JPS58180889A - 流量制御装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、流体の流量制御並びに計測の分野に関し、時
に、剪断感応性の流体の流量制御及び計測に関する。

ポリマー溶液は、おそらく最も通常に使用される剪断感
応性の流体であろう。補助的な原油回収操作に使用され
るポリアクリルアミド（ＰＯＬＹ−ＡＯＲＹＬＡＭＩＤ
Ｉｉｉ　）ＩＩ液等の流体ｄ１剪断効果に対して非常に
感応性が強い。その他様々の流体も剪断による惑影響を
受ける。その実例としては、油井掘削に使用δれる通称
ＯＭ　Ｏ（ＯｊｌＲＢＯＸＹＭＥＴＨＹＬ　−０Ｊｉｉ
ＬＬＵＬＯ８Ｆｔ　）や、食品工業において用いられる
通称ＨＲＯ（ＨＹＤＲＯＸＹＷＴＨＹＬ　−０ＦＬＬＵ
ＬＯ８Ｅ）や、塗料の製造に使用されるラテックスポリ
マーや、原油回収の助剤として利用されるＧＵＡＦＬ　
ＧＵＭ及びＰＯＬＹ８ＡＯＯＨＡＲＩＤｌｉＸ８等のポ
リマーや、更には潤滑油及び化粧品として使用されるロ
ーション、軟膏等がめる。

剪断感応性のポリマー−液は、しばしば化学反応ｉｈ＠
十石油生腫過相において使用され、流体に所望の高粘性
を付与する。実例をあげると、ある檜の２次ないし３次
的原油回収にあっては、前記ＰＯＬ　ＹＡ　ＯＲＹＬＡ
Ｍ　Ｉ　ＤＥ　　等のポリマー浴液が助剤として油井に
射出される。そしてこれにより、地ノー中に捕えられた
原油が填９出される。ｆＩ６粘性のポリマー溶液は、凝
集して流れる傾向がめる。すなわち、−まとまりのポリ
マー流体は、地層を一様に流れる部間があり、これによ
り咳ポリマー流体が地ノー中で勝手に分離したｐばらば
らになってしｌうことがない。それ故、高粘性のボ＋）
ｗ−流体の一流は、原油回収を効率化するために利用さ
れる。そして、相対的に低圧の流体によって代置されて
いた大部分の閉じ込め原油を取り出すことができる。

現今では、１台ないし複数の巨大な移送ポンプによって
油井に溶液が圧送されている。谷々の油井への供給圧力
ｕｓ　２，５００ｐｓｉｇ以上である。

しρ為しながら、これらの油井への放出圧力は、地層の
圧力並びにポリマーｄ液の流電にもよるが、Ｏｐａｉｇ
根直に下げなければならない。もしポリマー浴液がｇ所
感応性である場合には、＾い圧力時下を伴ないつつも流
体に粘性劣化を生じδせることのない適切なｔＩＬＪｔ
ＩＩＩＩＩ＃装置を設けなければならない。また、少な
くともそれら油井の近傍に適切なｆｔ量＃Ｉ足装置を設
けることが孟ましい。

典型的な場合、剪断応力は、高い圧力勾配によって引き
起むされ、従来からの流れ制御装置ないし測定装置にあ
ってはそのような圧力勾配が直接的に流体に負荷されて
しまう。不都合なことに、剪Ｉｒｒ応力は、剪断劣化と
して知られる現象により、剪断感応性流体を損なう。従
前からの流れ制＃装置にあっては、流体に本質的な圧力
降下が生じると顕著なｇＪＪ断劣化が発生してしまう。

弁体ないし流れ制一手段における圧力降下も本質的ない
し顕著な圧力差をもたらすものであるが、このような圧
力降下は、剪断感応性流体の組成や弁体を通過するｖｔ
ｔ若しくは他の変ｌＩｂ賛素に応じて変動する。

しかしながら、大ていの剪断感応性流体にとり、制御計
ないし測定手段を通った後２５　ｐｓｉｌ　４に圧力差
が生じることは、大変な圧力低下といわなければならな
い。それ故、本発明において菖及されるｇＪＪｌ］）ｌ
ｉ感応性流体にとって２５　ｐｍｉｇ　　もの圧力差は
本質的に重大な圧力差である。

２次ないし３次的原油回収に用いられる剪断感応性ポリ
マー溶液の剪断劣化は、非常に好ましくない。というも
のも、それによりポリマー溶液の粘性が大変急激に減少
してしまうからである。既に述べたように、２矢ないし
３次的原油回収に使用される助剤の粘性は＾いことが必
須である。しかし、従前の流菫制両装置ないし測定装置
によるポリマー溶液の粘性低下は非常に大規模であり、
ポリマー浴液の助剤としての効用上のものが消失してし
まうほどである。

例えば、従来のオリフィス型スロットル弁と、８００ｐ
ｐｍ一度のポリアクリルアミド　ポリマー溶液を使用し
て、スロットル弁のｓ断テストが行なわれた。このスロ
ットル弁の高圧側の溶液の圧力は２３００ｐｓｉＨに保
たれ、一方訛菫の方は、該スロットル弁を調整すること
により変化させられた。その結果、該スロットル弁を介
して溶液に６００ｐｓｉｇ　　の圧力降下が生じ九場合
、溶液の粘性が約５０Ｘも慣なわれた。

このような剪断劣化が生じるため、従前からの高圧ｆｉ
　ｔ　ｆＩＩＪ１１１手段、例えばオリフィス型スロッ
トル弁や流量制御弁（弁を通る際、圧力が変動しても流
量が一定となるようにされたもの。）や、インライン　
タービンメーター等の流１１１ｍＪ足手段を高粘性が必
賛とされるポリマー溶液のために利用するには不十分で
あった。それらの装置ＩＬは、２次ないし３次的原油回
収のために油井で用いるにはあきらかに不適当である。

