JP6419296B2 - Coriolis type device for directly measuring the source and method for measuring the source directly - Google Patents

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    • G01F1/76Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/78Direct mass flowmeters
    • G01F1/80Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
    • G01F1/84Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
    • G01F1/8409Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details
    • G01F1/8436Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details signal processing

Description

本発明は、コリオリ式直接に源泉を測定するデバイス及び直接に源泉を測定する方法に関するものであり、特に源泉の性能の連続的な監視ならびに精度の高い定量的な測定及び定性的な測定を提供するコリオリ式直接に源泉を測定するデバイス及び直接に源泉を測定する方法に関するものである。   The present invention relates to a Coriolis type direct source measuring device and a direct source measuring method, and in particular, provides continuous monitoring of source performance and highly accurate quantitative and qualitative measurements. The present invention relates to a Coriolis type device for directly measuring a source and a method for directly measuring a source.

直接の源泉測定とは、個々の源泉、又は一連の源泉における生産を連続的に測定する能力のことを指すものである。このタイプの測定は、それにより提供されるデータが運転に関する日々の判断に直接関係があるため望ましいものである。これらの判断には、現場のどの源泉を廃止すべきかについての判断や、個々の源泉から石油またはガスを最大限に生産するためにはどの技術を用いるべきかについての判断などが含まれる。   Direct source measurement refers to the ability to continuously measure production at an individual source or set of sources. This type of measurement is desirable because the data it provides is directly related to daily judgments about driving. These decisions include decisions about which sources on site should be abolished, and which technologies should be used to maximize the production of oil or gas from individual sources.

測定の視点からいえば、地理的場所が異なれば源泉は大きく異なる。中東では、ほとんどの源泉では、液体(油及び水)が少量のガスとともに生産され、その生産は比較的円滑かつ連続的なものである。しかしながら、時間の経過とともに源泉が枯渇していくため安定していた生産量(流量)は次第に低下していく。米国では、他の国々と同様、水または二酸化炭素の如き流体を油井の穴にポンプで送って油及びガスを生産する、すなわちこれらの油及びガスを直接地面までポンプで汲み出すことを必要とする場合が多いため、流量の変動が大きく、ガス分率が0〜100%の間で変動してしまう傾向がある。これらのタイプの源泉では、ひとまとまりの量(バッチ毎)の液体の前後で流量計(メータ)がガスにより動かなくなってしまい、バッチ毎に空−満タン−空を繰り返してしまうような測定環境がもたらされる。他のタイプの源泉では、天然ガスが主として生産され、それに少量の油、水または凝縮物が含まれる。従って、「湿性ガス」を伴う測定環境がもたらされる。   From a measurement perspective, the source is very different for different geographical locations. In the Middle East, most sources produce liquids (oil and water) with small amounts of gas, and the production is relatively smooth and continuous. However, since the source is depleted over time, the stable production volume (flow rate) gradually decreases. In the United States, as in other countries, it is necessary to pump fluids such as water or carbon dioxide into well holes to produce oil and gas, i.e. pump these oil and gas directly to the ground. In many cases, the flow rate fluctuates greatly, and the gas fraction tends to fluctuate between 0% and 100%. With these types of sources, the measurement environment is such that the flow meter (meter) stops moving by gas before and after a batch of liquid (each batch), and the empty-full-empty state is repeated for each batch. Is brought about. In other types of sources, natural gas is mainly produced and contains small amounts of oil, water or condensate. Thus, a measurement environment with “wet gas” is provided.

信頼できかつコスト効率の良い直接に源泉を測定するデバイスがない場合、最も一般的な代替手段は、「テストセパレータ」を用い、各源泉を断続的に(即ち、1カ月に1回)試験し、次の試験までにどのような変化も生じないと仮定することである。
他の解決策は、各源泉において永続的セパレータまたは多相流メータを用いることである。しかしながら、これらの選択肢は両方とも、非常に高価であり、かつ、源泉毎に相当なメンテナンス及び/または特注生産を必要とする場合が多い。ほとんどの経営者は、所有する場所に何百または何千もの小さな源泉を持っており、個々の源泉においてこれらの選択肢を考慮することは多くの場合コスト的にもまた時間的にも無理がある。
If there is no reliable and cost-effective direct source measurement device, the most common alternative is to use a “test separator” to test each source intermittently (ie once a month). It is assumed that no change will occur by the next test.
Another solution is to use a permanent separator or multiphase flow meter at each source. However, both of these options are very expensive and often require considerable maintenance and / or custom production for each source. Most managers have hundreds or thousands of small sources in their own locations, and considering these options at individual sources is often too costly and time consuming .

従って、信頼でき、正確で、かつ適時の測定データを提供することができ、コスト効率が良く、メンテナンスがあまりかからない直接に源泉を測定するデバイスの必要性が存在する。また、含水率及び流量に関するデータを含む源泉の性能についてのデータを頻繁に提供する必要性が存在する。これらの情報の提供により、さまざまな日常の源泉管理問題、たとえば源泉を操業停止すべきか否かまたは個々の源泉に対して生産技術を変更する必要性があるか否かなどの問題に対してより良好な決断を下すことができるようになる。   Thus, there is a need for a device that can provide reliable, accurate, and timely measurement data, is cost effective, and does not require much maintenance and directly measures the source. There is also a need to frequently provide data on source performance, including data on moisture content and flow rate. Providing this information will help you with various daily source management issues, such as whether the source should be shut down or whether there is a need to change production technology for individual sources. You will be able to make good decisions.

本発明は、源泉の試験においてさらに優れた性能を可能とするコリオリ式直接に源泉を測定するデバイス及び直接に源泉を測定する方法を提供することにより、上述の問題点を
克服するとともに当該技術を進歩させるものであり、十分に信頼ができ、より頻繁にデータを提供することができるうえに、当該技術分野において現時点で知られているデバイス及び方法に比べてコスト効率が優れている。
The present invention overcomes the above-mentioned problems by providing a Coriolis direct source measuring device and a direct source measuring method that enables even better performance in source testing. It is an advancement, is sufficiently reliable, can provide data more frequently, and is more cost effective than devices and methods currently known in the art.

具体的にいえば、本発明は、公知のテストセパレータ法と比べてより頻繁に測定結果を提供することができる。さらに、本発明は、日常の運用において次の項目を含む複数の課題に対する解決策を提供することができる: いずれの源泉が水のみを生産しており、操業停止される必要があるのか? 今まで液体のみの源泉であったのがいつからガスを生産し始めたのか?昨日から源泉の流量が著しく変わったか?今現在、この源泉は多相か否か?   Specifically, the present invention can provide measurement results more frequently than the known test separator method. In addition, the present invention can provide solutions to multiple issues in daily operations, including the following items: Which sources produce only water and need to be shut down? When did you start producing gas from the source of liquid only? Has the source flow changed significantly since yesterday? Is this source polymorphic now or not?

発明の態様
本発明の1つの態様では、少なくとも1つの源泉を直接測定する方法は、所定のドライ
ブゲインしきい値を超えている混入ガスの量に基づいて少なくとも1つの源泉の混入ガス重大度を求める工程と、決定された混入ガス重大度に基づいて少なくとも1つの変数を出力する工程と、この少なくとも1つの変数に関連する信頼度指数を出力する工程とを含んでいる。
好ましくは、少なくとも1つの変数は流れ変数、診断情報及びユーザアラートのうちの少なくとも1つを含む。
好ましくは、流れ変数は質量流量、体積流量、密度、含水率及び正味の含油率(net
oil)のうちの少なくとも1つを含む。
Aspects of the Invention In one aspect of the present invention, a method for directly measuring at least one source determines an entrained gas severity of at least one source based on an amount of entrained gas that exceeds a predetermined drive gain threshold. Determining, determining at least one variable based on the determined entrained gas severity, and outputting a confidence index associated with the at least one variable.
Preferably, the at least one variable includes at least one of a flow variable, diagnostic information and a user alert.
Preferably, the flow variables are mass flow, volume flow, density, moisture content and net oil content (net
oil).

好ましくは、診断情報は、温度、多相状態の検出、測定時間区間において混入ガスが決められたドライブゲインしきい値を超えている時間、及び、多相状態の情報のうちの少なくとも1つを含み、多相状態の情報は、ガス空隙率、連続的混入、及び、スラグ状ガス混入のうちの少なくとも1つを含む。
好ましくは、少なくとも1つの変数を出力する工程は、少なくとも1つの変数を所定の時間間隔にわたって連続的に平均し、少なくとも1つの変数について単一の平均されたデータ値を出力する工程を含む。
好ましくは、所定の時間間隔はユーザ及び流れ状態のうちの1つによって決まり、流れ状態はスラグ状断続的混入及び連続的混入のうちの1つを含む。
好ましくは、所定の時間間隔は、均一な間隔及び非均一な間隔のうちの1つである。
Preferably, the diagnostic information includes at least one of temperature, detection of a multiphase state, a time during which a mixed gas exceeds a determined drive gain threshold in a measurement time interval, and information on the multiphase state. The multiphase information includes at least one of gas porosity, continuous mixing, and slag gas mixing.
Preferably, outputting at least one variable comprises continuously averaging at least one variable over a predetermined time interval and outputting a single averaged data value for the at least one variable.
Preferably, the predetermined time interval depends on the user and one of the flow conditions, and the flow condition includes one of slag intermittent mixing and continuous mixing.
Preferably, the predetermined time interval is one of a uniform interval and a non-uniform interval.

好ましくは、連続的に平均された少なくとも1つの変数は、流れ変数、診断情報、及び、混入ガス重大度が決められたドライブゲインしきい値未満である場合のユーザアラートのうちの1つを含む。
好ましくは、連続的に平均された少なくとも1つの変数は、診断情報、及び、混入ガス重大度が決められたドライブゲインしきい値を超える場合のユーザアラートのうちの少なくとも1つを含む。
好ましくは、少なくとも1つの変数を出力する工程は、所定の均一な時間間隔で少なくとも1つの瞬間時の変数を出力する工程を含む。
好ましくは、少なくとも1つの瞬間時の変数を出力する工程は、流れ変数、診断情報、及び、混入ガス重大度が決められたドライブゲインしきい値未満である場合のユーザアラートのうちの少なくとも1つを出力する工程を含む。
Preferably, the continuously averaged at least one variable includes one of a flow variable, diagnostic information, and a user alert if the entrained gas severity is below a determined drive gain threshold. .
Preferably, the continuously averaged at least one variable includes at least one of diagnostic information and a user alert if the entrained gas severity exceeds a determined drive gain threshold.
Preferably, outputting at least one variable includes outputting at least one instantaneous variable at a predetermined uniform time interval.
Preferably, the step of outputting at least one instantaneous variable comprises at least one of a flow variable, diagnostic information, and user alert if the entrained gas severity is below a determined drive gain threshold. Is included.

