NO331383B1 - Apparat og fremgangsmate for maling av oljebronneffluent ved et bronnhode - Google Patents

Apparat og fremgangsmate for maling av oljebronneffluent ved et bronnhode Download PDF

Info

Publication number
NO331383B1
NO331383B1 NO20100102A NO20100102A NO331383B1 NO 331383 B1 NO331383 B1 NO 331383B1 NO 20100102 A NO20100102 A NO 20100102A NO 20100102 A NO20100102 A NO 20100102A NO 331383 B1 NO331383 B1 NO 331383B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
measuring
venturi
housings
tube
devices
Prior art date
Application number
NO20100102A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20100102L (no
Inventor
Gerard Segeral
Michel Berard
Original Assignee
Schlumberger Technology Bv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Publication of NO20100102L publication Critical patent/NO20100102L/no
Application filed by Schlumberger Technology Bv filed Critical Schlumberger Technology Bv
Publication of NO331383B1 publication Critical patent/NO331383B1/no

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/06Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption
    • G01N23/12Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption the material being a flowing fluid or a flowing granular solid
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/34Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure
    • G01F1/36Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction
    • G01F1/363Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction with electrical or electro-mechanical indication
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/34Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure
    • G01F1/36Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction
    • G01F1/40Details of construction of the flow constriction devices
    • G01F1/44Venturi tubes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/26Oils; Viscous liquids; Paints; Inks
    • G01N33/28Oils, i.e. hydrocarbon liquids
    • G01N33/2823Raw oil, drilling fluid or polyphasic mixtures

Landscapes

  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Details Or Accessories Of Spraying Plant Or Apparatus (AREA)
  • Removal Of Floating Material (AREA)
  • Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
  • Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)