従来の流量制御弁によって引澹起される粘性損失を補な
って余りある繰匿を有するポリマー溶液を使用すること
がこれまで提案されてきた。しかしながら、前記したガ
と同様な６００ｐｓｉｇもの圧力降下を伴なう礪合、大
まかに−Ｈ′Ｚ）て−６０ｃρ溶液ｔ−珠りには３ＯＮ
増−のポリマーが修景となる。それ故現今にあってはそ
のようなやり方に高価につき１．ｉｌ！ましくないこと
である。

便って、流体に何ら１ｇ断応力を生じさせることなく、
流体の圧力を減少させ、かりそのｔＩＬｉｔを制御並び
に測定する９＆置及び方法が賛縛されている。

しかしながら、従前からのやり万は、様々な理由から不
適切で高価でめった。

ポリマー浴液を績なうことのないようにと開発された従
来のｆｉｔｌｌｌＪ御装置は、取扱いが面倒であり、直
重を調整するためにはパイプを取り外したり、部品を代
替しなくてはならなかった。

そのような従来技術の一例として、複数の銅製チューブ
コイルを使用するものがある。すなわち、様々な長さ及
び内径の鋼製チューブがコイルされるのである。これら
のコイルがポンプ及び油井の間の流路において整列配置
され、ポリマー浴液が必ずこｎらのコイルを通過するよ
うにされる。これらのコイル中を通すことにより、ポリ
、　　ｇ液に低勾配の圧力降下が惹起される。そしてこ
れにより、剪断応力の発生が防止され、溶液を償なうよ
うなことがない。

このような鋼製チューブ装置はＴｉ６ｉＩａＩである。

その上、これらのコイルを介しての圧力差並びに流量の
制御は、専らこれらの銅製チューブの長さ及び内径の組
み合わせを変更することによってのみな石れ、この丸め
には通常コイルを取り代える修景がある。コイル寸法の
適正値は、溶液圧力や粘性といった変数に依存している
。勿鍮、コイルの取り替えは面倒きわまりない鴫ので必
り、油井への溶液の滝れを中断させてしまう。そのため
、頻繁にコイルを５ｅ洪しなくてはならないので、原油
ｉｇｌ収作業が遅れてしまい、前記変数さえも変動して
し遣う。

他の種類のポリマ？溶液制御手段は、内部に球状のガラ
スピーズを充填し九特定畏さの１５１ｗ１１から成り立
っている。そしてこ九によれば、このガラスピーズ部分
を浴液が通過する際の圧力低下勾配は低い。しかしなが
ら、この装置の流量が流れの圧力と浴液の粘性とに依存
していることによる頻繁な交換問題に加えて、装置の寸
法を実験的に定めなければならず、ますますもって回収
操作が遅れてしまう。

これらの＃装置に関する詳細は、以下に英珀の原文表示
で示す文簀により埴解される。

■　１９８０年１月発行、Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｐｅ
ｔｒｏ−Ｉｅｕｍ　Ｔｅｃｈｎｏｒｏｇｙ結、１１〜１
７Ｔｉ％Ｏｐｅｒａ１１ｏｎａｌＰｒｏｂｌｅｍｓ　ｉ
ｎ　Ｎｏｒｔｈ　Ｂｕｒｂａｎｋ　［Ｊｎｉｔ　５ｕｒ
ｆａｃ−＋ａｎｔ／Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｐｒｏｊｅｃｔ論
文。

■　１９７７年１０月３日発行、Ｔｈｅ　Ｏｉｌ　ａｎ
ｄＧａｓ　　　Ｊｏｕｒｎａｌ　　　７９”８５　　ｊ
ｊ、Ｍｉｃｅ　目　ａｒ−ＰｏｌｙｍｅｒＩｎｊｅｃｔ
ｌｏｎ　　８ｙｓｔｅｎｏ　　Ｈａｓ　　５ｐｅｃｉａ
ｌ　　Ｆｅａｔｕｒｅｓ論文。

■　５ＰＪｉｉ／ＤＯＥ　９８２６、Ｐｕｌｙｍｅｒ　
ＡｕｇｍｅｎｔｅｄＷａｔｅｒｆ３ｏｏｄｉｎｇ　ａｔ
　　ｔｈｅ　Ｗｅｓｔ　Ｙｅｌｌｏｗ　０ｒｅｅｋＦｉ
ｅｌｄ　：　Ｒｅｃｏｖｅｒｙ　ａｎｄ　０ｏｓｔ　Ｅ
ｘｐｅｒｌｅｎｃａ。

従来のポリマー溶液制御装置は、ポリマー溶液の流量検
出及び１碌ができなかった。従って、現在の２次ないし
３次的原油回収作業にあっては、剪断感応性のポリマー
溶液を石はど損なうことのない計測手段を費用並びに手
間をかけて別設しなＱｌればならない。

これら従来技術の欠点は、本軸明によって解決されるの
でめり、本発明は、流体の流量の制御並びに計測を行な
う進歩した装置及び方法を提供するものであり、本装置
を通過する流れには圧力差が存在するものの、被制＃流
体にさしたる剪断応力が発生することはない。

不発明の実施例においては、流体の流れを制御する装置
及び方法が示される。本発明に係る装置及び方法は、流
体に圧力差を生じさせるものの、被制＃流体にｓｒｒ応
力を生じさせることはない。

水、グリコールないしグリセリンの水溶液、石油、合成
油等の制御流体が制御流路中に含まれる。

この制御流路は、１＠１及び第２の変位室並びに流れ制
御手段を有する。第１のバリヤ一手段が存在するため、
制＃流体は第１ｏ変位室から流出することはない。この
第１のバリヤ一手段は、制御流路の第１ｆ位室中に存在
する。この制御流体はまた、第２のバリヤ一手段によっ
て制御流路の第２の変位室にも留め置かれる。このよう
に２つのバリヤ一手段が制＃流体の両端に配設されるの
であり、これにより制御流体を閉じ込める可動表面を構
成しつつ、一方ではこれらの可動の第１及び第２のバリ
ヤ一手段間で、制＃流体が流れ制御手段ないし他の制御
ｆｒ、路中を流れることができるようにしている。ｔｔ
路の流れ制御手段は、該制御流路を介して、制＃流体の
流孔を直接的に制御する。