好ましくは、少なくとも1つの瞬間時の変数を出力する工程は、診断情報、及び、混入ガス重大度が決められたドライブゲインしきい値を超える場合のユーザアラートのうちの少なくとも1つを出力する工程を含む。
好ましくは、少なくとも1つの瞬間時の変数を出力する工程は、流れ変数の最後のデータ値を保持し、所定のかつ均一な時間間隔に関連する保持された最後のデータ値を出力す
る工程をさらに含む。
好ましくは、各信頼度指数は、測定時間区間においてガス混入が検出される時間に基づく。
Preferably, the step of outputting at least one instantaneous variable outputs at least one of diagnostic information and a user alert when the entrained gas severity exceeds a determined drive gain threshold. including.
Preferably, the step of outputting at least one instantaneous variable further comprises the step of maintaining the last data value of the flow variable and outputting the retained last data value associated with a predetermined and uniform time interval. Including.
Preferably, each reliability index is based on the time at which gas contamination is detected in the measurement time interval.

好ましくは、各信頼度指数は、測定時間区間において、総質量流量及び総体積流量のうちの一方とガス混入を伴う質量流量または体積流量のうちの一方とを演算して比較した結果に基づく。
好ましくは、各信頼度指数は流れ状態の演算に基づき、流れ状態はスラグ状断続的混入及び連続的混入のうちの1つを含む。
好ましくは、各信頼度指数は、所定の時間間隔において混入ガス重大度が決められたドライブゲインしきい値を超えている区間の質量(mass)のパーセンテージ、混入ガス重大度が決められたドライブゲインしきい値を超えている時間のパーセンテージ、及び、総体積流量のうちの少なくとも1つに基づく。
Preferably, each reliability index is based on a result of calculating and comparing one of the total mass flow rate and the total volume flow rate with one of the mass flow rate or the volume flow rate accompanied by gas mixing in the measurement time interval.
Preferably, each confidence index is based on a flow state calculation, where the flow state includes one of slag intermittent mixing and continuous mixing.
Preferably, each confidence index is a percentage of the mass of the interval in which the entrained gas severity exceeds the determined drive gain threshold at a given time interval, the entrained gas severity drive gain. Based on at least one of the percentage of time that the threshold is exceeded and the total volume flow.

好ましくは、各信頼度指数は、混入ガス重大度が決められたドライブゲインしきい値を超えている時間のパーセンテージの累積移動平均、混入ガス重大度が決められたドライブゲインしきい値を超えている場合の質量流量のパーセンテージ、混入ガス重大度が決められたドライブゲインしきい値未満である場合の時間の量、及び、総体積流量のうちの少なくとも1つに基づく。
好ましくは、少なくとも1つの源泉は電動水中ポンプを有する。
好ましくは、ドライブゲインしきい値を決定する工程は、流れ状態がガス空隙率、連続的混入及びスラグ状ガス混入のうちの少なくとも1つを含むか否かを決める工程を含む。
Preferably, each reliability index is a cumulative moving average of the percentage of time that the entrained gas severity exceeds the determined drive gain threshold, the entrained gas severity exceeds the determined drive gain threshold. Based on at least one of a percentage of mass flow rate, an amount of time when the entrained gas severity is below a determined drive gain threshold, and a total volume flow rate.
Preferably, the at least one source has an electric submersible pump.
Preferably, determining the drive gain threshold includes determining whether the flow condition includes at least one of gas porosity, continuous entrainment, and slag gas entrainment.

好ましくは、ドライブゲインしきい値を決定する工程は、工場においてメータ較正時に設定される少なくとも1つの工場基準であるドライブゲイン値を格納する工程と、ドライブゲイン測定値が小さくかつ安定している少なくとも1つの時間帯を演算する工程と、少なくとも1つの時間間隔に関連するドライブゲイン測定値に基づいてドライブゲインしきい値を設定する工程とを含む。
好ましくは、含水率測定値及び粘度上昇に基づいてドライブゲインしきい値を修正する工程を含む。
Preferably, the step of determining the drive gain threshold includes storing at least one factory reference drive gain value set during meter calibration in the factory, and at least the drive gain measurement value being small and stable. Computing a time slot and setting a drive gain threshold based on a drive gain measurement associated with at least one time interval.
Preferably, the method includes the step of correcting the drive gain threshold based on the moisture content measurement and the viscosity increase.

本発明の1つの態様では、少なくとも1つの源泉を直接測定するための方法は、決めら
れたドライブゲインしきい値を超えている混入ガスの量に基づいて少なくとも1つの源泉の混入ガス重大度を求める工程と、求められた混入ガス重大度に基づいて少なくとも1つの変数を出力する工程とを含み、少なくとも1つの変数を出力する工程は、少なくとも1つの変数を所定の時間間隔にわたって連続的に平均し、この少なくとも1つの変数について単一の平均されたデータ値を出力する工程を含む。
In one aspect of the invention, a method for directly measuring at least one source determines an entrained gas severity of at least one source based on the amount of entrained gas that exceeds a determined drive gain threshold. And outputting at least one variable based on the determined entrained gas severity, the step of outputting at least one variable continuously averaging at least one variable over a predetermined time interval. And outputting a single averaged data value for the at least one variable.

本発明の1つの態様では、少なくとも1つの源泉を直接測定するための方法は、決めら
れたドライブゲインしきい値を超えている混入ガスの量に基づいて少なくとも1つの源泉の混入ガス重大度を求める工程と、求められた混入ガス重大度に基づいて少なくとも1つの変数を出力する工程とを含み、少なくとも1つの変数を出力する工程は、所定の均一な時間間隔で少なくとも1つの瞬間時の変数を出力する工程を含む。
In one aspect of the invention, a method for directly measuring at least one source determines an entrained gas severity of at least one source based on the amount of entrained gas that exceeds a determined drive gain threshold. And outputting at least one variable based on the determined entrained gas severity, wherein outputting the at least one variable includes at least one instantaneous variable at a predetermined uniform time interval. Is included.

本発明の1つの態様では、少なくとも1つの源泉を直接測定するための方法は、決めら
れたドライブゲインしきい値を超えている混入ガスの量に基づいて少なくとも1つの源泉の混入ガス重大度を求める工程を含み、ドライブゲインしきい値を決める工程は、メータ較正時に設定される少なくとも1つの工場基準であるドライブゲイン値を格納する工程と、ドライブゲイン測定値が小さくかつ安定している少なくとも1つの時間帯を演算する工程と、少なくとも1つの時間間隔に関連するドライブゲイン測定値に基づいてドライブゲ
インしきい値を設定する工程と、求められた混入ガス重大度に基づいて少なくとも1つの変数を出力する工程とを含む。
In one aspect of the invention, a method for directly measuring at least one source determines an entrained gas severity of at least one source based on the amount of entrained gas that exceeds a determined drive gain threshold. Determining the drive gain threshold includes storing at least one factory reference drive gain value set during meter calibration, and at least one drive gain measurement value being small and stable Calculating a time zone, setting a drive gain threshold based on a drive gain measurement associated with at least one time interval, and determining at least one variable based on the determined gas severity. Outputting.

1つの態様では、直接に源泉を測定するデバイスのためのメータ電子機器は、直接に源泉を測定するデバイスの流量計組立体と通信し、振動応答を受信するように構成されたインターフェースと、このインターフェースに連結されて、決められたドライブゲインしきい値を超えている混入ガスの量に基づいて少なくとも1つの源泉の混入ガス重大度を求め、 求められた混入ガス重大度に基づいて少なくとも1つの変数を出力し、 この少なくとも1つの変数に関連する信頼度指数を出力するように構成された処理システムとを備えている。   In one aspect, meter electronics for a direct source measuring device communicates with the flow meter assembly of the direct source measuring device and receives an oscillating response; and Coupled to the interface to determine an entrained gas severity of at least one source based on the amount of entrained gas exceeding a predetermined drive gain threshold and at least one based on the determined entrained gas severity And a processing system configured to output a variable and to output a confidence index associated with the at least one variable.

1つの態様では、コリオリ式直接に源泉を測定するデバイス(5)は、応答振動を生成する流量計組立体と、 この流量計組立体に接続され、応答振動を受け取り、処理し、少
なくとも1つの変数を生成するように構成されるメータ電子機器とを備えており、該メータ電子機器は、 決められたドライブゲインしきい値を超えている混入ガスの量に基づい
て少なくとも1つの源泉の混入ガス重大度を求め、求められた混入ガス重大度に基づいて少なくとも1つの変数を出力し、 この少なくとも1つの変数に関連する信頼度指数を出
力するように構成されている。
In one aspect, the Coriolis direct source measuring device (5) is connected to the flow meter assembly for generating a response vibration, and receives and processes the response vibration, and has at least one Meter electronics configured to generate a variable, the meter electronics comprising at least one source of entrained gas based on an amount of entrained gas exceeding a predetermined drive gain threshold A severity is determined, and at least one variable is output based on the determined entrained gas severity, and a confidence index associated with the at least one variable is output.

流量計組立体とメータ電子機器とを備えた直接に源泉を測定するデバイスを示す図である。FIG. 6 shows a device for measuring a direct source comprising a flow meter assembly and meter electronics. 本発明のある実施形態にかかるメータ電子機器を示すブロックダイアグラムである。1 is a block diagram illustrating meter electronics according to an embodiment of the present invention. 本発明のある実施形態に従って本発明を具体化したものを示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an embodiment of the present invention according to an embodiment of the present invention. 本発明のある実施形態にかかる源泉測定デバイスの方法を示す流れチャートである。6 is a flow chart illustrating a method of a source measurement device according to an embodiment of the present invention. 本発明のある実施形態にかかる源泉測定デバイスの方法を示す流れチャートである。6 is a flow chart illustrating a method of a source measurement device according to an embodiment of the present invention.

図1〜図5及び下記の記載には、本発明の最良のモードを作成及び利用する方法を当業者に教示するための具体的な実施形態が示されている。本発明の原理を教示するために、従来技術の一部が単純化または省略されている場合もある。当業者にとって明らかなように、これらの実施形態の変形例もまた本発明の技術範囲内に含まれる。また当業者にとって明らかなように、以下に記載の構成要素をさまざまな方法で組み合わせて本発明の複数の変形例を形成することもできる。従って、本発明は、以下に記載の特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲及びその均等物によってのみ限定されるものである。   1-5 and the following description depict specific embodiments to teach those skilled in the art how to make and use the best mode of the invention. In order to teach the principles of the invention, some of the prior art may be simplified or omitted. As will be apparent to those skilled in the art, variations on these embodiments are also within the scope of the present invention. It will also be apparent to those skilled in the art that the components described below can be combined in various ways to form multiple variations of the invention. Accordingly, the invention is not limited to the specific embodiments described below, but only by the claims and their equivalents.

