NO315673B1 - Måleanordning for flerfase fluidström med höy tomromsandel - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en strømningsmåler for måling av strøm av flerfasefluid, omfattende en første strøninmgsrnåleinmetning for måling av gass-og væskestrøm i et første fluidstrømløp. Oppfinnelsen vedrører videre en fremgangsmåte til måling av strøm av et flerfasefluid, omfattende måling av gass- og væskestrøm i et første fluidløp ved anvendelse av en første strømmngsmMeinnretning.

Innen oljeindustrien er det ofte nødvendig å måle produksjonen fra olje-brønner under varierende forhold. Mer bestemt har oljebrønner typisk fluid-produksjon omfattende gass- og væskekomponenter, idet væskekomponentene typisk omfatter vann og olje. For pålitelig å måle mengden av hver komponent i oljebrønnens produksjon, beskriver US Patent 5 099 697 en flerfase strømningsmåler (multi-phase flow meter, MPFM) for måling av flerfase fluids trøm, og særlig trefase fluids trøm omfattende gass, vann og olje. For oljebrønner som produserer mer enn 97 volumprosent gass er det imidlertid svært vanskelig nøyaktig å måle strømmen av hver fluidkomponent ettersom MPFM må dimensjoneres for volumet av gasstrømmen, mens væskestrømmen kan være kun en andel av en prosent. Under slike forhold som krever et stort dynamisk bruksområde, går man på akkord med nøyaktigheten over hele bruksområdet, inkludert måling av fluider med høy tomromsandel, det vil si fluider med høy gassandel.

Hensikten med oppfinnelsen er følgelig å tilveiebringe en ny strømningsmåler for måling av strøm av flerfasefluid og en fremgangsmåte til måling av strøm av flerfasefluid som skal kunne brukes med høy nøyaktighet over et stort område av fluidkonsentrasj oner, inkludert fluider med høy tomromsandel. Hensikten oppnås med en strømningsmåler og en fremgangsmåte som angitt i krav 1 henholdsvis 15. Fordelaktige utførelser av oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige krav.

Oppfinnelsen vedrører således en strømningsmåler for måling av strøm av flerfasefluid, omfattende en første strørnningsmåleinnretning for måling av gass-og væskestrøm i et første fluidstrømløp. Strømningsmåleren omfatter anordninger til anbringelse i det første fluidstrømløp for å redusere væskestrømmen gjennom den første strømningsmåleinnretning; en annen strørnmngsniåleinnretning for måling av gasstrøm i et annet fluidstrømløp ; anordninger for påvisning av væskestrøm i det første fluidstrømløp; og anordninger for omleding av gasstrømmen i det annet fluidstrømløp når væskestrøm ikke påvises av påvisnmgsanordningene i det første fluidstrømløp.

Omledeanordnmgen kan omfatte en ventil anordnet i serie med gasstrøm-måleinnretningen. Et trykkfall over restriksjonen påvises og sammenlignes med en forhåndsbestemt terskelverdi, og hvis denne terskelen ikke overskrides, hvilket skjer ved tilstedeværelse av væskestrøm gjennom restriksjonen, brukes ventilen til å avstenge gasstrøm gjennom det andre fluidstrømløp.

Tilstedeværelsen av væskestrøm kan påvises ved et innløp til det første fluidløp og den påviste tilstedeværelse av væskestrøm benyttes til aktivering av ventilen for stenging av gasstrømmen gjennom det andre fluidstrømløp. I denne utførelsesform påvises tilstedeværelsen av væske typisk ved å lede fluidet som skal måles gjennom en strømningsbegrensende dyse, såsom en dyse i en strålepumpe, for å frembringe et trykkfall ved tilstedeværelsen av væskestrøm, idet trykkfallet påvises og benyttes til å aktivere ventilen for å stenge gasstrømmen gjennom det andre fluidstrømløp. Alternativt kan en venturiinnretning tilveiebringes ved innløpet til det første fluidstrømløp. Trykkfallet over innsnevringen i venturiinnretningen benyttes til å påvise tilstedeværelsen av væskestrøm, og basert på dette aktiveres ventilen for å stenge gasstrømmen gjennom det andre fluidstrømløp. Alternativt kan tilstedeværelsen av væskestrøm måles ved hjelp av et densimeter som måler tettheten til fluidet ved innløpet til det første fluidstrømløp, og når den målte tetthet angir tilstedeværelsen av væskestrøm, aktiveres ventilen i det andre fluidstrømløp for å stenge gasstrømmen gjennom det andre fluidstrømløp. På den annen side, når væskestrøm ikke påvises i noen av de ovenfor angitte utførelsesformer, brukes ventilen til å omlede gasstrøm gjennom det andre fluidstrømløp slik at gasstrøm måles av gasstrømmåleinnretningen og flerfasestrømmåleinnretningen.