制御１１４ＩｆＬｗｌＩ中の第１及び第２の変位室は、
流れの方向指示手段とも連通している。この方向指示手
段は、比較的面圧の被制御流体を制御流路の一部から導
入し、一方制＃波路の他端からは、比較的低圧の被制御
流体を逃がし、装置の放出波′ＭＩＫ導く。この流れ方
向指示手段の一つのポジションにおいて、加圧された被
制御流体は、制御ｆｉ路のｍｌの変位室に導入される。

この圧力は、第１のバリヤ一手段を介して制＃流体に伝
達される。この制＃流体は、流路流れ手段によって決定
される電率に従って制御ｆｌＬ路中を流れる。圧力が制
ｆｉｌｅ流体から第２のバリヤ一手段を介して、放出流
路側の被制御流体の一部に伝達される。そしてこれによ
り、制＃流体が装置中を流れる電率に従って被制御流体
が制御流路の第２の変位室から出ていく。第１及び第２
のバリヤ一手段が所定の変位量に達すると、流れ方向指
示手段によって、加圧された被制御流体が制御流路中の
第２の変位室に入り、この時、以前に第１の変位室に入
っていた被制御流体が流出する。

ヤして、第１及び第２のバリヤ手段が再び位置移動を行
なう。このようなサイクルが繰り返され、被制＃流体が
一定の流量で連続的に流れる。

本発明の特徴は、被制御流体に剪断応力を加えることな
く流電の制御を行なうことのできる装置を提供すること
にある。

本発明の他の特徴は、剪断力を生じきせることなく圧力
を低下させて流電の制御及び測定を行なうことにある。

不発明の更に他の特徴は、滝一体に剪断ル６力を加える
ことなく精密な流を測定を行なうことのできる装置を提
供することにある。

また他の％徴は、１ｇ町力を生じることなく、流電のａ
１４１ｉを何なうことのできる装置を提供することにあ
る。

第１図は、本発明の一実施例を示す概略説明図である。

流体４は、制御波体としての機能を釆丸し、例えば水、
圧油等の不質的に非圧−性の流体である。この制御流体
は、非腐食性であるべきであり、また、それが接触する
シール部材及びバリヤ一部材に適合しなければならない
。更にこの制御流体は、剪断安定性を有し、かつ低粘度
のものが選択されることが望ましい。

第１図の装置において、流体４は制御雪路内に存在して
い番が、この制＠管路は、筒状の賀位嵐８．１２、パイ
プ１６、升３２、パイプ２０ｆｔ有している。パイプ１
６は、変位室８０室趨２４と連結され、同様にパイプ２
０は、変位室１２０室４２８と連結されている。パイプ
１ｇ、２Ｇの他端は、弁３２を介して連通している。そ
れ故流体４は、変位室８０案端２４から訛れ出て、パイ
プ１８、升３２、パイプ２０を通り、室趨２８から変位
室１２に流れ入る。

升３２は、通常の流量制御弁であって、この弁に圧力圧
が生じても一定の流電を維持するようにされている。し
かしながら、この他どのようなものであっても、制＃流
体の流量をコントロールするものであるならば、それは
本発明に包含される。

湾えば、すりアイス板、各種の手１ＩｂｔＡ整式スロッ
トル升等は、本発明を実施する際に弁３２として使用で
きる。

球体３８．４０は可動バリヤーとして機能し、流体４を
含みつつ変位室８及び１２０間に該流体４を流通させる
。第１図の実施例において、変位室８，１２は筒状であ
り、各々の内径は本質的に一定であって、球体３ｍ、４
０を各々ｍｍ可能に受は入れる。より詳細にどうと、球
体３６と置換室８との間の隙間及び球体４０と変位室１
２との間の隙間は、これらの変位室８＃１２の内部壁面
にぴったりと円周接種するように設定されるべきであり
、これＫより、球体３８．４０に関する如町なる方向に
もさしたる漏れが生じることがなく、一方これらの球体
が変位室８，１２の全長にわ九って十分に摺動できるよ
うにしておかなければならない。

第１図の実施例に示された可動バリヤーは本質的には球
体であるものの、一般的な扁平球体を代わりに用いても
よく、このような場合も本発明に包含される。このよう
な扁平球体は、イー、アイ。

デュポン。ドネムア社（通称デュポン）からＶＩＴＯＮ
の商標で販売されているフッ化ビニル重合体及び６７ツ
化プロピレンの化合物であることが好ましいが、しかし
ながらこの他の天然若しくは合成物質であっても熱論か
まわない。変形−１能でしかも弾性を有する材質が好ま
しく、これにより球体は、各々の変位室において良好な
シール性質を発揮する。

再び第１図に戻ると、本発明は以下に詳述するｌ１１及
び８２のポジション相互間で流れ方向を変化及び決定す
る手段を有している。すなわち、第１のポジションとは
、加圧流体を変位室８０喝部４４を通して導入すると同
時に、変位室１２の端ｓ４８から流体を流出させるもの
であり、また第２のボジショ／とは、前記とは反対に加
圧流体を変位室１２の端部４８に導入すると同時に変位
室８の４部４４から流出させるものである。このような
流れ方向決定手段は、弁８０と変位ａＳの漏ｔＨ４４と
を連通させるパイプ５２、弁６０と変位室１２の端部４
８とを連通させるパイプ５６、加圧流体源と弁６０とを
連通させる供給バイブロ４、弁６０と連通する放出バイ
ブロＢとを有している。