図1には本発明にかかる直接に源泉を測定するデバイス5が示されている。直接に源泉を測定するデバイス5は流量計組立体10とメータ電子機器20とを備えている。メータ電子機器20は、リード線100を通じて流量計組立体10へ接続され、密度測定値、質量流量測定値、体積流量測定値、総質量流量測定値、温度測定値、及び他の測定値もしくは情報のうちの一つ以上の測定値を通信経路26を通じて提供するように構成されている。源泉測定デバイス5はコリオリ式質量流量メータであってもよい。当業者にとって明らかなように、源泉測定デバイスは、ドライバの数、ピックオフセンサーの数、流れ導管の数、振動動作モードとは関係なく、どのような源泉測定デバイスであってもよい。   FIG. 1 shows a device 5 for measuring the source directly according to the present invention. The device 5 that directly measures the source comprises a flow meter assembly 10 and meter electronics 20. Meter electronics 20 is connected to flow meter assembly 10 through lead wire 100 and has density measurements, mass flow measurements, volume flow measurements, total mass flow measurements, temperature measurements, and other measurements or information. One or more of the measured values are provided through the communication path 26. The source measuring device 5 may be a Coriolis mass flow meter. As will be apparent to those skilled in the art, the source measurement device may be any source measurement device regardless of the number of drivers, the number of pickoff sensors, the number of flow conduits, and the vibration mode of operation.

直接に源泉を測定するデバイス組立体10は、1対のフランジ101、101’、1対
のマニホールド102、102’、ドライバ104、1対のピックオフセンサー105、105’、1対の流れ導管103A、103Bを備えている。ドライバ104及びピックオフセンサー105、105’は、流れ導管103A、103Bに接続されている。
The device assembly 10 that directly measures the source comprises a pair of flanges 101, 101 ′, a pair of manifolds 102, 102 ′, a driver 104, a pair of pick-off sensors 105, 105 ′, a pair of flow conduits 103A, 103B. Driver 104 and pickoff sensors 105, 105 ′ are connected to flow conduits 103A, 103B.

フランジ101、101’はマニホールド102、102’に固定されている。実施形態によっては、マニホールド102、102’は、スペーサ106の両端に固定されている場合もある。スペーサ106は、配管の力が流れ導管103A、103Bにまで伝達されないように、マニホールド102とマニホールド102’との間の間隔を維持する。測定されている流動流体を運ぶ配管(図示せず)の中に直接に源泉を測定するデバイス組立体10を挿入すると、流動流体がフランジ101を通って流量計組立体10の中に流入し、流入口マニホールド102を通り、ここで流動流体の全量が流れ導管103A、103Bの中に流入し、流れ導管103A、103Bを通り、流出口マニホールド102’の中へ流れ込み、ここでフランジ101’から流量計組立体10の外へと流出される。   The flanges 101 and 101 'are fixed to the manifolds 102 and 102'. In some embodiments, the manifolds 102, 102 ′ may be fixed at both ends of the spacer 106. The spacer 106 maintains the spacing between the manifold 102 and the manifold 102 'so that piping forces are not transmitted to the flow conduits 103A, 103B. When the device assembly 10 that measures the source directly is inserted into a pipe (not shown) that carries the flowing fluid being measured, the flowing fluid flows through the flange 101 into the flow meter assembly 10; Through the inlet manifold 102, where all of the flowing fluid flows into the flow conduits 103A, 103B, flows through the flow conduits 103A, 103B, and into the outlet manifold 102 'where it flows from the flange 101'. It flows out of the meter assembly 10.

流動流体は液体であってもよい。流動流体はガスであってもよい。流動流体は、混入ガス及び/または混入固体を含有する液体の如き多相流体であってもよい。流れ導管103A、103Bは、曲げ軸W−W、W’−W’に対して実質的に同一の質量分布、慣性モーメント及び弾性モジュールを有するように選択され、流入口マニホールド102及び流出口マニホールド102’に適切にマウントされる。流れ導管103A、103Bは、マニホールド102、102’から外側に向けて互いにほぼ平行に突出している。   The flowing fluid may be a liquid. The flowing fluid may be a gas. The flowing fluid may be a multiphase fluid such as a liquid containing entrained gas and / or entrained solids. The flow conduits 103A, 103B are selected to have substantially the same mass distribution, moment of inertia, and elasticity module with respect to the bending axes WW, W′-W ′. 'Mounted properly. The flow conduits 103A, 103B protrude outwardly from the manifolds 102, 102 'substantially parallel to each other.

流れ導管103A、103Bは、それぞれ振動式流量計5のいわゆる第1の逆位相曲げモードで曲げ軸線W、W’を中心として互いに反対方向に向けてドライバ104により振動させられるようになっている。ドライバ104は、たとえばマグネットを流れ導管103Aにマウントし、それと対をなすコイルを流れ導管103Bにマウントしたような構成の如き複数の周知の構成のうちの一つの構成を有していてもよい。この対向するコイルに交流を流して両方の導管を振動させる。メータ電子機器20により、適切なドライブ信号がリード線110を通じてドライバ104へ加えられる。他のドライバデバイスも考えられており、それらもまた本明細書及び特許請求の範囲に含まれる。   The flow conduits 103A and 103B are made to vibrate by the driver 104 in directions opposite to each other about the bending axes W and W ′ in the so-called first antiphase bending mode of the vibration type flow meter 5. The driver 104 may have one of a plurality of well-known configurations, such as a magnet mounted on the flow conduit 103A and a pair of coils mounted on the flow conduit 103B. An alternating current is passed through this opposing coil to vibrate both conduits. An appropriate drive signal is applied to the driver 104 via the lead 110 by the meter electronics 20. Other driver devices are contemplated and are also within the specification and claims.

メータ電子機器20は、リード線111及びリード線111’からセンサー信号を受け取る。メータ電子機器20はリード線110上にドライブ信号を生じ、この信号により、ドライバ104に流れ導管103A、103Bを振動させるようになっている。他のセンサーデバイスも考えられており、それらもまた本明細書及び特許請求の範囲に含まれる。
メータ電子機器20は、ピックオフセンサー105、105’からの左側速度信号及び右側速度信号を処理し、とりわけ流量を計算する。通信経路26は、メータ電子機器20にオペレータまたは他の電子システムとの通信を可能とさせる入力手段及び出力手段を提供している。図1の記載は、直接に源泉を測定するデバイスの動作を例示することのみを意図したものであって、本発明の教示を限定することを意図したものではない。
Meter electronics 20 receives sensor signals from lead 111 and lead 111 ′. The meter electronics 20 generates a drive signal on the lead 110, which causes the driver 104 to flow to vibrate the conduits 103A, 103B. Other sensor devices are contemplated and are also within the specification and claims.
The meter electronics 20 processes the left speed signal and the right speed signal from the pickoff sensors 105, 105 ′, and in particular calculates the flow rate. The communication path 26 provides input and output means that allow the meter electronics 20 to communicate with an operator or other electronic system. The description of FIG. 1 is intended only to illustrate the operation of a device that directly measures the source and is not intended to limit the teaching of the present invention.

一実施形態では、メータ電子機器20は、流れチューブ103A、103Bを振動させるように構成されている。振動はドライバ104によって発生される。また、メータ電子機器20は、ピックオフセンサー105、105’から生じる振動信号をさらに受け取る。これらの振動信号には流れチューブ103A、103Bの応答振動が含まれている。メータ電子機器20は、応答振動を処理して応答周波数及び/または位相差を求める。また、メータ電子機器20は、応答振動を処理して流動流体の質量流量及び/または密度を含む1つ以上の流れに関する測定値を求める。他の応答振動特性及び/または流れに関する測定値も考えられており、それらもまた本明細書及び特許請求の範囲に含まれる。   In one embodiment, meter electronics 20 is configured to vibrate flow tubes 103A, 103B. Vibration is generated by the driver 104. The meter electronics 20 further receives vibration signals generated from the pickoff sensors 105, 105 '. These vibration signals include response vibrations of the flow tubes 103A and 103B. The meter electronic device 20 processes the response vibration to determine the response frequency and / or phase difference. The meter electronics 20 also processes response vibrations to determine measurements related to one or more flows including the mass flow rate and / or density of the flowing fluid. Other response vibration characteristics and / or flow measurements are also contemplated and are within the scope of this specification and claims.

一実施形態では、流れチューブ103A、103Bは図示されているような実質的にU
字形の流れチューブであってもよい。それに代えて、他の実施形態では、源泉測定デバイスは実質的に直線状の流れチューブを備えている場合もある。さらなる流量計の形状及び/または構成が用いられてもよく、それらもまた本明細書及び特許請求の範囲に含まれる。
In one embodiment, the flow tubes 103A, 103B are substantially U as shown.
It may be a letter-shaped flow tube. Alternatively, in other embodiments, the source measurement device may comprise a substantially straight flow tube. Additional flow meter shapes and / or configurations may be used and are also included in the specification and claims.

図2は、本発明にかかる直接に源泉を測定するデバイス5のメータ電子機器20を示すブロックダイアグラムである。動作時、直接に源泉を測定するデバイス5は出力されうるさまざまな測定値を提供するようになっている。これらの測定値は、含水率、油流量、水流量及び総合流量の測定値または平均値を含み、たとえば体積流量及び質量流量の両方を含むものである。
また、直接に源泉を測定するデバイス5は応答振動を生成するようになっている。この応答振動は、メータ電子機器20により受け取られて処理され、1つ以上の流体の測定値が生成される。これらの値は、監視し、記録し、合計し、出力することができる。
FIG. 2 is a block diagram illustrating meter electronics 20 of device 5 that directly measures the source according to the present invention. In operation, the device 5 that directly measures the source is adapted to provide various measurements that can be output. These measured values include measured values or average values of moisture content, oil flow rate, water flow rate and total flow rate, for example, including both volume flow rate and mass flow rate.
The device 5 that directly measures the source generates response vibration. This response vibration is received and processed by meter electronics 20 to generate one or more fluid measurements. These values can be monitored, recorded, summed and output.

メータ電子機器20は、インターフェース201と、インターフェース201と通信可能な処理システム203と、処理システム203と通信可能な格納システム204とを有している。これらのコンポーネントは別個の異なるブロックとして示されているが、いうまでもなく、メータ電子機器20は、一体化されたコンポーネント及び/または別個のコンポーネントのさまざまな組み合わせから構成されるようになっていてもよい。
インターフェース201は測定デバイス5の流量計組立体10と通信するように構成されている。インターフェース201は、リード線100(図1を参照)と結合され、ドライバ104及びピックオフセンサー105、105’と信号を交換するように構成されてもよい。また、インターフェース201は、通信路26を介して、たとえば外部デバイスと通信するようにさらに構成されてもよい。
The meter electronic device 20 includes an interface 201, a processing system 203 that can communicate with the interface 201, and a storage system 204 that can communicate with the processing system 203. Although these components are shown as separate and distinct blocks, it will be appreciated that the meter electronics 20 is made up of an integrated component and / or various combinations of separate components. Also good.
The interface 201 is configured to communicate with the flow meter assembly 10 of the measurement device 5. Interface 201 may be coupled to lead 100 (see FIG. 1) and configured to exchange signals with driver 104 and pickoff sensors 105, 105 ′. The interface 201 may be further configured to communicate with, for example, an external device via the communication path 26.

