NO304331B1 - Anordning for overvÕkning av vanninnhold - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning for å overvåke prosentandelen av vanninnhold i en strømmende fluidstrøm.

US-A-4499418 beskriver en slik anordning som omfatter:

en testcelle anordnet for strøm av fluidstrømmen derigjennom,

en første antenne for bestråling av strømmen gjennom testcellen med mikrobølgeenergi,

en andre antenne for å motta mikrobølgeenergi som sendes gJ ennom st rømmen,

faseforskjellssensor for å tilveiebringe et signal som er representativt for faseforskjellen mellom mikrobølgeenergien fra kilden og den mottatte mikrobølgeenergi, og prosessor for å tilveiebringe et signal som er representativt for det prosentvise vanninnhold i fluidstrømmen i henhold til nevnte faseforskjellssignal.

Den foreliggende anordning kjennetegnes, ifølge oppfinnelsen, ved: at nevnte overvåkningsanordning er tilpasset for å overvåke vanninnholdet i en petroleumsstrøm som strømmer gjennom nevnte testcelle,

at en detektor er koblet til nevnte andre antenne for å detektere intensiteten av den mottatte energi og tilveiebringe et signal som er representativt for denne, idet prosessoren gir sitt signal i henhold til nevnte intensitetssignal og nevnte faseforskjellssignal,

at nevnte første og andre antenner er anbragt innenfor nevnte testcelle,

at en første bølgeleder er anordnet for å lede mikrobølge-energi fra en kilde til den første antennen, og en andre bølgeleder er anbragt for å lede mottatt mikrobølgeenergi fra den andre antennen til nevnte detektor,

at et silemiddel er tilveiebragt innenfor testcellen for i alt vesentlig å hindre partikulære stoffer som er større enn en forutbestemt størrelse fra å komme inn innenfor nevnte silemiddel, og

at nevnte første og andre antenner er anbragt innenfor nevnte silemiddel for å redusere mengden av partikulært materiale i den del av petroleumsstrømmen som flyter mellom nevnte antenner, idet det bortslite, partikulære stoff føres bort av petroleumsstrømmens flyt utenfor nevnte silemiddel.

US-A-3946308 beskriver innretning for måling av fuktigheten i en gass, slik som luft. Der finnes ingen testcelle eller rørledning. Der finnes adskilte innmatnings- og utmatnings-mikrobølgeantenner omgitt av en sylindrisk skjerm som er dimensjonert for å minimalisere unnslippingen av mikrobølge-energi . Dette danner en resonator anbragt i en atmosfære av fuktig luft. I en utførelsesform er topp og bunn dekket av lokk laget av et kobbertrådnett for å holde ute støv og fremmed materiale.

Formålene og fordelene ved oppfinnelsen vil bli omhandlet mere i detalj i det følgende på grunnlag av beskrivelsen under henvisning til tegningene der en utførelsesform er vist som eksempel. Det skal her påpekes at tegningene bare er illustrasjoner på oppfinnelsen og ikke skal oppfattes som noen begrensninger av beskyttelsesomfanget. Fig. 1 en er et forenklet blokkskjema for en anordning til overvåkning av vanninnhold ved hjelp av mikrobølger, bygget opp i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 er en gjengivelse av prøvecellen som er vist på fig. 1. Fig. 3 viser en detaljert gjengivelse av prøvecellen som er vist på fig. 1. Fig. 4 er et snitt tatt etter linjen 4-4 gjennom prøveburet på fig. 3.

Anordningen til overvåkning av vanninnhold, vist på fig. 1, innbefatter en mikrobølgesender 3 som avgir elektromagnetisk energi, i det følgende betegnet som mikrobølgeenergi ved en mikrobølgefrekvens. Senderen 3 har lav effekt og kan benytte en mikrobølgekanon som kilde. Senderen 3 fører mikro-bølgeenergi til en retningskobler 7. Retningskobleren 7 leder mikrobølgeenergi til en spenningsstyrt faseforskyver 9 av vanlig type og til en sirkulator 8. All leding eller føring av mikrobølgeenergi foregår ved hjelp av vanlige bølgeledere.

Sirkulatoren 8 sørger for mikrobølgeenergi via en bølgeleder 10 til en petroleumstrøm som flyter gjennom en prøvecelle 17. Prøvecellen 17 vil bli beskrevet mer i detalj i det følgende. Mikrobølgeenergi som passerer gjennom petroleumstrømmen føres gjennom en bølgeleder 19 til en vendeanordning 24 som når den er i én stilling viderefører mottatt mikrobølgeenergi som prøvemikrobølgeenergi til en retningskobler 28. Retningskobleren 28 leder prøvemikrobølgeenergien til en detektor 32 og til et blandetrinn 34. Detektoren 32 avgir et signal E2 svarende til styrken på prøvemikrobølgeenergien.