この他にも通常の流れ方向決定手段が考えられ、これも
本発明に包含されるものとする。

弁６０としては通常の４方向弁が考えられ、第１図にあ
ってはその２種類の作動ポジションのうちの一つが示さ
れている。図示のポジションにあっては、供給パイプ＠
４から升６０に流入する加圧流体は、パイプ５２に導入
され、これにより加圧流体Ｔ２が変位室８の端８４４に
入る。同時に１変位室１２中の流体Ｔ２の一部は、升６
０によってパイプ５６を通り放出バイブロ８に放出され
ようとする。上記とは反対の作動ポジションにおいては
、弁６０が加圧流体を供給バイブロ４からノくイブ５６
に導き、これと同時にパイプ５２から放出バイブロ８に
流体を火入させる。升６０は、油圧、空圧、電気等の作
動手段によって自動コント１０−ルされるか若しくは人
手によってコントロールされるものでめってもよい。

第１図の実施例は、比較的大きな圧力降下の状態にあり
ながらもなお制御流体にさしたる剪断応力が生じること
のないＭ件における光量制御に、４用される。パイプ５
２からの高圧流体Ｔ２は、端部４４から変位室８に導入
される。該流体１２の圧力は、変位室８内の流体に対抗
しつつ球体３６を抑圧し、このため、該変位室８及び＜
　（ブ１６内の流体４は、本質的に流体７２の圧力と同
じ圧力に〃ｌ圧される。球体３６は、その初期位＆３７
から変位室８ｔ−すべり始め、流体７２と４とを分層す
るバリヤ・−とじて機能する。升３２は、制御流体であ
る流体４０滝瀘を１１接的に制御してパイプ１６．２０
を通って変位室１２に流入させる。

前述したように１従前の流量制御手段は、そこを流れる
流体に比較的大きくかつ突然の圧力降下を生じさせるよ
うな条件下で使用されていた。そして、そのような圧力
降下、河い換えると圧力勾配は、流体に剪断応力を加え
るものである。第１図の流体４は、それのみが本発明の
流量制御装置において升３２により直接的にコントロー
ルされるものであり、それ故、該流体４のみが圧力勾配
及びそれＫ１１ｌｌ伴する剪断応力を受ける。

変位室１２中の流体４の圧力は、変位室８のものの圧力
よりも本質的に低く、放出バイブロａ側の低圧の流体Ｔ
２に対抗して球体４０を〃ｌ圧する。

この結果、変位室１２の流体Ｔ２は、同じ変位室１２の
流体４の圧力と実質的に同圧となる。球体４Ｍ変位室１
２円を摺動し、流体４を流体γ２か、ら分−させ、これ
により該流体１２は、変位室１２の肩部４８からパイプ
５６及び弁６０を経て放出バイブロ８に流入する。

第１図における流体１２は、供給バイブロ４から変位室
８，１２に導入される大量の流体をイうものであり、被
制御流体とも言われるべきものである。留意すべきこと
は、放出バイブロ８から放出される流体１２の流量は、
変位室８から１２に流入する流体４０流瀘と本質的に等
しいことである。従って、流体４のｖｔ、ｔによって、
放出バイブロ８から放出される流体７２の流量が決定な
いしコントロールされる。同時に、流体４のみが弁３２
によって直接的にコントロールされるのであり、被制＃
流体Ｔ２は、升３２による剪断応力にさらされることは
全くない。

制御流体４が変位室８から１２に流入し続けている間、
球体３６及び４０は各々の初期位置３Ｔ及び３９から、
変位室８内にＷ、線で示した位置Ｔ６及び同様に破線で
示した変位室１２内の位置８０に移動する。この時、升
６０ｒ′ｉ、通常の場合、別ボジショ／に切替され、こ
れにより、供給バイブロ４が升６０を介してパイプ５６
に、また一方パイブ５２が同様に弁６０ｔ−介して放出
バイブロ８に連通される。これにより、供給バイブロ４
からのカロ圧流体は、変位室１２の端部４８に導かれる
。

これに従がい、流体４が変位室８の４部２４に弁３２で
制御された流量で流れるようになり、その結果、変位室
８の端部４４から放出バイブロ８への流体Ｔ２の流出菫
がコントロールされることとなる。このような流れは、
球体３６及び４０が各：？！ｒ４部４４．２８に近接し
た七の初期位１１３７゜３９にｆｉ）するまで継続され
、そうなると、弁６０が＃ｇ１図に示した通りの第１ポ
ジシヨンに切り戻される。このように弁６０を適宜の手
脂でポジション切替することにより、上述したように放
出バイブロ８から流量を一定に保ちつつ連続的に流体を
流出させることができる。

本発明の変位測定には、可動バリヤ一手段の変位を表示
する手段を合わせて用いることとしてもよい。すなわち
、第１図の実施例における球体３６゜４００変位を表示
する手段である。バリヤの変位を表示する手段が第１図
の実施例において合わせて用いら扛てｌ＆’す、それに
は、センサ一部材８２゜８６の谷々の活性を表示するイ
／ジケータ−８４゜８８が言まれる。インジケーター８
４，１１８は、各々の変位室８，１２０４部の外部表面
に配設されている。センサ一部材ないしピン８２．８６
は、対応するインジケーター８４．４１から延出されて
おり、各々の変位室８，１２の鷺Ｉｆｉを通り、内部′
ｇ！所に入ってｉる。％々の球体３６．４０がインジケ
ーター８４又は８８に接近すると、それらの球体の表面
によってセンサーピン８２，８＠が押し込まれる。これ
により、インジケーター８４゜８８による可視的で、電
気的ないし油圧的表示がなされる。他にも変位表示子＆
は考えられ、ノ（リヤーの変位を表示するためにそれら
の他の手段を用いることも本発明の範囲に含まれる。