処理システム203はいかなる処理システムであってもよい。処理システム203は、直接に源泉を測定するデバイス5を操作するために、格納されているルーチン205を検索し実行するように構成されている。格納システム204は、源泉測定ルーチン205、質量重み付け密度ルーチン209、質量重み付け粘度ルーチン210、質量重み付け温度ルーチン211及びガス混入検出ルーチン213を含むルーチンを格納することができる。他の測定ルーチン/処理ルーチンも考えられており、それらもまた本明細書及び特許請求の範囲に含まれる。格納システム204は、測定値、受信値、動作値及び他の情報を格納することができる。実施形態によっては、格納システムは、質量流量(m)221、密度(ρ)222、粘度(μ)223、温度(T)224、質量−密度積(mρ)234、質量−粘度積(mμ)235、質量−温度積(mT)236、質量重み付け密度(ρmass−weighted)241、質量重み付け粘度(μmass−weighted)242、質量重み付け温度(Tmass−weighted)243、ガス混入しきい値244及びガス混入割合248を格納している場合もある。測定ルーチン205は、流体の定量値及び流量測定値を提供し、格納することができる。これらの値は、実質的に瞬間的な測定値であってもよいし、または、合計値もしくは累積値であってもよい。たとえば、測定ルーチン205は質量流量測定値を生成し、それらを質量流量格納装置221に格納することができる。また、測定ルーチン205は濃度測定値を生成し、それらを密度格納装置222に格納することができる。上述のように及び当該技術分野において知られているように、質量流量及び密度の値は応答振動から求められる。質量流量は実質的に瞬間的な質量流量の値であってもよいし、質量流量のサンプル値であってもよいし、ある時間間隔(time interval)にわたって平均される質量流量であってもよいし、または、ある時間間隔にわたって蓄積される質量流量であってもよい。ここでいう時間間隔は、たとえば、ある流体状態、たとえば液体のみの流体状態またはそれに代えて液体と混入ガスを含む流体状態が検出される一定の時間に対応するように選択されてもよい。それに加えて、質量流量の他の定量化も考えられており、それらもまた本明細書及び特許請
求の範囲に含まれる。
Processing system 203 may be any processing system. The processing system 203 is configured to retrieve and execute a stored routine 205 to operate the device 5 that directly measures the source. The storage system 204 can store routines including a source measurement routine 205, a mass weighted density routine 209, a mass weighted viscosity routine 210, a mass weighted temperature routine 211, and a gas contamination detection routine 213. Other measurement / processing routines are also contemplated and are within the scope of this specification and claims. The storage system 204 can store measured values, received values, operating values, and other information. In some embodiments, the containment system includes mass flow (m) 221, density (ρ) 222, viscosity (μ) 223, temperature (T) 224, mass-density product (mρ) 234, mass-viscosity product (mμ). 235, mass-temperature product (mT) 236, mass-weighted density (ρmass-weighted) 241, mass-weighted viscosity (μmass-weighted) 242, mass-weighted temperature (Tmass-weighted) 243, gas mixture threshold 244, and gas mixture The ratio 248 may be stored. The measurement routine 205 can provide and store fluid quantification and flow measurements. These values may be substantially instantaneous measurements, or may be total or cumulative values. For example, the measurement routine 205 can generate mass flow measurements and store them in the mass flow storage 221. Also, the measurement routine 205 can generate density measurements and store them in the density storage device 222. As described above and as known in the art, mass flow and density values are determined from response vibrations. The mass flow rate may be a substantially instantaneous mass flow value, may be a sample value of the mass flow rate, or may be a mass flow rate that is averaged over a time interval. Alternatively, it may be a mass flow accumulated over a certain time interval. The time interval here may be selected, for example, so as to correspond to a certain time during which a certain fluid state, for example, a fluid state of only a liquid or a fluid state including a liquid and a mixed gas is detected instead. In addition, other quantifications of mass flow are contemplated and are also included in the specification and claims.

図3には現場の複数の別個の源泉が示されており、それらは全てある量の油、水及び天然ガスを産出するようになっている。これらの源泉はすべてフィールドセパレータの中に流れ込むようになっている。フィールドセパレータでは、ガスストリーム及び液体ストリームが、別々に測定され、次いで、再結合され、プロダクトセパレータの下流側に送られる。また典型的には、個々の源泉を断続的に、たとえば1カ月に1回の頻度で試験するために小規模なテストセパレータが用いられる。このシステムでは、個々の源泉の性能が1カ月に1回だけ分かるようになっているが、その間に状態は著しく変わってしまう恐れがある。しかしながら、赤色丸印の各々において直接に源泉を測定するデバイス5を含む本発明にかかる直接に源泉を測定するによれば、各源泉の常時監視が可能となり、より良好な毎日の運用上の決定を下すことが可能となる。   FIG. 3 shows a plurality of separate sources at the site, all of which produce a certain amount of oil, water and natural gas. All of these sources flow into the field separator. In the field separator, the gas stream and liquid stream are measured separately and then recombined and sent downstream of the product separator. Typically, small test separators are used to test individual sources intermittently, for example, once a month. In this system, the performance of individual sources is known only once a month, but the state may change significantly during that time. However, by directly measuring the source according to the present invention, including the device 5 that directly measures the source at each of the red circles, it is possible to constantly monitor each source and make better daily operational decisions. Can be reduced.

例示の実施形態によれば、コリオリ式源泉測定デバイスは、診断ドライブゲインとして知られているチューブ駆動パワーの測定を通じて液体ストリーム内の少量の混入ガスでさえも検出することができる能力を持っている。ドライブゲインは、コリオリメータの流れチューブを一定の振幅で振動させておくのに必要となるドライブパワーの量を測るための尺度である。単一の相のガスまたは液体の測定の場合、構造体をその固有周波数で振動させるのに必要となるパワーが比較的に少ないため、ドライブゲインは低くかつ安定している。しかしながら、液体の中に少量でもガスが存在しているような場合またはガスの中に少量でも液体が存在しているような場合、振動に必要となるドライブパワーが劇的に上昇してしまう。このことにより、ドライブゲインが混入ガスを検出するための非常に信頼のおける指標となる。   According to exemplary embodiments, the Coriolis source measurement device has the ability to detect even small amounts of entrained gas in the liquid stream through measurement of tube drive power, known as diagnostic drive gain. . Drive gain is a measure for measuring the amount of drive power required to keep the flow tube of a Coriolis meter oscillating at a constant amplitude. For single phase gas or liquid measurements, the drive gain is low and stable because relatively little power is required to vibrate the structure at its natural frequency. However, when a small amount of gas is present in the liquid or when a small amount of liquid is present in the gas, the drive power required for vibration is dramatically increased. This makes drive gain a very reliable indicator for detecting entrained gas.

しかしながら、ガスのみがドライブゲインに影響を与える唯一の物理的状態ではない。本実施形態によれば、たとえば、計量器内の流体が単一の相である場合、個々の直接に源泉を測定するデバイスでは異なるドライブゲインベースラインが測定されることになる。異なる計量器ベースラインは流れチューブのサイズ及びさまざまなコンポーネントの減衰に起因するものである。また、与えられた測定デバイス内では、個々のユニット、すなわち個々の製造番号はわずかに異なるドライブゲインベースラインを有している。それに加えて、流体の粘度はドライブゲインにさらなる影響を与えうる。液体の粘度が高ければ高いほど引き起こされるドライブゲインがわずかではあるがさらに高くなる。センサーのモデルや流体の粘度はいずれも混入ガスがドライブゲインに衝撃を与えてしまうほどにはドライブゲインに影響を与えないとはいえ、混入ガスの検出感度の最大化を可能とするために、理想的にはこれらの影響を両方とも取り除いておく必要がある。   However, gas is not the only physical condition that affects drive gain. According to this embodiment, for example, if the fluid in the meter is a single phase, different direct drive source baselines will be measured with individual direct source measuring devices. Different meter baselines are due to the size of the flow tube and the attenuation of various components. Also, within a given measurement device, individual units, i.e. individual serial numbers, have slightly different drive gain baselines. In addition, fluid viscosity can further influence drive gain. The higher the viscosity of the liquid, the slightly higher the drive gain that is caused. Although the sensor model and fluid viscosity do not affect the drive gain to the extent that the mixed gas impacts the drive gain, in order to maximize the detection sensitivity of the mixed gas, Ideally both of these effects should be removed.

ドライブゲインがあるしきい値を超えるとガスが存在することが報告されている。一実施形態では、ドライブゲインしきい値は、工場におけるメータ更正時または試験時に正しいと認められた工場ベースラインドライブゲイン値を用いて決めるようになっていてもよい。このことにより、与えられた測定デバイスまたは製造番号の間でのドライブゲインベースラインのばらつきが無くなる。他の実施形態では、操作時にさまざまなしきい値レベルを決定するにあたって、ドライブゲインしきい値がアルゴリズムを用いて決められるようになっていてもよい。たとえば、ドライブゲインに対する上述の影響のうち、典型的には多相条件のみがノイズの上昇を引き起こすので、流れパラメータ及び密度パラメータが安定な時に略0%のガス体積率におけるドライブゲインを求めるようにしてもよい。このことは、実施において、既知の粘度及び/または含水率の測定値に対する補正を必要とするようになっていてもよい。というのは、粘度及び含水率の両方がドライブゲインに小さな影響を与えることができるからである。また、体積率の非常に小さなガスの存在をさらに正確に検出するために、上述の影響をドライブゲインベースライン及びドライブゲインしきい値アルゴリズムを用いて補償した後でドライブゲインしきい値をさらに下げるよう
にしてもよい。このことにより、液体のみの測定値の報告の正確さをさらに高めることができるようになる。さらに他の実施形態では、ドライブゲインしきい値が、本測定デバイスの設置時にまたは各源泉におけるスタートアップ行程の一部として認められたベースライン値により決められるようになっていてもよい。
It has been reported that gas is present when the drive gain exceeds a certain threshold. In one embodiment, the drive gain threshold may be determined using a factory baseline drive gain value that is found to be correct during factory meter calibration or testing. This eliminates drive gain baseline variability between a given measurement device or serial number. In other embodiments, the drive gain threshold may be determined using an algorithm in determining various threshold levels during operation. For example, among the above effects on drive gain, typically only the multi-phase condition causes an increase in noise, so the drive gain at a gas volume fraction of approximately 0% should be determined when the flow and density parameters are stable. May be. This may require a correction in the practice for known viscosity and / or moisture content measurements. This is because both viscosity and moisture content can have a small effect on drive gain. In addition, the drive gain threshold is further lowered after compensating for the above effects using the drive gain baseline and drive gain threshold algorithms to more accurately detect the presence of very small volume fraction gases. You may do it. This makes it possible to further improve the accuracy of reporting only liquid measurements. In still other embodiments, the drive gain threshold may be determined by a baseline value that is recognized at the time of installation of the measurement device or as part of the startup stroke at each source.