Petroleumstrømmen kan også reflektere tilbake noe av mikro-bølgeenergien som dermed kommer tilbake til sirkulatoren 8 ved hjelp av bølgelederen 10. Sirkulatoren 8 blokkerer den reflekterte mikrobølgeenergi mot å bli tilbakekoblet til senderen 3 og sørger for den reflekterte mikrobølgeenergi som blir stadig viktigere når avstanden over prøvecellen 17 øker. Dette er spesielt viktig når prøvecellen 17 benyttes i en stor rørledning som fører petroleumstrømmen.

En positiv likespenning +V tilføres vendeanordningen 24. Med vendeanordningen 24 i en andre tilstand vil vendeanordningen 24 føre den reflekterte mikrobølgeenergi fra sirkulatoren 8 som prøvemikrobølgeenergi.

Mikrobølgeenergien fra den spenningstyrte faseforskyver 9, i det følgende kalt mikrobølgeenergireferanse, og prøve-mikrobølgeenergien fra retningskobleren 28, blir ført til blandetrinnet 34 som blander dem til frembringelse av to elektriske signaler E3, E4, som hhv. representerer fasene for mikrobølgeenergireferansen og prøvemikrobølgeenergien.

En differensialforsterker 36 frembringer et utgangssignal EO i overensstemmelse med forskjellen mellom signalene E3, E4 og dermed i overensstemmelse med faseforskjellen mellom prøvemikrobølgeenergi og mikrobølgeenergireferansen. Signalet EO og dermed signalet C, avtar i amplitude inntil det er omtrent 90° faseforskjell mellom mikrobølgeenergi-ref eransen og prøvemikrobølgeenergien. Den spenningsstyrte faseforskyver 9 angir størrelsen på den faseforskyvning som er nødvendig for å eliminere faseforskjellen og avgir et "klar" signal til datautstyr 50.

Signalene E2 og C avgis til datautstyret 50 som i sitt minne inneholder data knyttet til fase og amplitude for for-skjellige prosentandeler av vanninnhold som man kan støte på i produksjonsstrømmen. "Klar"-signalet som avgis av faseforskyveren 9 til datautstyret 50 setter dette i stand til å benytte signalene C og El til valg av den rette verdi for vanninnholdet. Datautstyret 50 avgir signaler svarende til den valgte verdi for vanninnholdet til utlesningsanord-ninger 54 som kan være enten digitale avlesningsanordninger eller registreringsanordninger eller en kombinasjon av begge.

Som vist på figurene 2, 3 og 4 kommer bølgelederen 10 inn i prøvecellen 17 og et prøvebur 70 og er forbundet med en antenne 74. En pakning 76 hindrer at noe av petroleumstrøm-men i prøvecellen 17 lekker ut. På tilsvarende måte stikker bølgelederen 19 inn i prøvecellen 17 og prøveburet 70 og er forsynt med en antenne 80. En pakning 84 hindrer lekkasje av petroleumstrømmen fra prøvecellen 17.

Som vist på figurene 1 og 2 vil mikrobølgeenergi fra sirkulatoren 8 passere gjennom lederen 10 og stråles ut av antennen 74 til antennen 80. Antennen 80 mottar mikro-bølgeenergi og fører den mottatte energi videre gjennom bølgelederen 19. Buret 70 er en selvrensende anordning som tillater en væskeblanding å strømme mellom antennene 74 og 80, samtidig med at partikler og rusk og rask som måtte finnes i petroleumstrømmen fjernes.

Prøveburet 70 har to endestykker 87 og 90 som er beregnet på å bære et grovmasket nett 93 som en utvendig sil og et finmasket nett 98 som en innvendig sil. Gjennomføringen av bølgelederene 10 og 19 gjennom endeplatene 87 og 90 foregår ved hjelp av et kulelagersystem 102. Prøveburet vil rotere rundt bølgelederene 10 og 19 på grunn av petroleumstrømmen.

Under drift, etter hvert som rusk og rask i petroleumstrømmen kommer i berøring med buret 70, vil større biter av rusk og rask komme i berøring med det grove trådnettet 93 og falle til bunnen av prøvecellen 17 der de føres videre av petro-leumstrømmen. Mindre partikler av rusk og rask kan komme inn i buret 70, men de vil støtte mot det finmaskede trådnettet 98 og vil bli hindret i å komme inn i den delen av prøveburet 70 som ligger mellom antennene 74 og 80. Rusk og rask som stanses av det finmaskede nettet 98 kan føres videre av dette nett og falle av påvirket av tyngdekraft og på grunn av rotasjonen av buret 70. De mindre partikler som faller av vil passere ut av buret 70 p.g.a. petroleumstrømmen slik at det ikke vil finne sted noen oppbygning av rusk og rask i nærheten av banen for mikrobølgeenergi mellom antennene 74 og 80.