第１図にあっては、センサーピン８２が伸ひきった状態
ンこあり、一方球体３６は、変位室８の端部４４に存在
している。しかしながら、球体３６が変位室８の位置１
６に到達すると、センサーピン８２は押し込まれて、あ
たかも第１図において変位室１２の位Ｗ３９でセンサー
ピン８６が球体４０によって押し込まれているのと同様
な状態となる。

更に第１図について述べると、インジケータ８４゜８８
を流体Ｔ４の流量決定のために使用することとしてもよ
い。球体３６．４０によってとじこめられている流体４
の総量は、装置が平常に作動している限りにおいて本質
的に一定であり、それ故、センサーピン８６が球体４０
によって押し込まれている時は常に、球体３６の方は第
１図の位置３１にとどまる。同様に、センサーピン８２
が位置１６において球体３６により押し込まれている時
は常に、球体４０の方は、位置８０にとどまっている。

第１図の藺状変位室８，１２は、それぞれ一様な直径を
有している。それ故、バリヤー３６　、４０が各々最大
移行をなした場合における変位室８゜１２に流入、ない
しこれらから流出する流体４の―電は、各々の変位室８
　、１２１Ｆ３における球体３６゜４０の横方向変位を
決定することによりＪ！出される。また、これらの球体
が移行した楯来流れた流体の体積の算出、又は表現を変
えて菖うならば、各々の球体が蝋大限移行したことによ
って変位された流体の体積の算出は、これらの球体３６
．４０の変位と相関させ友上で直接的に体積測定するこ
とによってなされ得る。

球体３６．４０の変位は、装置を寸法測定した後、装置
が連続作動している間にインジケーター８４．８８を使
用することによってなされる。そのような測定の典型例
としては、球体３６が第１図の位置１６から３１へ移行
する間の、変位室８の端部４４から流出する流体７２の
体積及び球体４０が第１図の位１１１３Ｂから８０に移
行する間の、変位室１２の端部４８から流出する流体Ｔ
２の体積を測定することによるものがある。装置をＩｔ
′１ｌｊｉｌｌした恢、特定の時間間隔における球体３
６．４０の多数回の移行運動中の放出バイブロ８からの
放出流体量は正確に測定される。本発明の実施例には、
公知のばｔ測技術が種々適用可能である。

好−よしくは、升６０のポジション切替（この時には、
球体３６．４０が各々位１１７６．３９に到達し、イン
ジケーター８４．８８によって表示がなされる。）を本
発明の変位測定に関連付けると良い。球体４０が第１図
に図示された位置に存在することをインジケーター８８
が表示した時に弁６０は切り賛えられるべきであり、こ
れにより、供給バイブロ４からの流体１２は、変位室８
０趨部４４に向けられ、また、変位室１２０４部４８か
らの流体１２は、放出バイブロ８に送られる。

インジケーター８４によって球体３６が位置Ｔ６に存在
しているととが示された時には、球体４０は変位室１２
の位置８０に配置されるべきであり、これにより、叙上
の計測方法により測定された流体Ｔ２は、変位室１２か
ら放出バイブロ８を通って放出される。インジケーター
８４による表示とほとんど同時に、弁６０が切り替えら
れるべきであり、これにより、供給バイブロ４からの流
体は、変位室１２の４ｓ４８に導かれ、一方変位室８の
端部４４からの流体は、放出バイブロ８に送られる。イ
ンジケータ−８８により球体４０が第１図の図示位置に
ａ帰したことが表示されると、球体、３６も第１図の図
示位置に復帰しており、計測済みの流体７２が変位室８
から放出バイブロ８に放出される。これらの手ｌ−は必
責な限り繰り返され、不貞的に連続した流れが象現１れ
る。物足時間内にかける放出バイブロ８からの放出流体
体積は、バリアーが移行を繰り返す間に変位室８．１２
から放出された流体体積を合計することによって算定さ
れる。そのような体積の合計作業は、機械的若しくは電
気的手段によってインジケーター８４゜８８からの位ｔ
ｌｔ表示数又は接触表示数をカウントすることによって
なされる。

：ｆｆ３２が流体４を緘り返して剪断することにより散
逸されるエネルギーが販流体４の温鼓の上昇を引き起こ
す。既に公知の様々な熱伝達促進手段ｔ−ｒｌｉｌＪ　
ＩＩ管路に付設することとするとよい。第１図の実ＩＩ
ＩＡ例にあっては、−例として流体４からの熱転移を促
進する手段が設けられており、これには熱転移フィン８
２かｉすれている。このフィン８２Ｖよ、変位室８．１
２の外周の長手方向に延びている。これにより、流体４
の熱は、変位室８，１２の壁を通り、このフィン９２を
介し、外気中に放出される。この熱転移フィン９２は、
好ましくは熱伝導率の高い材質によって形成される。

第１Ａ図は、変位室１２の断面を参考的に示した図であ
り、既に公知の熱転移フィン９２が示されている。これ
らのフィン９２の如き熱転移手段は、第１図の変位室１
２のみならず８にも設けられる。好ましくは、これらの
フィン９２は、それらが付設される変位室の外表面から
放射状に延出される。それらのフィンは、従前からの放
熱手段を示したものであって、本発明中の他の室中導管
等にも寸法や数及び形態を適合させた上で付設するとよ
い。そのようなことは、放熱装置に明るい者なら誰しも
できることである。

次に第２図につ＾てＨ５Ｌ明すると、そこには本発明の
他の実施例が示されている。しかしながらこの実施例は
、ｌＥｈ図のものと本質的に同じであり、異なっている
のは可動バリヤ一手段がベローズ１３６．１４０から成
ること及びこのバリヤーの変位表示手段がインジケータ
ー１８４．１１１８、センサースイッチ１８２，１８８
及び打ち子１１６゜１２０を有していることでるる。他
の＃要素は、構造及び機能が第１図の実施例のものと本
質的に同じであるので、そのようなものＫは第１図のも
のと同じ４ｉｉ号が付しである。更に、第１図について
行なったこれらの散水の説明が第２図のものについても
同様に当てはまるので、＃！１図についての説明を参照
してｌよしい。