ドライブゲインが低くかつ安定している場合、配管の中にガスは存在しておらず、すべての測定値は流量計の正常仕様範囲内で正確であると見なされてもよい。ほとんどの源泉ではガスの混入は断続的にしか起こらず(とりわけ、「スラグ」と呼ばれる)、1時間または1日の間、ガスが存在しない時間間隔が存在する可能性がある。この時間、ドライブゲインは低くかつ安定しており、計量器により提供される流量、密度、及びその他の測定値は信頼のおけるものであり、ユーザに向けて出力されてもよいしもしくは統計的解析のために記録されてもよい。このことにより、ドライブゲインが低い時間において含水率、油流量及び水流量を正確に求めることが可能となる。というのは、次の式の必要条件がその時間満たされているからである:   If the drive gain is low and stable, no gas is present in the piping and all measurements may be considered accurate within the normal specification range of the flow meter. For most sources, gas entrainment occurs only intermittently (referred to as “slag”, among others), and there may be time intervals where no gas is present for an hour or day. During this time, the drive gain is low and stable, and the flow rate, density, and other measurements provided by the meter are reliable and may be output to the user or statistical analysis May be recorded for. This makes it possible to accurately obtain the moisture content, the oil flow rate, and the water flow rate when the drive gain is low. This is because the requirement of the following equation is met for that time:

1.ψ+ψ=1
2.ρmeasured=ψρ+ψρ
ここで、ψ及びψはそれぞれ流体内の水及び油の体積率であり、ρ及びρはそれぞれ水及び油の既知の密度である。第1の式は、これらの相の体積率が合計で1になることを示しており、第2の式は、密度測定値が油成分と水成分との重み付けされた合計であることを示している。流量計の電子機器は、上述の2つの式を用いてガスが存在しない場合の相分率を求めるようになっていてもよい。ガスが混入した場合、実際には3つの相が存在することになるので、上述の2つの式は有効ではなくなる。ガスが存在する場合に不正確となりうる相分率、含水率、及び個々の油流量/水流量とは異なり、総混合質量流量または体積流量は、式1及び式2に依存せず、より合理的な正確さでいつでも出力することができる。実施形態によっては、測定出力は、瞬時値の形態である場合もあれば、または、特定の時間間隔にわたる平均値の形態の場合もある。
1. ψ o + ψ w = 1
2. ρ measured = ψ o ρ o + ψ w ρ w
Where ψ w and ψ o are the volume fractions of water and oil in the fluid, respectively, and ρ w and ρ o are the known densities of water and oil, respectively. The first equation indicates that the volume fractions of these phases total 1 and the second equation indicates that the density measurement is a weighted sum of the oil and water components. ing. The electronic device of the flow meter may be configured to obtain the phase fraction when no gas is present using the above two formulas. When gas is mixed, there are actually three phases, so the above two equations are not valid. Unlike the phase fraction, moisture content, and individual oil / water flow rates, which can be inaccurate in the presence of gas, the total mixed mass flow rate or volume flow rate does not depend on Equations 1 and 2 and is more reasonable Can be output at any time with reasonable accuracy. Depending on the embodiment, the measured output may be in the form of an instantaneous value or in the form of an average value over a specific time interval.

例示によって、直接に源泉を測定するデバイスには2つの出力モードがあってもよいが、これは限定を意図するものではない。直接に源泉を測定するデバイスは、これらのモードで別々にまたは同時に動作するようになっていてもよい。これらの変数がどのように処理されてどのように出力されるのかという点に関しては、いくつかの例示の実施形態では、2つのモードの各々の出力変数は類似している場合もあれば、他の実施形態では、2つのモードでの出力変数は異なっている場合もある。たとえば、これらの変数の出力には流れ変数、診断情報及びユーザアラートが含まれるが、これらに限定されるわけではない。実施形態によっては、流れ変数(量的変数とも呼ばれる)には、質量流量、体積流量、密度、含水率(water cut)及び正味の含油率(net oil)が含まれるが、これらに限定されるわけではない。実施形態によっては、診断情報(質的変数とも呼ばれる)には、温度、流れ変数の正確さの信頼度、多相状態の検出、スナップショット時間間隔においてガスを検出しうる時間(以下の段落に定義されている)(流れの質量要素、体積要素または時間要素により重み付けされている)、ならびに、多相状態に関する情報、たとえばガス空隙率及び連続的ガス混入または断続的ガス混入が含まれるが、これらに限定されるわけではない。   By way of example, a device that directly measures a source may have two output modes, but this is not intended to be limiting. Devices that directly measure the source may operate separately or simultaneously in these modes. In terms of how these variables are processed and output, in some exemplary embodiments, the output variables for each of the two modes may be similar or others. In this embodiment, the output variables in the two modes may be different. For example, the output of these variables includes, but is not limited to, flow variables, diagnostic information, and user alerts. In some embodiments, flow variables (also referred to as quantitative variables) include, but are not limited to, mass flow, volume flow, density, water cut, and net oil content. Do not mean. In some embodiments, diagnostic information (also referred to as a qualitative variable) includes temperature, confidence in the accuracy of the flow variable, detection of multiphase conditions, time during which the gas can be detected in the snapshot time interval (see paragraphs below). Defined) (weighted by flow mass element, volume element or time element), and information on multiphase conditions such as gas porosity and continuous or intermittent gas inclusions, However, it is not limited to these.

図4には、例示の実施形態の第1の出力モードの直接に源泉を測定するデバイスの方法の流れチャートが示されている。便宜上、第1の出力モードは明細書全体にわたって「スナップショット」モードと呼ぶこととする。図4によれば、直接に源泉を測定するデバイスが源泉現場の個々の源泉に組み込まれている。ステップ401のセットアップの一部として、直接に源泉を測定するデバイスは、当該直接に源泉を測定するデバイスのオペレータの利益のために、カスタム化可能なセッティング(settings)及びコンフィギ
ュレーション(configurations)を有している。たとえば、コンフィギュレーション及びセッティングは、源泉サイトの調査または源泉の試験、たとえば、地理的位置、源泉のタイプ(たとえば、自由流動(free−flowing)または補助リフト(assisted lift))、流量、密度、及び、測定される流体内の混入ガスの挙動により決められるようになっていてもよい。従って、オペレータは、測定デバイスの適切なセットアップ、たとえば個々の源泉サイトにどのような出力が適切かを判断するようになっていてもよい。たとえば、スナップショットモードによれば、適切なセットアップには、源泉の性能の測定のために所定のスナップショット時間間隔(後述のような)、決められたドライブゲインしきい値(上述のような)、多相状態の特性及び重大度の検出のためのしきい値レベル、オペレータにより要求される特定の出力変数などが含まれるが、これらに限定されるわけではない。
FIG. 4 shows a flow chart of the method of the device for measuring the source directly in the first output mode of the exemplary embodiment. For convenience, the first output mode will be referred to as the “snapshot” mode throughout the specification. According to FIG. 4, a device for measuring the source directly is incorporated in each source at the source site. As part of the setup of step 401, a device that directly measures the source has customizable settings and configurations for the benefit of the operator of the device that directly measures the source. doing. For example, configuration and settings may include source site surveys or source tests, such as geographic location, source type (eg, free-flowing or assisted lift), flow rate, density, and , And may be determined by the behavior of the mixed gas in the fluid to be measured. Accordingly, the operator may be adapted to determine the appropriate setup of the measurement device, eg, what output is appropriate for the individual source site. For example, according to the snapshot mode, proper setup includes a predetermined snapshot time interval (as described below) and a determined drive gain threshold (as described above) for source performance measurements. , Threshold levels for detection of characteristics and severity of polyphase conditions, specific output variables required by the operator, etc., but are not limited thereto.

ステップ402では、さまざまなコンフィギュレーション及びセッティングが開始されると、直接に源泉を測定するデバイスは何時でも動作可能な状態となる。一実施形態によれば、スナップショットモードでは、スナップショット時間間隔用の時計が始動される(ステップ403)ようになっている。このモードでは、たとえば、スナップショット時間間隔がオペレータにより決められるまたは流れ状態に基づいて直接に源泉を測定するデバイスにより自動的に決められる。スナップショット時間間隔は均一な間隔であってもよいしまたは非均一であってもよい。スナップショット時間間隔の全区間にわたって各出力変数の平均が求められる。スナップショット時間間隔の終了時点では、各変数の平均値が出力される。しかしながら、流れ変数の出力の正確さを向上させるために、ドライブゲインがドライブゲインしきい値未満である時にのみ平均の算出が行われるようになっていてもよい(ステップ404)。スナップショット時間間隔においてドライブゲインがドライブゲインしきい値を超えている間にて、ステップ405で、流れ変数の連続的な平均の算出が停止されるようになっていてもよい。しかしながら、直接に源泉を測定するデバイスは上述の診断情報及びユーザアラートを求めるために流れを続けて監視するようになってもよい。この場合、直接に源泉を測定するデバイスは、高精度の測定を必要としないまたは混入ガスの存在により著しく歪められない他の変数、すなわち質的変数の値の平均の算出を連続的に行うよう動作するようになっている。たとえば、これらの変数には、温度、ガス空隙率もしくは現時点のスナップショット時間間隔(ステップ405)に関連する信頼性指数が含まれてもよいが、これらに限定されるわけではない。スナップショット時間間隔が終了する時(ステップ406)、たとえば開始されたスナップショット時間間隔が所定のスナップショット時間間隔と等しい時、各変数について単一のデータ平均値が出力される。ステップ407では、スナップショット時間間隔全体にわたって深刻な多相状態が存在している場合、実施形態によっては、一部の変数、たとえば一部の流れ変数が、報告されないようになっている場合もあれば、または、信頼性水準指数の値が低いことを示すとともに報告されるようになっている場合もある。この場合、質的変数の平均値が出力されてもよい。さらに、スナップショット時間間隔の間、流れ変数についての正確な測定値が得られなかったことを警告するユーザアラート(user alert)が生成されるようになっていてもよい。   In step 402, as various configurations and settings are initiated, the device that directly measures the source is ready for operation at any time. According to one embodiment, in the snapshot mode, a clock for the snapshot time interval is started (step 403). In this mode, for example, the snapshot time interval is determined by the operator or automatically by a device that measures the source directly based on flow conditions. The snapshot time interval may be uniform or non-uniform. The average of each output variable is determined over the entire snapshot time interval. At the end of the snapshot time interval, the average value of each variable is output. However, in order to improve the accuracy of the output of the flow variable, the average calculation may be performed only when the drive gain is less than the drive gain threshold (step 404). While the drive gain exceeds the drive gain threshold in the snapshot time interval, step 405 may stop calculating the continuous average of the flow variable. However, a device that directly measures the source may continue to monitor the flow for the diagnostic information and user alerts described above. In this case, the device that directly measures the source should continuously calculate the average of the values of other variables that do not require high-precision measurements or that are not significantly distorted by the presence of entrained gases, i.e. qualitative variables. It is supposed to work. For example, these variables may include, but are not limited to, temperature, gas porosity, or a reliability index associated with the current snapshot time interval (step 405). When the snapshot time interval ends (step 406), for example, when the initiated snapshot time interval is equal to the predetermined snapshot time interval, a single data average is output for each variable. In step 407, some variables, such as some flow variables, may not be reported if a severe multiphase condition exists throughout the snapshot time interval, depending on the embodiment. Or it may be reported with a low confidence level index. In this case, an average value of qualitative variables may be output. In addition, a user alert may be generated that warns that an accurate measurement of the flow variable was not obtained during the snapshot time interval.