Omledeanordningen kan omfatte en trykkreduksj onsinnretriing, såsom en strømningsbegrensende dyse i en strålepumpe, i et punkt oppstrøms innløpet ni det andre fluidstrømløp. Ved tilstedeværelse av væskestrøm frembringes et negativt differansetrykk over det andre fluidstrømløp, hvilket forhindrer fluids trøm gjennom det andre fluidstrømløp. Dette negative differansetrykk kan danne en bakoversirkulerende strøm fra flerfasestrømmåleinnretingen til det andre fluidstrømløp. Derfor, for å hindre en bakoversirkulerende strøm, settes en tilbakeslagsventil inn i det andre fluidstrømløp. Et ekspansjonskammer og en dråpefanger, for å fjerne dråper i tåkeform som befinner seg i gassen,

forefinnes fortrinnsvis i det andre fluidstrømløp, ved innløpet til dette.

Fortrinnsvis er flerfase fluidstrømmåleinnretningen som er anordnet i det første fluidstrømløp en trefase strømningsmåler i stand til å måle konsentrasjonen av gass, vann og olje i fluidet som måles. I dette tilfellet viser strømningsmåleren den samlede vannstrøm og den samlede oljestrøm målt av trefasestrørnningsmåleren, såvel som den kombinerte samlede gasstrøm målt både av trefasestrømmåleren og gasstrømmåleinnretningen. Oppfinnelsen kan imidlertid også anvendes der hvor det benyttes en tofase strømningsmåler for måling av strømmen av gass og væske (olje og vann) i det første fluidstrømløp, og i dette tilfellet fremkommer en angivelse av væskestrømmen gjennom tofase strøinningsmåleren og den kombinerte samlede gasstrøm gjennom tofase strømningsmåleren og gasstrønimåleinnretningen.

Oppfinnelsen omfatter videre en fremgangsmåte til måling av strøm av et flerfasefluid, omfattende måling av gass- og væskestrøm i et første fluidløp ved anvendelse av en første strønmmgsmåleinnrelning. Fremgangsmåten omfatter redusering av væskestrømmen gjennom den første strøninmgsmåleinnrelning; måling av gasstrøm i et annet fluidløp ved bruk av en annen strømningsmåleinmetning; påvisning av væskestrøm i det første fluidstrømløp; og styring av fluids trøm ved omleding av gasstrøm inn i det annet fluidstrømløp når væskestrøm ikke påvises i det første fluidstrømløp, og avstenging av fluids trøm gjennom de annet fluidstrømløp når væskestrøm påvises i det første fluidstrømløp.

Det kan påvises et trykkfall over strøinningserstriksjonen tilveiebrakt i serie med flerefasestrønuimgsmåleinnremingen, og en ventil for å stenge gasstrømmen gjennom det andre fluidstrømløp kan aktiveres når det påviste trykkfall overstiger en forhåndsbestemt terskelverdi.

Tilstedeværelsen av væskestrøm kan påvises ved et innløp til det første fluidstrøm-løp, for eksempel ved frembringelse av et trykkfall ved innløpet ved tilstede-v-ærelse av væskestrøm, såsom ved å lede væsken som skal måles gjennom enten en strømningsbegrensende dyse eller en venturiinnretning med en innsnevring, og påvise det resulterende trykkfall over den strømningsbegrensende dyse eller venturiinnretningen ved tilstedeværelse av væskestrøm. Alternativt er det mulig å måle av en eller flere av de forhåndsbestemte egenskaper til fluidet som strømmer gjennom innløpet, såsom fluidets tetthet, termiske ledeevne, elektriske ledeevne, optiske opasitet, eller absorpsjon av nukleoniske bølger, elektromagnetiske bølger eller lyd-bølger, eller andre egenskaper, såsom beskrevet i US Patent 4 774 680, for eksempel elektrisk strøm, spenning, frekvens, energiabsorpsjon, dielektrisk konstant, kapasitans, adrnittans og impedans, og aktivere ventilen for å stenge gasstrømmen gjennom gasstrømmåleinnretningen når den målte egenskap angir

tilstedeværelsen av væskestrøm.

Ved hjelp av en strålepumpe kan det dannes et negativt differansetrykk når væske er tilstede. Sirkulerende væskestrøm forhindres da ved hjelp av en tilbakeslagsventil i det andre fluidstrømløp. Et ekspansjonskammer og en dråpe-fanger i det omløpende andre fluids trøniløp hjelper til med å samle resterende væskedråper. Ekspansjonskammeret og dråpefangeren kan benyttes i tillegg til andre utførelsesformer av oppfinnelsen.