面状のベローズ１３６，１４０は、七の谷々の一端が変
位室の８，１２の内部で肩部２４，２８ＫＩＩ８！Ｊ建
封層されており、これにより、パイプ１６゜２０が谷々
ベローズ１３ｂｉ、１４０と連通している。ベローズの
端部１０２，１０４はフリーのままとされており、ベロ
ーズ１３６．１４１！ふくらむ除各々の変位室８，１２
の長手方向に沿って移動する。これらのベローズ１３８
，１４０の寸法として好ましくは、それらが収縮する際
各々の室８，１２内で−―にして小谷積になってしまい
、また−力拡大する際には室８，１２内で一関的に大容
積となってしまう位のものであるとよい。

ベローズ１３６，１４０は、９動バリヤ一手段の変形態
様例であり、従って第１図の球体３６゜４０と同様の役
割を果たす。第２図の所定位置に示されたバルブ６０に
より、供給バイブロ４からの加圧流体７２は、変位室１
２の端ｓ４８から導入され、−万、変位室８０端部４４
からは、放出バイブロ８に流体Ｔ２が送出される。変位
室８゜１２において谷々のベローズ１３６，１４０中に
含まれた流体４は、変位室１２の端部２Ｂから変位室８
のｍ１ｌｉ２４に流入するが、これは流体Ｔ２によって
変位室１２が加圧されるためであり、その流量は弁３２
によって制御される。この時、ベローズ１４Ｇは収縮し
、その端部１０＠が変位室１２の４部２８に接近する。

同時に、ベローズ１３６が膨張してその端部１０２が変
位室８の端部４４に近接する。この際流体７２が放出バ
イブロ８方向に押動されるが、この場合の流電は、流体
４が制御弁３２を通って流れるｔｌＬ童と本質的に等し
い。流体１２が変位室８から放出バイブロ８に流出する
ｔＮ、Ｊｌｔは、流体４を直接的にコントロールする弁
３２によって制御される。

本発明に係る変位量測定は、第２図に示した実施例によ
ってなされる。ベローズの４部１０２゜１０６が各々の
蛙大収縮位置から変位した菫は、ｆＬ接的に流体１２の
移行体積と関係付けられる。

この流体１２は、装置の平常作動時において流体４によ
す賀位室８，１２から移送されるのである。

このような関連的計算は、第１図の処で既に説明したよ
うに、既に知られた計算手法によって算出可能である。

インジケーター１８４，１８８は、各々のベローズの端
部１０２．１０６の変位を表示する手段としての役割を
米たす。各々のベローズの端部１０２．１０６に配設さ
れた打ち子１１６，１２０は、例えはスイッチ１８２，
１８６寺のセンサ要素と接触することにより、ベローズ
１３６，１４０が最大限に収縮した際に各々のインジケ
ーター１３６．１４０を起１ｔＪＪさせる。既に述べた
ように、装置が平常通り作動して伝る限り、流体４の体
積は本質的に一定のままであり、それ故、例えば第２図
におけるベローズ１３６の如く、ベローズ１３６．１４
０が最大限に収縮してこの事実をインジケーター１８４
又は１８８が表示すると、前述の計算手法によって算出
される童の一定体槓の流体が放出バイブロ８から放出さ
れることとなる。

これ故、一定期間中に放出バイブロ８を通って流出する
流体の酩菫は、インジケーター１８４゜１８８による表
示を計数することにより算定される。このような表示は
、前記一定期間中におい°〔変位室８，１２から放出さ
れる流体の明確な電を示すものである。

次に第３図について述べると、この第３図は、本発明の
更に他の実施例を示すものであるが、この実施例自体は
、ａｔ図に示したものと本質的に同一であり、異なって
いることは、９動バリヤ一手段が袋状物２３６，２４０
を舊していること、バリヤ一手段の変位を表示する手段
がインジケーター２８４，２８８及びセンサースイッチ
２８２゜２８６を含んでいること、そして制御用導管の
−部が球状の変位室１２４．１２８を構成していること
等である。残２．りの＃Ｉ要素は、その構造及び機能に
おいて第１図の実施例のものと実質的に同様であり、従
って第１図と同じ番号を付している。

各々球状の変位室１２４，１２８中に配設された袋状物
２３６．２４０は、それぞれパイプ１６゜２０と連通し
ている、これらの袋物２３６，２４０は、ｃＩＴ婦性を
有し、その寸法は、流体４が充填された時に変位室１２
４，１２８を一杯に満たすように設定されている。これ
により、流体４は、変位室１２４．１２１１相互間を流
動するが、しかしながら、これらの変位室内の被制＃流
体Ｔ２からは明確に分離されている。

インジケーター２８４，２８８は、一定期間中における
放出バイブロ８中への流入量を算定するために使用され
る。センサービン２８２．２＠８が谷々の袋状物２３６
，２４０の最大膨張を感知して、インジケーター２８４
，２８８を起動させる。袋状物２３８，２４０がそれら
の最小収縮状態から最大膨張状態へと変１ピすると、前
述した計算手法により算定される一定量の流体が放出バ
イブロ８から放出される。

次に第４１！ｉ？ｉについて述べると、同図には本発明
の他の実施例が示されており、この実施例における９動
バリヤ一手段は、円形ピストン３３８゜３４０を有して
いる。これらのピストン３３６゜３４８によって流体４
が制御導管内に留め置かれる一方、該流体４は、升３２
によって制＃石九うつ変位室８，１２間を流通すること
ができる。０リング３８０，３６４が存在することによ
り、６各のピストン３３６，３４０と変位室８，１２と
の関に！ｒＩＩ動可能な外周のシールがな嘔れる。これ
により、ピストン３３６，３４０は自在に変位室８、側
２中を摺動することができ、流体Ｔ２を流体４から明確
に分離する。