スナップショットモードの態様では、信頼水準指数の値の決定要因には、スナップショット時間間隔において混入ガス重大度がドライブゲインしきい値を超えている間に直接に源泉を測定するデバイスを流れる質量のパーセンテージ、スナップショット時間間隔において混入ガス重大度がドライブゲインしきい値を超えている時間のパーセンテージなどが含まれているが、これらに限定されるわけではない。スナップショットモードの態様では、信頼性測定値はスナップショット時間間隔の間に求められてもよい。たとえば、個々のスナップショット時間間隔について単一の信頼値がスナップショット時間間隔の終了時点で出力されるようになっている。さらに、2つ以上の平均されたデータ変数が出力される場合、スナップショット時間間隔の終了時点で、各データ変数について単一の信頼値が出
力される。
In the snapshot mode aspect, the determinant of the confidence level index value is the mass flow through the device that directly measures the source while the entrained gas severity exceeds the drive gain threshold during the snapshot time interval. This includes, but is not limited to, the percentage, the percentage of time that the entrained gas severity exceeds the drive gain threshold in the snapshot time interval, and the like. In the snapshot mode aspect, reliability measurements may be determined during a snapshot time interval. For example, a single confidence value for each snapshot time interval is output at the end of the snapshot time interval. Further, if more than one averaged data variable is output, a single confidence value is output for each data variable at the end of the snapshot time interval.

有利なことには、スナップショットモードを用いることにより、ユーザはドライブゲインがドライブゲインしきい値未満である時、従って、その値がより正確な時に測定されるデータの値のみを見ることができるようになる。従って、スナップショットモードを用いることにより、出力されるデータの値の量を減らし、オペレータがデータの値のより長期的な傾向を見えることができるようになり、多相状態により生じる流れデータ値のばらつき及び不正確さを取り除くことができるようになる。   Advantageously, by using the snapshot mode, the user can only see the value of the data measured when the drive gain is below the drive gain threshold, and therefore when the value is more accurate. It becomes like this. Thus, by using the snapshot mode, the amount of data values that are output can be reduced, allowing the operator to see a longer-term trend in the data values, and the flow data values generated by the polyphase condition. Variations and inaccuracies can be removed.

図5には、例示の実施形態の第2の出力モードに従う直接に源泉を測定するデバイスの方法の流れチャートが示されている。便宜上、第2の出力モードは本明細書全体にわたって「瞬間」モードと呼ぶこととする。図5によれば、直接に源泉を測定するデバイスが源泉現場の個々の源泉に組み込まれている。ステップ501では、セットアップの一部として、直接に源泉を測定するデバイスは、当該直接に源泉を測定するデバイスのオペレータのために、カスタマイズ可能なセッティング及びコンフィギュレーションを有している。たとえば、コンフィギュレーションとセッティングとは、源泉現場の調査または源泉の試験、地理的な位置、源泉のタイプ(たとえば、自由流動または補助リフト)、流量、密度、及び測定される流体内の混入ガスの挙動により決めることができるものである。従って、オペレータは、個々の源泉の現場にとって適切な出力を含む測定デバイスの適切なセットアップを決めることができる。たとえば、瞬間モードによれば、適切なセットアップには、源泉の性能測定のための瞬間モードの均一出力速度(後述されている)、決められているドライブゲインしきい値(先に説明されている)、多相状態の性質及び重大度を検出するためのしきい値レベル、オペレータにより必要とされる特定の出力変数、瞬間モードの間保持され、所定の速度で出力される特定の測定データ値(もしあれば)などが含まれうるが、これらに限定されなくともよい。   FIG. 5 shows a flow chart of a method of a device for directly measuring a source according to the second output mode of the exemplary embodiment. For convenience, the second output mode will be referred to as the “instantaneous” mode throughout the specification. According to FIG. 5, a device that directly measures the source is incorporated into each source at the source site. In step 501, as part of the setup, the device that directly measures the source has customizable settings and configurations for the operator of the device that directly measures the source. For example, configuration and settings can include source site surveys or source tests, geographical location, source type (eg, free flow or auxiliary lift), flow rate, density, and contamination gas in the fluid being measured. It can be determined by behavior. Thus, the operator can determine the appropriate setup of the measuring device including the appropriate output for the individual source site. For example, according to the instantaneous mode, the proper set-up includes a uniform output speed of the instantaneous mode for source performance measurements (discussed below), a predetermined drive gain threshold (described above) ), Threshold levels for detecting the nature and severity of polyphase conditions, specific output variables required by the operator, specific measured data values that are held during the instantaneous mode and output at a given rate (If any) and the like may be included, but is not limited thereto.

さまざまなコンフィギュレーション及びセッティングを開始した時点で、直接に源泉を測定するデバイスは何時でも動作可能な状態となる(ステップ502)。スナップショットモードと同様に、瞬間モードでも、データ出力の量は測定デバイスによって決められてもよいしまたはユーザによって設定されてもよい。しかしながら、スナップショットモードとは対照的に、たとえば各データ値は測定デバイスの瞬間時の読み取り値である。従って、実施形態によっては、瞬間モードにおける出力の量はスナップショットモードにおける出力の量よりもはるかに多い場合もある。瞬間モードにおいて、混入ガス重大度が決められたドライブゲインしきい値未満である時、すべての変数が所定の速度で出力される(503)。流れの中に多相状態が存在する場合、直接に源泉を測定するデバイスとともにTransient Bubble Remediation(TBR)が用いられてもよい。TBRは直接に源泉を測定するデバイスにより自動的に動作可能にされるようになっていてもよいし、または、オペレータにより手動で開始されるようになっていてもよい。しかしながら、源泉のガス割合が高く、連続的な混入である場合、オペレータの必要性を満たすようにTBRがうまく働かないこともある。ガスが連続的に混入してしまうような状況では、瞬間モードはもはや量的な流れ変数を出力することはできなくなる。ステップ504では、瞬間モードは、混入ガス重大度が決められたドライブゲインしきい値を超えている時、正確さを必要とすることもなければ混入ガスにより著しく歪められてしまうこともないような変数(質的変数とも呼ぶ)を出力するようになっている。これらの変数には、信頼性指数を伴うユーザアラートや診断情報などが含まれるが、これらに限定されるわけではない。さらに、たとえばこのような場合、瞬間モードでは、測定の正確さを必要とする流れ変数に関し、所望の流れ変数の最終値を保持し、所定のかつ均一な時間間隔でこれらの値を出力するようになっている。   At the start of various configurations and settings, the device that directly measures the source is ready for operation (step 502). Similar to the snapshot mode, even in the instantaneous mode, the amount of data output may be determined by the measuring device or set by the user. However, in contrast to the snapshot mode, for example, each data value is an instantaneous reading of the measuring device. Thus, in some embodiments, the amount of output in the instantaneous mode may be much greater than the amount of output in the snapshot mode. In instantaneous mode, when the entrained gas severity is below a determined drive gain threshold, all variables are output at a predetermined rate (503). If a multi-phase condition exists in the flow, Transient Bubble Remediation (TBR) may be used with a device that directly measures the source. The TBR may be automatically enabled by a device that directly measures the source, or may be manually initiated by an operator. However, if the source gas ratio is high and continuous mixing, TBR may not work well to meet the needs of the operator. In situations where the gas is continuously mixed, the instantaneous mode can no longer output quantitative flow variables. In step 504, the instantaneous mode does not require accuracy or is significantly distorted by the entrained gas when the entrained gas severity exceeds a determined drive gain threshold. Variables (also called qualitative variables) are output. These variables include, but are not limited to, user alerts and diagnostic information with a reliability index. Further, for example, in such a case, in the instantaneous mode, with respect to a flow variable that requires accuracy of measurement, the final value of the desired flow variable is retained, and these values are output at predetermined and uniform time intervals. It has become.

所望の流れ変数の最終値を保持することとは対照的に(ここに説明されたように)、流
れストリームの液体部分の体積流量を出力する(そして、ガスの体積流量を放棄する)目的のために、ドライブゲインが上昇した時の密度の最終値を保持するためにTBRが活用されるようになっている。TBRルーチン中、質量流量の変動は許容される。TBRでは、意図するところは、液体のみの値における密度値を維持しながら、質量流量を正確に読み取り続けることである(たとえばガスの量に比例して減少する)。従って、質量を密度で除する場合、体積流量の出力は液体のみの体積流量ということになる。これに関する問題点は、分離(decoupling)により、相当に大きな値でありえかつ予想が難しい質量流量が実際よりも小さく報告されてしまうという点にある。たとえば、100lb/minの水の流れに10%の体積率のガスを急に加える一例について検討してみる。この場合、密度は通常ガスの追加により1g/ccから約0.9g/ccまで落ちるはずであるが、TBRでは、密度は1g/ccで一定に維持される。また、質量流量は、100lb/minから約90lb/minまで落ちる(ガスの質量を無視できるため)。しかしながら、分離の場合には、質量流量は75lb/minまで落ちてしまう可能性があり、このことにより、スラグ状ガス(gas slug)の流れの間、液体の体積流量はさらに小さく予測されてしまう。

Figure 0006419296
この式で、mmixtureはスラグ状ガスが流れている間の質量流量の測定値であり、ρliguidはスラグ状ガスの前の密度のままに「維持された」値である。正確な混合質量流量は、ガスの質量が無視できるため液体の質量流量と実質的に等しい。 In contrast to maintaining the final value of the desired flow variable (as described herein), the purpose is to output the volumetric flow rate of the liquid portion of the flow stream (and abandon the volumetric flow rate of the gas) Therefore, TBR is used to hold the final density value when the drive gain increases. Variations in mass flow are allowed during the TBR routine. In TBR, the intention is to keep reading the mass flow rate accurately (eg, decrease in proportion to the amount of gas) while maintaining the density value at the liquid only value. Therefore, when the mass is divided by the density, the output of the volume flow rate is the volume flow rate of the liquid only. The problem with this is that, due to decoupling, mass flows that can be quite large and difficult to predict will be reported smaller than actual. For example, consider an example in which a gas with a volume ratio of 10% is suddenly added to a water flow of 100 lb / min. In this case, the density should typically drop from 1 g / cc to about 0.9 g / cc with the addition of gas, but in TBR, the density remains constant at 1 g / cc. Also, the mass flow rate drops from 100 lb / min to about 90 lb / min (because the mass of the gas can be ignored). However, in the case of separation, the mass flow rate can drop to 75 lb / min, which would predict the liquid volume flow rate even smaller during the flow of slag gas. .
Figure 0006419296
In this equation, m mixture is a measurement of the mass flow rate during the flow of the slag gas, and ρ liguid is the value that is “maintained” at the previous density of the slag gas. The exact mixing mass flow rate is substantially equal to the liquid mass flow rate because the mass of the gas is negligible.