Foreliggende oppfinnelse er her beskrevet som en overvåkningsanordning for vanninnhold ved hjelp av mikro-bølgeenergi med utstyr for å redusere mengden av rusk og rask i en petroleumstrøm som passerer mellom mikrobølgeantennene for dermed å forbedre nøyaktigheten av overvåkningsanord-

Claims (5)

1. Vanninnhold-overvåkningsanordning for å overvåke prosentandelen av vanninnhold i en strømmende fluidstrøm, om-fattende : en testcelle (17) anordnet for strøm av fluidstrømmen derigjennom, en første antenne (74) for bestråling av strømmen gjennom testcellen med mikrobølgeenergi, en andre antenne (80) for å motta mikrobølgeenergi som sendes gjennom strømmen, faseforskjellssensor (9,44) for å tilveiebringe et signal som er representativt for faseforskjellen mellom mikro-bølgeenergien fra kilden og den mottatte mikrobølgeenergi, og prosessor (50) for å tilveiebringe et signal som er representativt for det prosentvise vanninnhold i fluid-strømmen i henhold til nevnte faseforskjellssignal,karakterisert vedat nevnte overvåkningsanordning er tilpasset for å overvåke vanninnholdet i en petroleumsstrøm som strømmer gjennom nevnte testcelle, at en detektor (32) er koblet til nevnte andre antenne for å detektere intensiteten av den mottatte energi og tilveiebringe et signal som er representativt for denne, idet prosessoren (50) gir sitt signal i henhold til nevnte intensitetssignal og nevnte faseforskjellssignal, at nevnte første og andre antenner (74, 80) er anbragt innenfor nevnte testcelle (17), at en første bølgeleder (10) er anordnet for å lede mikro-bølgeenergi fra en kilde (3) til den første antennen, og en andre bølgeleder (19) er anbragt for å lede mottatt mikro-bølgeenergi fra den andre antennen til nevnte detektor (32), at et silemiddel (70) er tilveiebragt innenfor testcellen for i alt vesentlig å hindre partikulære stoffer som er større enn en forutbestemt størrelse fra å komme inn innenfor nevnte silemiddel, og at nevnte første og andre antenner (74,80) er anbragt innenfor nevnte silemiddel (70) for å redusere mengden av partikulært materiale i den del av petroleumsstrømmen som flyter mellom nevnte antenner, idet det bortslite, partikulære stoff føres bort av petroleumsstrømmens flyt utenfor nevnte silemiddel.

2. Overvåkningsanordning som angitt i krav 1,karakterisert vedat nevnte silemiddel (70) har i alt vesentlig form av en hul sylinder med en akse som strekker seg på tvers av nevnte strømning, idet nevnte silemiddel (70) er dreibart understøttet ved hjelp av de nevnte bølgeledere (10,19) for fri rotasjon om sin akse som reaksjon på nevnte strømning.

3. Overvåkningsanordning som angitt i krav 1 eller 2,karakterisert vedat nevnte silemiddel (70) omfatter en ytre sil (93) for i alt vesentlig å hindre partikulært stoff som er større enn nevnte forutbestemte størrelse fra å komme inn innenfor nevnte ytre sil (93), og en indre sil (98) for i alt vesentlig å hindre partikulært stoff som er større enn en andre forutbestemt størrelse, mindre enn den første størrelsen, fra å passere mellom antennene (74,80).

4. Overvåkningsanordning som angitt i krav 1,karakterisert vedat nevnte silemiddel (70) omfatter en ytre sylindrisk sil (93) med en første maskestørrelse, en indre sylindrisk sil (98) med en andre maskestørrelse som er finere enn nevnte første maskestørrelse og anbragt koaksialt innenfor den ytre silen (93), og der endestykker (87, 90), som er understøttet av nevnte første og andre bølgeledere (10,19), understøtter motsatte ender av de sylindriske silene.

5 . Overvåkningsanordning som angitt i krav 4,karakterisert vedat et lager (102) er montert i hvert av nevnte endestykker (87, 90) for å tillate fri rotasjon av nevnte silemiddel (70) om aksen for nevnte sylindriske siler (93, 98) som reaksjon på nevnte strømning.