En trefase strømningsmåler for måling av strømmen av gass, vann og olje kan anvendes som en flerfase stiøninmgsmåleinnretning i det første fluidstrømløp. En angivelse av størrelsen av vannstrørnmen og størrelsen av oljestrømmen, såvel som en angivelse av den kombinerte samlede størrelse av gasstrømmen som strømmer gjennom trefase strømningsmåleren og gass- strømnm<g>sniåleinnretningen kan angis gjennom trefase strømningsmåleren. Alternativt, når en tofasestrømnings-måleinnretning benyttes i det første fluidstrømløp, kan det gis en angivelse av væskestrømmen gjennom tofase strømningsmåleren og en angivelse av den kombinerte samlede gass-strøm gjennom tofasestrømningsmåleren og gasstrømmåleinnretningen.

En mer fullstendig forståelse av oppfinnelsen og mange av de ledsagende fordeler ved denne vil enkelt fremkomme og bli bedre forstått med henvisning til den følgende detaljerte beskrivelse betraktet i sammenheng med den ledsagende tegning, hvor: Fig. 1 viser et skjematisk blokkdiagram av en første utførelsesform av måleren for flerfase fluids trøm med stor tomroms andel ifølge den foreliggende oppfinnelse; Fig. 2 viser et skjematisk blokkdiagram av en andre utførelsesform av strømningsmåleren ifølge den foreligggende oppfinnelse; Fig. 3 viser et skjematisk blokkdiagram av en tredje utførelsesform av strømningsmåleren ifølge den foreliggende oppfinnelse; Fig. 4 viser et skjematisk blokkdiagram av en fjerde utførelsesform av strømningsmåleren ifølge den foreliggende oppfinnelse; Fig. 5a og 5b er tidsdiagram som viser fluids trøm gjennom flerfase fluid-strørnmåleinnretningen i et første strømløp i stnamningsmåleren ifølge den foreliggende oppfinnelse, både uten og med, respektivt, tilstedeværelsen av en restriksjon i det første fiuiaStrømløp; og Fig. 6 viser et skjematisk blokkdiagram av en femte utførelsesform av den

foreliggende oppfinnelse.

Med henvisning til tegningen, hvor like henvisningstall betegner identiske eller tilsvarende deler gjennom de forskjellige riss, og mer bestemt til fig. 1, omfatter en første utførelsesform av strømningsmåleren et første fluidstrømløp 10 og et andre fluidstrømløp 12 forbundet i parallell til løpet 10, idet begge løp kommuniserer med et innløps-forbindelsesrør 14 ved innløpet og et utløps-forbindelsesrør 16 ved utløpet Det første fluidstrømløp 10 omfatter en flerfase fluidstnammåler 18, fortrinnsvis implementert som beskrevet i det felles eide US Patent 5 099 697, koblet i serie med en restriksjon 20, idet utløpet fra restriksjonen 20 kommuniserer med utløps-forbindelsesrøret 16. Det andre fluidstrømløp 12 omfatter en gasstrøm-måler 22 koblet i serie med en ventil 24 som igjen er koblet til utløpet av det første fluidstrømløp og utløps-forbindelsesrøret 16.

Som vist på fig. 1, er trykksensorer 26 og 28 anordnet ved innløpet og utløpet av restriksjonen 20. Sensorene 26 og 28 har utganger tilkoblet en datamaskin 30 som bestemmer forskjellen mellom trykkene påvist av trykksensorene 26 og 28, sammenligner forskjellen med en terskelverdi, og aktiverer ventilen 24 når trykkforskjellen overskrider en forhåndsbestemt verdi som angir væskestrøm gjennom restriksjonen 20. Datamaskinen 30 holder ellers ventilen 24 åpen for å tillate gasstrøm gjennom det andre fluidstrømløp når det påviste trykkfall over restriksjonen 20 er mindre enn den forhåndsbestemte terskelverdi, hvilket antyder betydelig gasstrøm gjennom restriksjonen 20.

Den foreliggende oppfinnelse trekker fordel av den erkjennelse at i de fleste tilfelle har væskedråper i fluidstrømmen en tilbøylighet til å samle seg (som det skjer i klystroner, kromatografer, o.L), og vil ved fravær av restriksjonen 20 komme frem ved strømningsmåleren 18 som kortvarige transienter hovedsakelig bestående av væske blandet med gass, som vist på flg. 5a. Det er imidlertid vanskelig nøyaktig å måle størrelsen på væskestrømmen i kortvarige transienter med høy hastighet, som vist på fig. 5a. Dette skyldes den begrensede responstid til strømningsmåleren 18, og fordi det er en mulighet for å ødelegge strømningsmåleren 18. Denne vanskelighet overvinnes ved å sette ned hastigheten til fluidtransientene slik at det frembringes en væskeslurry, det vil si ved å føre mer væske i slxømningsløpet 10. Derfor tilveiebringes restriksjonen 20 for å "glatte ut" de skarpe transienter slik at fluidstrømmen fremkommer ved strømningsmåleren 18 som en plugg med redusert hastighet og amplitude, og økt tidsvarighet. Siden utgangs-forbindelsesrøret 14 ikke er fylt med inkompressibelt fluid, det vil si er fylt med en gass/væskeblanding, forlenger restriksjonen 20 varigheten av væskepluggen gjennom strømnings-måleren 18 ved å samle mer væske oppstrøms strømningsmåleren 18. Restriksjonen 20 setter således ned hastigheten til væske-gassblandingen gjennom strømningsmåleren 18, og forårsaker en oppsamling av denne som væskeplugger foran strømningsmåleren 18, som vist skjematisk på fig. 5b.