本発明のいくつかの例示の実施形態では、TBRの知られている例に対して改善を提供する仮説がたてられている場合もある。この仮説では、たまに生じるスラッグ状のガスが直接に源泉を測定するデバイスを流れている間、液体とガスとの混合物の総体積流量が一定であると仮定されている。源泉を直接測定する場合にこの仮説を立てることができる。というのは、全配管システムの総圧力損失(すなわち、ヘッドロス)がたまに生じるスラッグ状のガスの流れから著しく影響を受けるようなことはないからである。配管システムでのヘッドロスは、粘度を含む多くのものからの影響を受けるが、最も大きく影響を受けるのは速度によるものである。というのは、速度がパイプ内の流れに関するヘッドロスの式(Darcy−Weisbach式を参照)において2乗項で表されているからである。計量器の中をスラグ状ガスが流れる時間が比較的短い場合にはヘッドロスが一定のままであると想定することが可能であるが、その場合、その同一時間にわたって、速度も比較的一定のままであると考えることができるため、体積流量もまた比較的一定のままであると考えることができる。   In some exemplary embodiments of the invention, hypotheses may have been made that provide improvements over known examples of TBR. This hypothesis assumes that the total volume flow of the liquid and gas mixture is constant while the occasional slug gas flows directly through the source measuring device. This hypothesis can be made when measuring the source directly. This is because the total pressure loss (i.e., head loss) of the entire piping system is not significantly affected by the occasional slug gas flow. The head loss in the piping system is affected by many things including viscosity, but the greatest influence is due to the speed. This is because the velocity is expressed as a square term in the head loss equation (see the Darcy-Weisbach equation) for the flow in the pipe. It is possible to assume that the head loss remains constant when the slag gas flow through the meter is relatively short, in which case the velocity remains relatively constant over the same time. Therefore, the volume flow rate can also be considered to remain relatively constant.

従って、総体積流量が一定であると仮定し、(混入ガス重大度が所定のドライブゲインしきい値未満であることが検出されている)ドライブゲインの低い時間に見られる既知の液体のみの密度とともに、スラッグ状のガスが流れている間の密度(たとえば、混合密度)の測定値を用いて、液体の相分率を求めるようにしてもよい。この液体の相分率に総体積流量(一定に保持されている)を乗算して液体の体積流量、すなわち所望の量を求めるようにしてもよい。本発明のこのアプローチとTBRとの間の主たる差異は、本発明の態様では、液体流量を求めるにあたって、スラッグ状のガスが流れている間、質量流量測定値に代えて密度測定値を用いるという点にある。質量流量と同様に、密度も分離による影響を受ける恐れがあり、スラグ状ガスが流れている間多少誤差が生じてしまう。しかしながら、密度の誤差はそれほど深刻でなく、はるかに予測可能であり、スラッグ(スラグ状ガス)が流れている間の液体のみの総流量に著しい改善をもたらす。ここに記載の本発明の態様は、体積流量が一定であることを仮定した場合にのみ実現可能となりうる。この仮
定は、配管ネットワークが長いこと、流量が比較的安定していること、時間スケールが少なくともスラッグ状のガスが計量器を流れている間のことであることを必要とする源泉測定に特有のものである。
Therefore, assuming that the total volume flow is constant, the density of only known liquids seen at low drive gain times (where the entrained gas severity has been detected to be below a predetermined drive gain threshold) At the same time, the phase fraction of the liquid may be obtained using the measured value of the density (for example, the mixing density) while the slag gas is flowing. This liquid phase fraction may be multiplied by the total volume flow rate (which is held constant) to determine the liquid volume flow rate, ie, the desired amount. The main difference between this approach of the present invention and TBR is that the aspect of the present invention uses density measurements instead of mass flow measurements while slug gas is flowing to determine the liquid flow rate. In the point. Similar to the mass flow rate, the density can also be affected by the separation, causing some errors while the slag gas is flowing. However, the density error is less severe and is much more predictable, resulting in a significant improvement in the total liquid-only flow rate while the slug (slag gas) is flowing. The aspects of the invention described herein can only be realized assuming that the volumetric flow rate is constant. This assumption is specific to source measurements that require a long piping network, a relatively stable flow rate, and a time scale that is at least as long as slug gas is flowing through the meter. Is.

Figure 0006419296
Figure 0006419296
これらの式で、ψliquidは液体の相分率であり、ρliquidは「維持された」密度の値であり、ρmixtureはスラグ状ガスが流れている間の密度の測定値であり、ρgasは圧力に合わせて推定することができるかまたは0に等しいと仮定することができる。ρmixtureは分離に起因して誤差が生じるが、この誤差の大きさはmmixture、すなわち標準TBRアルゴリズムに用いられる混合質量流量の測定値よりもはるかに小さい。密度に対する分離の影響も、はるかに予測可能であり、分離比が一定であることを仮定することにより部分的に補償することもできる。
Figure 0006419296
Figure 0006419296
In these equations, ψ liquid is the liquid phase fraction, ρ liquid is the value of the “maintained” density, ρ mixture is a measure of the density while the slag gas is flowing, and ρ Gas can be estimated for pressure or can be assumed to be equal to zero. [rho Mixture is error due to the separation occurs, the magnitude of this error is m Mixture, i.e. much smaller than the measured value of the mixture mass flow rate used in the standard TBR algorithm. The effect of separation on density is also much more predictable and can be partially compensated by assuming that the separation ratio is constant.

従って、たとえば瞬間モードのいくつかの実施形態では、多相か単一相かにかかわらず、直接に源泉を測定するデバイスは、任意の流れ状態における流れを監視し、出力された測定変数に関連する診断情報及びユーザアラートを生成するようになっている場合もある。たとえば一例では、所望の流れ変数の最終値の保持に関連して先に記載された事項は瞬間モードに関して記載されたものであるが、本発明の他のいくつかの実施形態では、これらの事項はスナップショットモードで実施されるようになっている場合もある。
動作時、瞬間モードを用いることにより、オペレータは源泉の短期の傾向を見ることができるようになるが、実施形態によっては、当該モードは、多相状態が非常に持続的である場合、所望の時間内に正確な結果をもたらさない場合もある。これらの場合、たとえば、オペレータには、量的変数及び質的変数ならびにこれらの信頼水準指数に関連するアラート及びワーンニング(warnings)が通知されるようになっていてもよい。
Thus, for example, in some embodiments in the instantaneous mode, a device that directly measures the source, whether multiphase or single phase, monitors the flow at any flow condition and relates to the output measurement variable. In some cases, diagnostic information and user alerts are generated. For example, in one example, the items described above in relation to maintaining the final value of the desired flow variable are those described for the instantaneous mode, but in some other embodiments of the invention, these items are May be implemented in snapshot mode.
In operation, using the instantaneous mode allows the operator to see a short-term trend in the source, but in some embodiments, the mode may be desired if the multiphase state is very persistent. It may not give accurate results in time. In these cases, for example, the operator may be notified of quantitative and qualitative variables and alerts and warnings associated with these confidence level indices.

瞬間モードの態様では、信頼水準指数を決める要因には、混入ガス重大度が決められたドライブゲインしきい値を超えている時間のパーセンテージの累積移動平均、混入ガス重大度が決められたドライブゲインしきい値を超えている時に直接に源泉を測定するデバイスを流れる質量(mass)のパーセンテージ、混入ガス重大度が決められたドライブゲインしきい値未満である期間の量を表す値が含まれるが、これらに限定されるわけではない。   In the instantaneous mode mode, the factors that determine the confidence level index include the cumulative moving average of the percentage of time that the entrained gas severity exceeds the determined drive gain threshold, and the drive gain determined for the entrained gas severity. Includes a percentage of mass flowing through the device that directly measures the source when the threshold is exceeded, and a value that represents the amount of time that the entrained gas severity is below the determined drive gain threshold. However, it is not limited to these.

本発明の他のいくつかの実施形態では、信頼度指数は、ある与えられた時間間隔においてガスの混入が検出されている時間の量に基づくものである場合もある。それに代えて、信頼度水準指数は、ある与えられた測定時間区間の間の総質量流量または総体積流量と比べた混入ガスを伴う質量流量または体積流量に基づいて算出されてもよい。それに代えて、信頼水準指数は流れのばらつきの計算に基づくものであってもよい。それに代えて、信頼水準指数は上述の方法を重みを付けて組み合わせたものに基づくものであってもよい。信頼度水準指数は、測定値の相対的な信頼性を示すために、表示画面、エラーバー、アラーム及び/または任意の既知のスケールを用いて表わされるようになっていてもよい。   In some other embodiments of the present invention, the reliability index may be based on the amount of time that gas contamination is detected in a given time interval. Alternatively, the confidence level index may be calculated based on mass flow or volume flow with entrained gas compared to total mass flow or total volume flow during a given measurement time interval. Alternatively, the confidence level index may be based on calculation of flow variability. Alternatively, the confidence level index may be based on a weighted combination of the above methods. The confidence level index may be expressed using a display screen, error bars, alarms and / or any known scale to indicate the relative reliability of the measurement.

いくつかの例示の実施形態では、オペレータが源泉の測定変数の相対的な変化を解釈す
るのを助けるために、信頼度指数が周期的に測定、出力されるように構成されていてもよい。たとえば、直接に源泉を測定するデバイスが混入ガスが非常に(severe)連続的であり、従って測定値の信頼性が低いと判断した場合、信頼性の高い測定値が得られるまで、源泉の流量の比較的小さな変化は無視しても安全である可能性が高い。しかしながら、混入ガスが穏やかでありかつ断続的であり、測定値の信頼性が高い場合、オペレータは源泉の流量の測定値の変化を生産速度の正しい変化として解釈することができる。相対的な変化量及び信頼性の値は毎時間、毎日及び毎週測定されてもよい。大きな相対的な変化が見出された場合、オペレータはさらに正確な試験が必要か否かを判断するようにしてもよい。
In some exemplary embodiments, a confidence index may be configured to be measured and output periodically to help an operator interpret relative changes in source measurement variables. For example, if a device that directly measures the source determines that the entrained gas is very continuous, and therefore the measurement is unreliable, the source flow rate until a reliable measurement is obtained. The relatively small change in is likely to be safe to ignore. However, if the entrained gas is mild and intermittent and the measurement is reliable, the operator can interpret the change in the source flow measurement as the correct change in production rate. Relative variation and reliability values may be measured hourly, daily and weekly. If a large relative change is found, the operator may determine whether a more accurate test is necessary.

いくつかの実施形態のある態様では、含水率という流れ変数が所定のしきい値を超えている場合にはオペレータに対してアラートを発令するようになっている場合もある。たとえば、含水率という流れ変数の測定値が99%を超えている場合、もはや源泉はこのサービスの継続を正当化するための十分な油を生産しておらず、オペレータに通知するためにアラートが発令される。
いくつかの実施形態のある態様では、測定デバイスは履歴グラフを有している場合もある。この履歴グラフは、流れ変数の測定値と、それに対応するタイムスタンプを示して源泉の出力が時間の経過につれてどのように相対的に変化しているのかを示すようになっている。
In some aspects of some embodiments, an alert may be issued to the operator if the flow variable of moisture content exceeds a predetermined threshold. For example, if the flow variable measure of moisture content exceeds 99%, the source no longer produces enough oil to justify the continuation of the service, and an alert is sent to notify the operator. It is announced.
In some aspects of some embodiments, the measurement device may have a history graph. This history graph shows the measured values of the flow variables and the corresponding time stamps to show how the output of the source is relatively changing over time.