放出バイブロ８から放出されるｆｉｊｍの算定は、イ／
ジケータ−８４，８８を各々のセンサービン８２、ＪＩ
８と協働させるととＫよりなされる。これらの＃１安素
は、第１図のものと実質的に同一の作動をなす。これら
のインジケーター８４．８８をピストン３３８，３４０
と協働させて使用する技術も、第１図の球体３６．４０
の処で説明し丸ものと本質的に同一である。

第５図は、第１図に示゛した実施例の改良態様例を示す
。すなわち第５図の改良態様例は弁６０を自動的に切管
操作する手段４０２を有し、この切替手段４０２は、制
御手段４０６によって起動される。制御手段４０６とし
ては、既に公知のマイクロプロセツシングコントローラ
ーヲ用いルコトができる。そして、弁６０は、球体３６
．４０の変位とともに、一つのポジションから他のポジ
ションに切り替えられる。この制御手段４０＆は、セン
サ一手段８２．８６及び流れ切替操作手段４０２と同一
して機能する。そしてこれにより、装置中を流体４が移
行する期間における放出バイブロ８からの被制御流体１
２の放出菫が計測及び配録される。流産の制御及び測定
手段４０６を同時に弁制御手段４０８の起動及び制御の
ために使用することとしてもよく、これにより、弁３２
を介して、流体４の流電が継続的に一定に保たれる。

既に指摘したように、流体４は装置に適合するものが選
択される。しかしながら、時折制御導管中の流体４の一
部を射出又は除去することによりその＃ｇｉｔをｐ４整
する必要が生じる。このような機能は、自動制御装置４
０６に併設されている。すなわら、表示手段４１４のセ
ン？−４１０及び４１２が各々球体３６．４０の変位室
８，１２の趨部４４，４ｇへの最大移行を表示するので
おる。

センサー８２．８６と協働して、眞瀘測定及び制御手段
４Ｇ＆の＃１懺単が機能する。すなわち、球体３６．４
０の接触が早過ぎる場合、導管中の流体４を一部すべき
ことを自動的に制御手段４０６が表示する。例えば、第
５図においてもし球体３６が図示通りの位置にあるもの
とし、かつ球体４０の方がセンサー８６に接触するに足
る最大移行を妨げられたとするならば、この事実は、膨
張、漏洩又はその他の理由により流体４の電を減らして
球体４０がセンサー８６に児全に接触すべく移行ができ
るようにはからう心安があることを、を味している。こ
のような状朧を感知し次第に、ｆＬｆｔ測定及び制御手
段４０６は、２方向弁４２２を起動さぜるべく＊能する
。これにより、流体４が導管４２４を経て放出され、球
体４０がセンサー８６と十分に接触するようになる。そ
う−ｒると、弁４２２が自動的に復帰され、第５図に示
したオフ位置になる。

−ｔ−ｎとは反対に、もし球体３６がセンサー４１０に
接触する以前に球体４０がセンサー８６に接触する場合
には、流体４を導管中に付加して、球体３６．４０がセ
ンサー４１０．８６に接触するタイミングを同期させな
ければならない。このような操作は、流電測定及び制御
装置４０８によって自動的に成し遂げられる。そのため
には、升４２２のポジションを変更するようにプログラ
ムを組み、球体３６がセンサー４１０に接触するまで流
体４の供給パイプ４３０を介して導１ｉ２０に流体を付
加すればよい。

最早明確に理解されるように、上述した制御流体電の自
動制御は、変位室１２に加圧流体を流入させる升６０の
ポジションには全く関係がない。

このような渡体総瀘の調整は、ｉ＠１図に示した弁６０
のポジションにおいてもなされ得る。しかしながら、バ
リヤ一手段３６．４０の移行方間を逆にすること蟻でき
るし、また、弁６ｏのポジション変更により、センサー
ピン４１２がｆ位室１２内におけるバリヤー４０の最大
移行を決定するように機能し、また一方で、センサービ
ン８２が変位室８円にνけるバリヤー３６の最大移行を
表示することもできる。

前述のように制御流体の蓋をＩ＆１４１Ｉｉシている間
に流体１２が継続して流れることのないようにするため
、遮断弁を経路６４に装着することとしてもよく、より
好ましくは、４方向弁６ｏが流体４の自動的量ｖｊ４贅
の間流れ制御装置４０Ｂによって自動的にＪｌＩＴポジ
ションに切り替えられるようにするとよい。

第６図は、２次的ないし３次的オイル大量回収作業にる
・ける本発明に係るポリマーｍ液流量制御装置の特殊１
１４１例である。この一様例において、変位ボンダ５ｏ
ｏが多岐管５０４ｔ−介して流路５０８に加圧ポリマー
溶液を給送する。流路５０８が加圧ポリマー溶液を１６
１５２０の存在する所定の油田に配送する。各々の供給
経路５１２は、加圧ポリマー溶液を本発明に係る実施例
を含む流量制御及び計測装置５１４に供給する。この装
置５１４は、加圧ポリマー溶液Ｋｎ断応力を加えること
なく、連続的で圧力降下調整の可能な流量制御及び計測
をなす。そしてＩＩｋｐｔ的に、ポリマー溶液が流量制
御及び測定装置５１４から所望の流量で放出パイプ５１
６に放出され、油＃５２ｏに流入する。