Restriksjonen 20 er typisk dimensjonert for å begrense maksimal væskestrøm gjennom strømningsmåleren 18 til 150% av full skalaverdi for den volumetriske strømningsmålerseksjon i strømningsmåleren 18. For eksempel, dersom strømningsmåleren 18 er implementert i samsvar med US patent 5 099 097, vil den omfatte to volumetriske strømningsmålerseksjoner adskilt av en restriksjon. I dette tilfelle er restriksjonen 20 dimensjonert for å begrense den maksimale væskestrøm til 150% av full skalaverdi av den minste av de to volumetriske strmuiingsmålerseksjoner. Hvis på den annen side en flerfasestrømningsmåler som beskrevet i samverserende US patent søknad SN 08/852 544, som det her skal vises til, som omfatter en volumetrisk strøniningsmåleseksjon i serie med en impulsstrørrmingsmåle-seksjon, blir benyttet, er restriksjonen 20 dimensjonert til å begrense væske-strømmen til 150% av full skalverdi av den volumetriske strøniningsmåleseksjon. Strømningsmåleren 18 er således dimensjonert for den maksimale væskestrøm og strømningsmåleren 22 er dimensjonert for den maksimale gasstrøm. Ved høye tomromsandeler, for eksempel 95% tomroms andel, er overflategas strømm en mye høyere enn overflatevæskestrømmen, det vil si høyere i et forhold på ca. 20:1, og strømn-ingsmåleme 22 og 18 er dimensjonert i henhold til dette.

Som en videre utdetaljering av funksjonen til restriksjonen 20, skal det bemerkes at ettersom differansetrykket p over restriksjonen er proposjonalt med fluidets hastighet i kvadrat (V2) multiplisert med tettheten (D), det vil si, p = DV<2>, og siden tettheten til gassen er ganske liten sammenlignet med tettheten til væsken, vil gasstrømmen gjennom restriksjonen 20 knapt påvirkes, slik at, siden tettheten til væsken er mye større enn tettheten til gassen, trykktapet for væsken ved den samme hastighet er mye større enn trykktapet for gassen som går gjennom restriksjonen 20. Således, som tidligere angitt, setter restriksjonen 20 ned hastigheten til væsker, og ikke gasser, og bevirker et målbart trykkfall ved tilstedeværelsen av væske. Siden væske-strømmens topper "glattes ut" som vist på fig. 5b, kan strømnings-måleren 18 således lages mye mindre enn det som ellers ville være nødvendig for å tilpasse seg toppene av overflategasstrømmengden, ettersom restriksjonen 20 bestemmer maksimal strømningsmengde.

Som ovenfor angitt benyttes trykksensorene 26,28 og datamaskinen 30 til å påvise tilstedeværelsen av væskestrøm gjennom restriksjonen 20 og aktivere ventilen 24 for å stenge gasstrømmen gjennom gasstrømmåleren 22, slik at alt fluidet fra innløps-forbindelsesrøret 14 går gjennom flerfasestrømningsmåleren 18 ved tilstedeværelse av væske-strøm. Ved tilstedeværelse av betydelig gasstrøm og ubetydelig væskestrøm, det vil si ved tilstedeværelse av fluidstrøm med høy tomromsandel, påvises lite trykktap over restriksjonen 20, hvilket resulterer i gasstrøm gjennom både det første og andre fluidstrømløp og gassmåling av både flerfasestrømmåleren 18 og gasstrømmåleren 22. Ved drift som beskrevet ovenfor setter restriksjonen ned hastigheten til væskene, men ikke gassene. Strømningsmåleren 18 kan således utformes for å måle mye lavere maksimale væske-strømmengder enn det som ellers ville vært nødvendig hvis den samtidig måtte måle den maksimale gasstrømmengde. Restriksjonen 20 bestemmer den maksimale væskestrømmengde, som et resultat av hvilken strømningsmåleren 18 får mye mindre strøm. Dette kan ikke gjøres i en enfase fluidstrøm hvor røret 14 ikke ville ha noe ekstra plass til sammenpakking av mer væske, men kan anvendes ved flerfasestrøm som inneholder gasstrøm.

