記タンク内の液体の量が事前決定されたしきい値を超えるとき、前記タンクから前記液体の一部分を放出するために、ダンプ弁の電気アクチュエータに対して弁部材を開くように命令するアクチュエータドライバをさらに備える、請求項９に記載の装置。
12. 前記比較器は前記液体の前記量に基づいて前記弁部材の最大の開きを判定し、
    前記アクチュエータドライバは、流量調整器を前記弁部材の前記判定された最大の開きに調整するように、前記電気アクチュエータに命令する、
    請求項１１に記載の装置。
13. 前記比較器は、前記液体の前記量および前記タンク内のガスの圧力に基づいて、前記ダンプ弁を開く時間の長さを判定する、請求項１１に記載の装置。
14. 前記比較器は、前記タービン流量計からの第２の圧力出力に基づいて前記液体の量を判定し、
    前記アクチュエータドライバは、前記タンク内の前記液体の量が第２の事前決定されたしきい値を下回ることを阻止するために、前記ダンプ弁を閉じるように前記電気アクチュエータに命令する、
    請求項１１に記載の装置。
15. 前記タンクは、掘削孔から抽出される液体から天然ガスを分離するための分離機である、請求項１１から１４のいずれか一つに記載の装置。
16. 少なくとも、
    タンク内の液体の第１の圧力を、圧力センサを介して判定することと、
    前記タンク内の前記液体の第２の圧力を、前記タンク内から流出する液体の流量を測定するタービン流量計を介して判定することと、
    前記第１の圧力が前記第２の圧力からの指定偏差範囲内であるかどうかを判定し、前記タービン流量計の動作状態を判定することと、
    前記タービン流量計の前記状態に基づいて、前記タービン流量計が保守を受ける必要があることを示す診断メッセージを送信することと、
    により実行時に機械にタービン流量計の診断を実施させる命令を中に記憶させた、有形機械アクセス可能媒体。
17. 前記第１の圧力または前記第２の圧力に基づいて前記タンク内の前記液体の量を判定することと、
    前記液体の前記量が事前決定されたしきい値を超えるときに、弁を開いて前記タンクから前記液体の一部分を放出することと、
    を実行時に前記機械に行わせる命令を記憶させた、請求項１６に記載の有形機械アクセス可能媒体。
18. 実行時に、前記液体の前記量に基づいて、前記弁を開く時間の長さおよび前記弁を開く量を前記機械に判定させる命令を記憶させた、請求項１７に記載の有形機械アクセス可能媒体。
19. 実行時に、
    前記第１の圧力または前記第２の圧力に基づいて前記液体の量を判定することと、
    ガスが前記液体用の配管に入るのを阻止するために、前記弁を閉じて前記タンク内の前記液体の量が第２の事前決定されたしきい値を下回ることを阻止することと、
    を前記機械に実施させる命令を記憶させた、請求項１７に記載の有形機械アクセス可能媒体。

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