いくつかの実施形態のある態様では、測定変数の統計的な解析とともにそれらの測定値の信頼水準指数が提供されるようになっている。測定変数の統計的な解析と信頼水準指数とは、間違ったアラームを防止するためのオペレータの助けとなりうる。
いくつかの実施形態のある態様では、測定時間区間は、毎時間、毎日及び毎週から変更されるようになっている場合もあり、また、オペレータの必要性に合わせてカスタマイズできるようになっている場合もある。
いくつかの実施形態のある態様では、混入ガス重大度が所定のドライブゲインしきい値を超えて流れ状態が著しく変わって源泉の流れ変数が著しく変わってきている場合に、オペレータに対してアラートまたはアラームを発令するようになっている場合もある。
Certain aspects of some embodiments provide a confidence level index for those measurements along with a statistical analysis of the measurement variables. Statistical analysis of measured variables and confidence level index can help the operator to prevent false alarms.
In some aspects of some embodiments, the measurement time interval may be changed from hourly, daily and weekly, and can be customized to the needs of the operator. In some cases.
In some aspects of some embodiments, the operator is alerted when the entrained gas severity exceeds a predetermined drive gain threshold and the flow conditions have changed significantly and the source flow variables have changed significantly. In some cases, an alarm is issued.

1つの態様では、流量、含水率または他の測定もしくは計算された変数を含む流れ変数に大きな変化が検出されたことを受けて源泉をテストセパレータを用いて分析するように推奨するアラームが発令されるようになっている。
他の態様では、所定の期間にわたって信頼性の十分に高い流量の値が記録された場合、油及び水の合計量が周期的に報告されるようになっていてもよい。さらに、測定の信頼性評価を含む混合物の総流量をおおまかに示す情報が提供されるようになっていてもよい。
In one aspect, an alarm is issued to recommend that the source be analyzed using a test separator in response to a significant change detected in the flow variable, including flow rate, moisture content, or other measured or calculated variable. It has become so.
In another aspect, the total amount of oil and water may be reported periodically if a reliable enough flow value is recorded over a predetermined period of time. In addition, information may be provided that roughly indicates the total flow rate of the mixture, including a measurement reliability assessment.

実施形態によっては、活発に液体を地上に汲み出すために電動水中ポンプ(ESP)が源泉の中に必要とされる場合もある。電動水中ポンプは地面に掘った穴の中に設置されてもよいが、従来、流量情報の不足により効率的に制御することが困難であった。ESPの如きポンプは、特定の流量において最も効率的に動作するように設計されている。本発明のいくつかの実施形態により提供されているように、源泉で流量測定を直接行うことにより、ポンプを最適な効率で働かすことができ、電気料金をさげ、ポンプへのダメージを防止することが可能となる。   In some embodiments, an electric submersible pump (ESP) may be required in the source to actively pump liquid to the ground. The electric submersible pump may be installed in a hole dug in the ground, but conventionally, it has been difficult to control efficiently due to lack of flow rate information. Pumps such as ESP are designed to operate most efficiently at specific flow rates. Direct flow measurement at the source, as provided by some embodiments of the present invention, allows the pump to operate at optimal efficiency, reduces electricity bills and prevents damage to the pump Is possible.

さらに、含水率プローブ、ソナーベースのガス体積率計量器、または第2の源泉測定デバイスを例示の実施形態と組み合わせて用いる場合には、ガスが存在する時でさえ、含水率、ガス体積率ならびに油及び水の流量を近似的に示す情報が信頼度指数とともに提供されるようになっていてもよい。このような場合、これらの測定値に基づく履歴グラフ及びアラートが提供されるようになっていてもよい。また、単一相状態ではなく多相状態が存在している時間の長さを示すさまざまな診断法がさらに提供されるようになっていてもよ
い。
Further, when a moisture content probe, sonar-based gas volume fraction meter, or second source measurement device is used in combination with the exemplary embodiment, even when gas is present, the moisture content, gas volume fraction, and Information that approximates oil and water flow rates may be provided along with a reliability index. In such a case, history graphs and alerts based on these measurements may be provided. Also, various diagnostic methods may be provided that indicate the length of time that a multiphase state exists rather than a single phase state.

有利なことには、本発明のある実施形態では、単一の直接に源泉を測定する計量器が個々の源泉に対して構築されるようになっていてもよいしまたは一連の源泉に対して構築されるようになっていてもよい。有利なことには、本発明のある独創的な態様では、月に一度の源泉試験よりもさらに多くの情報が提供され、また、そのコストは、当該技術分野において知られている既知の多相測定手段よりもはるかに安価である。   Advantageously, in one embodiment of the present invention, a single direct source measuring instrument may be constructed for each individual source or for a series of sources. It may be constructed. Advantageously, in one inventive aspect of the invention, more information is provided than a monthly source test, and the cost is determined by known polymorphs known in the art. It is much cheaper than measuring means.

当業者にとって明らかなように、直接に源泉を測定するデバイスは、連続して動作するようになっていてもよいし、または、流動物質の指定されたドライブゲインまたは条件に基づいてさまざまな時間にのみ動作するようになっていてもよい。一例では、いずれのモードの源泉測定が最適であるかをオペレータに選択させることを可能とすることも本発明の技術範囲に含まれるが、これに限定されるわけではない。他の一例では、直接に源泉を測定するデバイスを前もってプログラムするようになっていてもよいが、これに限定されるわけではない。また他の一例では、異なるタイプの測定コンフィギュレーションに対して異なる測定診断法(measurement diagnostics)及び異なる指数(indicators)が必要とされるようになっていてもよい。   As will be apparent to those skilled in the art, a direct source measuring device may be operated continuously or at various times based on a specified drive gain or condition of the flow material. May only work. In one example, it is within the scope of the present invention to allow the operator to select which mode of source measurement is optimal, but is not so limited. In another example, a device that directly measures the source may be pre-programmed, but is not limited to this. In another example, different measurement diagnostics and different indicators may be required for different types of measurement configurations.

本明細書には、本発明の最良の形態を実施または利用する方法を当業者に教示するための特定の実施形態が記載されている。本発明の原理を教示するために、従来技術の一部が単純化または省略されている場合もある。当業者にとって明らかなように、これらの実施形態の変形例もまた本発明の技術範囲に含まれる。
上述の実施形態の詳細な記載は、本発明の技術範囲内に含まれるものとして本発明者が考えているすべての実施形態を完全に網羅するものではない。さらに正確にいえば、当業者にとって明らかなように、上述の実施形態のうちの一部の構成要素をさまざまに組み合わせてまたは除去してさらなる実施形態を作成してもよいが、このようなさらなる実施形態も本発明の技術範囲内及び教示範囲に含まれる。また、当業者にとって明らかなように、本発明の技術範囲及び教示範囲に含まれるさらなる実施形態を作成するために、上述の実施形態を全体的にまたは部分的に組み合わせてもよい。
以上のように、本発明の特定の実施形態または実施例が例示の目的で記載されているが、当業者にとって明らかなように、本発明の技術範囲内において、さまざまな変更が可能である。本明細書に記載の教示を上述のかつそれに対応する図に記載の実施形態とは異なる実施形態に適用されてもよい。従って、本発明の技術範囲は添付の特許請求の範囲により決まるものである。
This written description sets forth specific embodiments to teach those skilled in the art how to make or use the best mode of the invention. In order to teach the principles of the invention, some of the prior art may be simplified or omitted. As will be apparent to those skilled in the art, variations of these embodiments are also within the scope of the present invention.
The above detailed description of the embodiments does not completely cover all embodiments considered by the inventor to be within the scope of the present invention. More precisely, as will be apparent to those skilled in the art, some of the components of the above-described embodiments may be combined or removed in various ways to create further embodiments, but such further Embodiments are also included in the technical scope and teaching scope of the present invention. It will also be apparent to those skilled in the art that the above-described embodiments may be combined in whole or in part to create additional embodiments that fall within the scope and teachings of the present invention.
Although specific embodiments or examples of the invention have been described for purposes of illustration as described above, various modifications may be made within the scope of the invention, as will be apparent to those skilled in the art. The teachings described herein may be applied to embodiments different from the embodiments described above and corresponding figures. Accordingly, the technical scope of the present invention is determined by the appended claims.

Claims (2)

少なくとも1つの源泉を直接測定するための方法であって、
決められたドライブゲインしきい値を超える混入ガスの量に基づいて前記少なくとも1つの源泉の混入ガス重大度を求める工程と、
ドライブゲイン測定値が小さくかつ安定している少なくとも1つの時間間隔を演算する工程と
前記少なくとも1つの時間間隔に関連する前記ドライブゲイン測定値に基づいて前記ドライブゲインしきい値を設定する工程と、
求められた前記混入ガス重大度に基づいて少なくとも1つの変数を出力する工程とを含んでおり、
前記少なくとも1つの変数を出力する工程が、前記少なくとも1つの変数を所定の時間間隔にわたって連続的に平均する工程と、前記少なくとも1つの変数について単一の平均されたデータ値を出力する工程とを含む、方法。
A method for directly measuring at least one source,
Determining an entrained gas severity of the at least one source based on the amount of entrained gas exceeding a determined drive gain threshold;
Calculating at least one time interval during which the drive gain measurement is small and stable ;
Setting the drive gain threshold based on the drive gain measurement associated with the at least one time interval;
Outputting at least one variable based on the determined severity of the mixed gas,
Outputting the at least one variable comprises: averaging the at least one variable continuously over a predetermined time interval; and outputting a single averaged data value for the at least one variable. Including.
少なくとも1つの源泉を直接測定するための方法であって、
決められたドライブゲインしきい値を超えている混入ガスの量に基づいて前記少なくとも1つの源泉の混入ガス重大度を求める工程と、
ドライブゲイン測定値が小さくかつ安定している少なくとも1つの時間間隔を演算する工程と
前記少なくとも1つの時間間隔に関連する前記ドライブゲイン測定値に基づいて前記ドライブゲインしきい値を設定する工程と、
求められた前記混入ガス重大度に基づいて少なくとも1つの変数を出力する工程とを含んでおり、
前記少なくとも1つの変数を出力する工程が、所定のかつ均一な時間間隔で少なくとも1つの瞬間時の変数を出力する工程を含む、方法。
A method for directly measuring at least one source,
Determining an entrained gas severity of the at least one source based on an amount of entrained gas exceeding a determined drive gain threshold;
Calculating at least one time interval during which the drive gain measurement is small and stable ;
Setting the drive gain threshold based on the drive gain measurement associated with the at least one time interval;
Outputting at least one variable based on the determined severity of the mixed gas,
The method of outputting the at least one variable comprises outputting at least one instantaneous variable at a predetermined and uniform time interval.
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