Ventilen 24 på fig. 1 er lukket når differansetrykket over restriksjonen 20 overstiger en forhåndsbestemt verdi, det vil si når en blanding av væske og gass strømmer gjennom den. Strønmingsløpet 12 er større enn strøninings-løpet 10, og ettersom væsken hovedsakelig er inkompressibel, er det likegyldig om restriksjonen 20 er plassert oppstrøms eller nedstrøms strømningsmåleren 18. Fordelen med å sette den nedstrøms er at absoluttrykket i strømningsmåleren 18 holdes høyere, slik at denne får en mindre faktisk gasstrømningsmengde. Ulempen er at mer væske vil komme inn i omtøpstrøimiingsløpet 12 før ventilen 24 stenger. Det vertikale stigerør i omløpet 12 krever et større difFeransetrykk enn differansetrykket over restriksjonen 20. Ventilen 24 vil da stenge lenge før stigerøret fylles opp, og forhindrer væskestrøm gjennom løpet 12.

Data for sfrømningsmengden av gass, vann og olje som går gjennom strømningsmåleren 18 leveres til datamaskinen 30 sammen med utgangs-signalene til trykksensorene 26 og 28. Datamaskinen 30 styrer aktivering av ventilen 24 for å tillate gass med en høy hastighet å strømme gjennom det andre fluidstrømløp 12, hvilket tjener som et omløp for gass med høy hastighet. Strømmen av gass gjennom det andre flw^trømløp 12 måles av gasstrømmåleren 22, og utgangssignalet herfra føres også til datamaskinen 30. Ved høy gasstrømnings-mengde hvor strømningsmåleren 18 brukes ved 150% av sin normale gasstrømningsmengde er differansetrykket over restriksjonen forholdsvis lite, slik at datamaskinen 30 forårsaker at ventilen 24 holdes åpen og tillater overskytende gass å bli målt av gasstrømningsmåleren 22. Datamaskinen 30 gir da en angivelse av væskestrømmen, det vil si vannstrømmen og oljestrømmen målt av strømnings-måleren 18, såvel som en kombinert samlet gasstrøm målt av strørnningsmålerne 18 og 22. Dersom det benyttes en tofasestrømningsmåler som strømningsmåler 18, gir datamaskinen en angivelse av væskestrøm gjennom strømningsmåleren 18 såvel som kombinert samlet gasstrøm gjennom strørnningsmålerne 18 og 22.

Fig. 2 viser en annen utførelsesform av oppfinnelsen, hvilken på samme måte resulterer i avstenging av gasstrømmen gjennom gasstrørnningsmåleren 22 ved påvisning av tilstedeværelse av væskestrøm i strømningsmåleren. I utførelsen på fig. 2 er imidlertid styringen av ventilen 24 basert på trykkfall fremkommet av væskestrømming gjennom dysen 32 i en strålepumpe 34 som er installert oppstrøms strømningsmåleren 18. På fig. 2 er ventilen 24 styrt av suget dannet av strålepumpen 34 når væske passerer gjennom strålepumpen 34. Når væske strømmen gjennom dysen 32 i strålepumpen 34, dannes et mindre trykk i kammeret 36. Ventilen 24 er skjematisk vist på fig. 1 og kan enten være en pneumatisk eller hydraulisk membranventil, eller en elektro-magnetisk operert ventil. Ventilen 24 er vanligvis åpen, men stenger ved påvisning av væskestrøm. Fordelen ved å benytte en vanligvis åpen ventil er at strømningsmåleren ikke blokkerer røret for gasstrøm ved brudd i kraftforsyningen. Det reduserte trykk tdlveiebragt av væskestrømmen benyttes til å stenge den motvirkende ventil 24, hvilket forårsaker at ventilen 24 stenger gasstrømmen gjennom det andre fluidstrømløp 12. Når gass går gjennom dysen 32, er trykket i kammeret 36 hovedsakelig det samme som i hovedrøret 38 som mater strålepumpen 34, og ventilen 24 åpnes under påvirkning av en i motsatt retning virkende fjær (ikke vist). Plugger av væske- gassblanding måles således av flerfasestrømningsmåleren 18 mens stor gasstrøm måles både av strømningsmåleren 18 og 22. Som i den første utførelsesform, gir datamaskinen 30 en angivelse av vannstrømmen og oljestrømmen gjennom flerfasestrømnings-måleren 18 og den kombinerte samlede gasstrøm gjennom strømningsmåleren 18 og 22 når en trefase strømningsmåler 18 anvendes, og gir ellers en angivelse av væskestrømmen gjennom væskemåleren 18 og den kombinerte samlede gasstrøm gjennom strørnningsmålerne 18 og 22 når det benyttes en tofase strømningsmåler 18.