本発明は、他にも様々な変形や応用が可能であり、それ
らも本発明に含まれるものとする。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る流量制御装置の一実施例を示す
概略図、第１Ａ図は、第１図のＩＡ−ＩＡ線に沿う断面
図、第２図は、本発明に係る流量制御装置の一実施例を
示す概略図であり、特にベローズを流体保持バリヤーと
したもの、第３図は、本発明に係る流量制御装置の他の
実施例を示す概略図で、特に可撓性の袋状物を流体バリ
ヤーとしたもの、第４図は、更に他の実施例を示す概略
図で、特にピストンを流体保持バリヤーとしたもの、第
５図は、更に別途の実施例を示す概略図であって、特に
自動流ＪＩｌ制御及び測定装置を有するもの、第６図は
、本発明の適用ａＪ能な態様例を示す概略図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１の変位室、！＠２の変位室及びこれらの変位室
   を連通させる流れ制御手段を有する制御流路と、この制
   御流路中に給配された制御流体と、とのｉ制御流体を前
   記制＠流路中に閉じ込めククもこの流体が流路中を流れ
   ることができるようにする可動バリヤ一手段と、加圧さ
   れた被制御流体を交互に前記第１の変位室及び第２の変
   位室に導き、前記バリヤ一手段のうちの一方を介してそ
   れが接触する制＃流体を加圧する手段と、圧力降下を伴
   ないつつも制御流路を介して制御流体の流量を直接的に
   制御する流れ制御手段と、＠配給１及び第２の変位室か
   ら交互に被制御流体を放出する手段とを有する流量制御
   装置。 ２、特許請求の範囲第１項におｉて、バリヤ一手段が複
   数の扁平球体から成ることを特徴とする流量制御装置。 ３、特許請求の範囲ａｔ項において、バリヤ一手段が複
   数のベローズから成ることを特徴とする流量制御装置。 ４、％＃Ｖ−請求の範囲第１項において、バリヤ一手段
   が複数の袋状物から成ることを特徴とする流量制御装置
   。 ５、　％Ｎｉ１ｉｌｆ求の範囲第１項において、バリヤ
   一手段が複数の袋状物から成ることを特徴とする流量制
   御装置。 ６、特許請求の範１篇１項において、流れ制御手段が調
   整可能な一定流量制御弁から成ることを％黴とする流量
   制御＠直。 ７、特許請求の範囲第１項において、流れ制御手段がス
   ロットル弁から成ることを特徴とする流量制御装置。 ８、％ｆｉ！求の範囲第１項において、・加圧された被
   制御流体を第１及び第２の変位室に交互に４く手段が４
   方向弁を有し、その４方向弁の流路が加圧式れた被制御
   流体を前記第１及び第２の変位ＷＩＫ導くとともに、４
   方向弁の他の流路が被制御流体を放出流路にも導くこと
   を特徴とする流量制御装置。 ９、％許請求の範囲第１項において、バリヤ一手段が流
   れ制御手段方向へ向かう一定限の変位を検出するセンサ
   一手段と、このセンサ一手段に接続された操作手段であ
   って、前記変位が一定限に達した時変位室の一方から他
   方への自動的に流れを切り替える手段とを有することを
   特徴とするｆＬｔ制御装置。 １０　、特許請求の範囲第９項において、各々のバリヤ
   一手段の変位運動によって制御流路を通過する制御流体
   の量が決定され、また、センサ一手段に計数手段が接続
   され、バリヤ一手段がその変位運動によりセンサ一手段
   に到達する一４数が計数されるようになっており、これ
   により、装置を通過する流体の測定を行なうことができ
   ることを％徴とする流量制御装置。 １１、ｔ￥ｊ許請求の範囲第１Ｏ項において、一定期間
   中における変位のカウント数を記録するタイミング手段
   を有し、これにより、被測＃流体の流量を知ることを特
   徴とする流量制御装置。 １２、特許請求の範囲第１項において、制御流路中にお
   ける制御流体の体積を一定に保つための調整手段を有し
   、しかもこの調整手段が、加圧された被制御流体と接触
   している第１のバリヤ一手段の最大変位位置を検知する
   センサ一手段と、他の変位室に存在する一第２のバリヤ
   一手段の最大変位位置を検出する第２のセンサ一手段と
   、第２のバリヤ一手段がその最大変位位置に未だ到達せ
   ず一方＃！１のバリヤ一手段が最大変位位置に到達する
   時に制御流体を制御流路に射出する手段と、第２のバリ
   ヤ一手段かその最大変位位置に到達しており、一方第１
   のバリヤ一手段が未だその最大変位位置に到達する前に
   制御流・路から制＠流体を放出する手段とを有すること
   ｔ−特徴とする流量制御装置。 １３、特許請求の範囲第４項において、バリヤ一手段の
   変位限界をそれが流れ制御手段から離間する運動によっ
   て検出するセンサ一手段と、このセンサ一手段に接続さ
   れた操作手段であって、変位が最大限に達した時に一方
   の変位室から他方の変位室への流れを自動的に切り替え
   るものとを有することを特徴とする流量制御装置。 １４゜特許請求の範囲第１３項において、制御流路を通
   過する制御流体の体積が各々のノ（リヤ一手段の変位に
   よって決定され、センサ一手段に計数手段が接続されて
   おり、前記変位の結果とし。 て各々のバリヤ一手段がセンサ一手段に到達する回数が
   カウントされ、装置を通過する流体の流量が測定される
   ことを特徴とする流量制御装置。 １５．１￥ｊ許−求の範囲第１４項において、一定期間
   中における検知された変位回数を記録するタイミング手
   段を有し、これにより、装置を通過する被制御流体の流
   量が記録されることを特徴とする流量制御装置。 １６、％許祷求の範囲第１項において、各々の変位室に
   放熱冷却フィンを設けたことを特徴とする流量制御装置
   。 １７、比較的に高圧の被測＃流体の供給をＦＬｉｔ制御
   するとともに、この被測＃流体の圧力を本質的に減じる
   方法であって、この比較的高圧の被制御流体を第１の可
   動バＩＪヤーに接触させ、このバリヤーを介して反対側
   の制＃流体に高圧を課し、このようにして比較的高圧と
   された制御流体を、これよりも低下の制御流体を含む低
   圧変位室に導き入れ、第２の可動）（リヤ一手段を介し
   て被制御流体に制御流体の低圧力を伝え、被測＃流体を
   その低圧変位室から移動させることを特徴とする流量制
   御方法。