Ved en annen utførelsesform, vist på fig. 3, er strålepumpen 34 erstattet med en venturi 40 med en innsnevring 42.1 utførelsesformen på fig. 3 driver det lave trykk dannet ved innsnevringen 42 i venturien den motsatt virkende ventil 24 på lignende måte som ved bruken av strålepumpen på fig. 2. Fordelen med denne utførelse er svært lite trykk forsvinner over venturien 40, og mesteparten av trykkfallet ved innsnevringen 42 gjenvinnes i ekspanderings- seksjonen i venturien nedstrøms innsnevringen 42.

På fig. 4 er venturien erstattet med en tomromsandelsmåler 44, som driver ventilen 24 på lignende måte som beskrevet for utførelsen på fig. 1. Tomromandelsmåleren 44 kan være en innretning som måler tettheten til fluidet (nukleonisk, differensialtrykk, osv.) eller andre kjente tomromsandelsmåleinnreminger. Det finnes en rekke typer tomromsandelsmålere: f eks. dielektriske, elektriske eller termisk ledeevnemålere, optiske osv. Alle sammen måler fluidets tetthet. Bruk av en tetthetsmåler er forbeholdt målere som måler tettheten av fluidet i vekt/volumenheter.

På fig. 6 blir differansetrykket over dysen 32 i strålepumpen 34 i kammeret 36 benyttet til å forhindre fluidstrøm gjennom strømningsløpet 12. Trykket i løpet 12 er hovedsaklig det samme som ved utløpet av MPFM 18. Stråle-pumpen danner et sug (undertrykk) som ville suge væske tilbake fra utløpet av MPFM 18, dersom dette ikke ble forhindret Når en plugg av væskegassblanding går gjennom strålepumpen 34, danner denne et trykkfall som er større enn trykkfallet over flerfasestrømningsmåleren 18.1 denne utførelse anvendes en tilbakeslagsventil 24 i omløpsfluidstrømløpet 12. Tilbakeslags-ventiien 24 stenger for å hindre tilbakestrøm fra utløpet av strømningsmåleren 18, som ellers kan forekomme på grunn av trykkfallet forårsaket av væske-strømmen gjennom dysen 32. Tilbakestrømmen gjennom strømningsløpet 13 fra utløpet av strømningsmåleren 18 forhindres således av tilbakeslagsventilen. Fluidblandingen går gjennom til flerfasefluidstrømningsmåleren 18 og til utløpsforbindelsesrøret 16. Ved tilstedeværelse av gass som passerer gjennom dysen 32, blir differansetrykket i kammeret 46 ganske lite sammen-lignet med det som er i omløpet 12, og størstedelen av strømmen går gjennom omløpet hvor det måles av

gasstrømningsmåleren 22.

Ekspaiisjonskammeret 46 tilveiebragt oppstrøms strømnmgsmåleren 22 setter ned strømningshastigheten til fluidet til slrønuiingsmåleren 22 og tillater at eventuelle gjenværende væskedråper drypper tilbake inn i kammeret 36. Påsetting av en dråpefanger 48 forsterker effekten. Ekspansjonskammeret 46, med eller uten en dråpefanger 48, kan med fordel benyttes ved en hvilken som helst av utførelsesformene av oppfinnelsen.

Det er innlysende at tallrike modifikasjoner og variasjoner av oppfinnelsen er mulig i lys av den ovenstående lære. Det skal derfor forstås at oppfinnelsen kan utøves innenfor rammen av de ledsagende krav på annen måte enn det som her spesifikt er beskrevet.

Claims (27)

1. Strøniningsmåler for måling av strøm av flerfasefluid, omfattende en første strømningsmåleirmretning (18) for måling av gass- og væskestrøm i et første fluidstrømløp, karakterisert ved at den omfatter anordninger (20) til anbringelse i det første fluidstrømløp (10) for å redusere væskestrømmen gjennom den første strørnnmgsmåleinnretning (18); en annen strønmmgsmåleinnretning (22) for måling av gasstrøm i et annet fluidstrømløp (12); anordninger (26,28) for påvisning av væskestrøm i det første fluidstrømløp (10); og anordninger for omleding av gasstrømmen i det annet fluidstrømløp (12) når væskestrøm ikke påvises av påvisnmgsanordningene (26,28) i det første fluidstrømløp (10).

2. Strømningsmåler ifølge krav 1, karakterisert ved at den omfatter anordninger (30) for avgivelse av en indikasjon på mengden av væskestrøm gjennom den første strørnningsmåleinnretning (18) og den kombinerte samlede mengde av gasstrøm gjennom de første og andre strømnmgsniMeinnretninger (18,22); idet anordningene (20) for å redusere væskesrrønimen omfatter en restriksjon til å kobles i serie med den første strømningsmåleinnretning (18).

3. Strømningsmåler ifølge krav 2, karakterisert ved at onolednrngsanordningen (24) omfatter: ventilanordninger til å anordnes i det andre fluidstrømløp (12), hvilke ventii-anordninger kan stenge gasstrømmen i det andre fluidstrømløp (12) når flytende fluidstrøm påvises av påvisnmgsanordningene (26,28)

4. Strømningsmåler ifølge krav 3, karakterisert ved at påvisnmgsanordningen omfatter. anordninger (26,28,30) for måling av trykkfall over restriksjonen (10) og aktivering av ventilanordningen (24) når trykkfallet over restriksjonen (20) overstiger en forhåndsbestemt terskelverdi.

5. Strømningsmåler ifølge krav 3, karakterisert ved at påvisningsanordningen omfatter: anordninger (34,30) for påvisning av tilstedeværelse av væskestrøm i et innløp (14) til det første fluidstrømløp (10), og for aktivering av ventilanordningen (24) for å stenge væskeformet gasstrøm gjennom det andre fluidstrømløp (12) når tilstedeværelsen av væskestrøm påvises ved innløpet (14).

6. Strømningsmåler ifølge krav 5, karakterisert ved at påvisnmgsanordningen omfatter: anordninger (34) for frembringelse av trykkfall ved innløpet (14) når væske-strøm er tilstede ved innløpet (14), og for aktivering av ventilanordningen (24) for å stenge væskestrøm gjennom det andre fluidstrømløp (12) når det påviste trykkfall ved innløpet (14) overstiger en forhåndsbestemt verdi.

7. Strøniningsmåler ifølge krav 6, karakterisert ved at anordningene (34) for frembringelse av trykkfall ved innløpet (14) når væskestrøm er tilstede omfatter en strømningsbegrensende dyse (32).

8. Strømningsmåler ifølge krav 5, karakterisert ved at påvisnmgsanordningen omfatter: en venmriinnretning (42) med en innsnevring for å anordnes ved innløpet (14); og anordninger (26,28,30) for påvisning av trykkfall over innsnevringen og for aktivering av ventilanordningen (24) til å stenge strømmen gjennom det andre fluidstrømløp (12) når trykkfallet over innsnevringen overstiger en forhåndsbestemt størrelse.

9. Strømningsmåler ifølge krav 3, karakterisert ved at påvisnmgsanordningen omfatter: anordninger (44) for måling av en forhåndsbestemt egenskap ved fluidet ved et innløp (14) til det første fluidløp (10), og for aktivering av ventilanordningen (24) til å stenge væskestrøm gjennom det andre fluidstrømløp (12) når den målte egenskap ved fluidet angir tilstedeværelse av væskestrøm.

10. Strømningsmåler ifølge krav 1, karakterisert ved at omlednm<g>sanord^iingen omfatter: et strålrør (32) for dannelse av et negativt differensetrykk i det andre fluidstrømløp (12); og en tilbakeslagsventil (24) anordnet i det andre fluidstrømløp (12).

11. Strømningsmåler ifølge krav 10, karakterisert ved at strålerøret (32) omfatter en strøinningsbegrensende dyse.

12. Strøniningsmåler ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at den omfatter minst det ene av et ekspansj nn s ka mm er (46) og en dråpefanger (48) til å anordnes i det andre fluidstrømløp (12).

13. Sttømningsmåler ifølge krav 2, karakterisert ved at: den første strømnmgsmåleinriretning (18) omfatter en flerfase fluidstrøm-måleinnretning for måling av strøm av gass, vann og olje gjennom det første fluidstrømløp (10); og at utgangsenheten (30) omfatter anordninger for å avgi en angivelse av størrelsen av vannstrømmen og størrelsen av oljestsrømmen målt av flerfasefluidstrøm-måleinnretningen og den kombinerte samlede størrelse av gasstrømmen målt av flerfa^efluidstrømmMeirmretningen og den andre strønmmgsmåleirmretning (22).

14. Strørnningsmåler ifølge krav 13, karakterisert ved at den omfatter minst det ene av et ekspansjonskammer (46) og en dråpefanger (48) til å anordnes i det andre fluidstrømløp.

15. Fremgangsmåte til måling av strøm av et flerfasefluid, omfattende: måling av gass- og væskestrøm i et første fluidløp (10) ved anvendelse av en første stiøninmgsraåleinnretning (18);karakterisert vedredusering av væskestrømmen gjennom den første strømnwgsniåleinnrelning (18); måling av gasstrøm i et annet fluidløp ved bruk av en annen sttøninmgsmåleinnretning (22); påvisning av væskestrøm i det første flui^trømløp (10); og styring av fluidstrømmen ved omleding av gasstrømmen inn i det annet fluidstrømløp (12) når væskestrøm ikke påvises i det første fluidstrømløp (10), og avstenging av fluidstrøm gjennom det annet fluidstrømløp (12) når væskestrøm påvises i det første fluidstrømløp (10).

16. Fremgangsmåte ifølge krav 15, karakterisert ved at den omfatter avgivelse av en angivelse av størrelsen av væskestrøm gjennom den første strømningsmåleinnretning (18) og den kombinerte samlede mengde gasstrøm igjennom de første og andre strømnmgsmåleinnretinger (18,22); idet væskestrømmen gjennom den første strømningsniåleinnretning (18) reduseres ved å begrense det første fluidstrømløp (10) ved bruk av en strømrungsrestriksjon (20).

17. Fremgangsmåte ifølge krav 16, karakterisert ved at: påvisnmgstrinnet omfatter påvisning av trykkfall over strømnings-restriksjonen (20); og at sryretrinnet omfatter omledning av fluidstrøm gjennom det andre fluidstrømløp (12) når det påviste trykkfall over strømnmgsrestriksjonen (20) er mindre enn en forhåndsbestemt terskelverdi, og stenging av gasstrømmen gjennom det andre strømningsmåleløp (12) når det påviste trykkfall overstiger den forhåndsbestemte terskelverdi.

18. Fremgangsmåte ifølge krav 16, karakterisert ved at påvisnmgstrinnet omfatter påvisning av tilstedværelse av væskestrøm ved et innløp (14) til det første fluidløp (10).

19. Fremgangsmåte ifølge krav 18, karakterisert ved at påvisnmgstrinnet omfatter: frembringelse av trykkfall ved innløpet (14) når væskestrøm er tilstede i det første fluidløp (10), og påvisning av når trykkfallet overstiger en forhåndsbestemt terskelverdi, hvilket indikerer væskestrøm.

20. Fremgangsmåte ifølge krav 18, karakterisert ved at påvisnmgstrinnet omfatter: å lede fluidet ved innløpet (14) gjennom en strømningsbegrensende dyse (32) for frembringelse av et trykkfall over dysen når væskestrøm er tilstede.

21. Fremgangsmåte ifølge krav 18, karakterisert ved at påvisnmgstrinnet omfatter: å lede fluidet gjennom en venturiinnretning (42) som er anordnet ved innløpet (14) og har en innsnevring; og påvisning av når et trykkfall over innsnevringen overstiger en forhåndsbestemt terskelverdi.

22. Fremgangsmåte ifølge krav 18, karakterisert ved at påvism^gstrinnet omfatter måling av minst en forhåndsbestemt egenskap for angivelse av væskestrøm ved innløpet (14).

23. Fremgangsmåte ifølge krav 16, karakterisert ved at påvisnmgstrinnet omfatter frembringelse av en negativ trykkdifferanse over det andre fluidstrømløp (12) når væskestrøm er tilstede; og at styretrinnet omfatter: operasjon av en tilbakeslagsventil (24), anordnet i serie med den andre strørnnmgsmåleinnretning (22) i det andre fluidstrømløp, for å hindre tilbakestrøm av væske fra et utløp av den første strømnmgsmåleinnretning (18) gjennom det andre flmdstrømløp (12) ved tilstedeværelse av den negative trykkdifferanse når den negative trykkdifferanse frembringes ved tilstedeværelse av væskestrøm.

24. Fremgangsmåte ifølge krav 23, karakterisert ved at påvisnmgstrinnet omfatter å lede fluidet gjennom en strømningsbegrensende dyse (32) ved nevnte punkt oppstrøms det andre fluidstrømløp (12) for frembringelse av den negative trykkdifferanse.

25. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 16-24, karakterisert ved at den omfatter bruk av minst den ene av et ekspansjonskammer (46) og en dråpefanger (48) i det andre fluidstrømløp (12) for å separere væske fra fluidstrømmen i det andre fluidstrømløp (12).

26. Fremgangsmåte ifølge krav 17, karakterisert ved at den omfatter: anvendelse av en fleifasefluidslrømmMemriretriing (18) som den første strømningsmåleirmretning for å måle strøm av gass, vann og olje gjennom det første fluidstrømløp (10); og at avgivelsestrinnet omfatter avgivelse av en mdikasjon på størrelsen av v anns trømmen og størrelsen av oljestrømmen målt av flerfasefluidestrøm-måleinnretningen (18), og en indikasjon på den kombinerte samlede størrelse av gasstrøm målt av IxefasefluidSlxømmåleirinretnmgen (18) og den andre strømnmgsmåleirmretning (22).

27. Fremgangsmåte ifølge krav 26, karakterisert ved at den omfatter: anvendelse av minst den ene av et ekspansjonskammer (46) og en dråpefanger (48) i det andre fluidstrømløp (12) for å separere væske fra fluidstrømmen i det andre fluidstrømløp (12).