Description

Oppfinnelsen angår generelt målinger for bestemmelse av minst ett karak-teristikum ved oljebrønneffluent bestående av flerfasefluid som typisk omfatter tre faser: to væskefaser, råolje og vann, pluss en hydrokarbongassfase. Særlig utgjør angjeldende karakteristika komponentfasenes proporsjoner, innbefattende væske-fasens vanninnhold, og strømningsverdiene - den totale strøm og strømmene til de forskjellige faser.
WO 93/10439 A1 omhandler en måleanordning for flerfasestrømning i rør. Diametralt motsatte vinduer av materiale med lav gammastrålesvekking muliggjør tetthetsmåling med gammastråling. Videre kan måling kombineres med trykkmå-linger foran og i en venturi, hvorav strømningshastigheter kan avledes.
US 4438784 A beskriver et inspeksjonshull for røntgenstråleundersøkelse i en rørledning. Det er laget slik at en plugg er festet i åpningen når måling ikke gjø-res. Pluggen fjernes og måleutstyr anbringes når målingen foretas.
EP 0269432 A2 beskriver en måleanordning for rørstrømning.
I oljeindustrien er det vanlig praksis å separere effluentet i dets komponent-faser og å utføre målinger på de således separerte faser. Denne teknikk krever imidlertid installering av separatorer på anleggsstedet, hvilke separatorer er plass-krevende og kostbare utstyrsgjenstander, og ved testing av brønner, er det også nødvendig å bringe ytterligere rør på plass.
Mange forslag er fremsatt for utvikling av teknikker som vil gjøre det mulig å unngå bruk av slike separatorer. En beskrivelse av disse utviklinger kan finnes i SPE publikasjon 28515 (SPE Annual Technical Conference, New Orleans, september 25-28, 1994) av J. Williams, «Status of muliphase flow measurement research».
Blant slike forslag beskriver US-patent 4,788,852 apparater innbefattende en anordning for måling av gammastrålesvekking, hvilken anordning er tilknyttet en totalstrømningsventuriføler og er plassert ved venturiens innsnevring. Apparater av denne type er også beskrevet i patentsøknad WO 94/25859 og i SPE publikasjon 36593 datert 6. oktober 1996, «Multiphase flow measurement using multip-le energy gamma ray absorption (MEGRA) composition measurement «av A.M. Scheers og W.F.J. Slijkerman.
Oppfinnelsen tar sikte på å fremskaffe gammastrålesvekkingsmålinger, en-ten alene eller kombinert med totale strømningsmålinger, i fordelaktige forhold ut fra et driftsmessig standpunkt.
Målene med foreliggende oppfinnelse oppnås ved et apparat for måling av oljebrønneffluent ved et brønnhode omfattende: a) et effluentrør forbundet til brønnhodet; b) et målerør innbefattende et venturi forbundet i parallell med effluentrøret og med første og andre motstående hus tilpasset for å motta gammastrålesvekking-måleinnretninger formet deri, husene har indre og ytre åpninger dannet i en vegg av målerøret, de indre åpninger er dannet i en indre vegg av målerøret og de ytre åpninger er dannet i den ytre vegg av røret; c) vinduer formet fra beryllium festet i de indre åpninger; og d) beskyttelsesdeler anbrakt i de ytre åpninger for på en måte å lukke av husene fra innsiden, beskyttelsesdelene er fjernbare fra husene hvorved gammastrålesvekking-måleinnretninger innbefattende en kildeblokk er i det minste temporært lokalisert i husene tilstøtende elementene, videre kjennetegnet ved at kildeblokken er festet til målerøret hvorved dens posisjon i forhold til venturien kan bli justert.
Foretrukne utførelsesformer av apparatet er videre utdypet i kravene 2 til og med 12.
Videre oppnås målene ved en fremgangsmåte for måling av oljeeffluent ved et brønnhode med et effluentrør, omfattende: a) permanent installering av et målerør eller venturi i parallell med effluentrøret, målerøret innebefatter: (i) en venturi (10); (ii) motstående hus dannet i en vegg av målerøret;(iii) elementer av lavgammastrålesvekkingsmateriale festet i åpninger formet i hus dannet i en innsidevegg av målerøret i nivå med en hals til venturien; beskyttelsesdeler anbrakt i husene som er forbundet til utsiden av målerøret; (v) minst to målesteder omfattende dyser dannet i den indre vegg av målerøret; (vi) kanaler forbundet til målestedene; og (vii) lukningsinnretninger for kanalene; b) fjerning av beskyttelsesdelene; c) festing av gammastrålesvekking-måleinnretningene innbefattende en kildeblokk i husene; d) fjerning av lukningsinnretningene; e) kobling av trykkmåleinnretningene til kanalene; f) måling av gammastrålesvekkingen ved å benytte svekking-måleinnretningene; og g) måling av et trykkfall i målerøret med trykkmåleinnretningene, videre kjennetegnet ved at kildeblokken er festet til målerøret hvorved dens posisjon i forhold til venturien kan justeres.
En foretrukket utførelsesform av fremgangsmåten er videre utdypet i krav 14.
Oppfinnelsen skal nærmere forklares i det følgende, i tilknytning til de med-følgende tegninger hvor: Fig. 1 er et skjematisk riss av en måleanordning for karakterisering av et oljebrønneffluent, innbefattende en venturiseksjon og en anordning for måling av gammastrålesvekking,
Fig. 2 er et lengdesnitt gjennom en utføringsform av anordningen ifølge
fig. 1;
Fig. 3 er et detaljriss som viser en del av anordningen vist i fig. 2, men i større målestokk, og Fig. 4 er et diagram av en venturiseksjon som vist i fig. 2 og 3, og utstyrt for halvperiodisk bruk. Fig. 1 viser på en sterkt skjematisk måte en strømningsmåleranordning som er tilpasset oljebrønneffluent.
Anordningen omfatter en rørseksjon 10 som omfatter en konvergerende venturi 11 hvis smaleste parti 12 betegnes som halsen. I det viste eksempel er rørseksjonen 10 anordnet vertikalt og effluentet strømmer oppad, som symbolisert ved pilen F.
Innsnevringen i venturiens strømningsseksjon medfører et trykkfall Ap mellom nivået 13 beliggende oppstrøms for venturien ved innløpet til måleseksjonen og halsen 12. Dette trykkfall er tilknyttet den totale massestrøm Q og med densiteten pm i henhold til følgende forhold: hvor g er akselerasjonen på grunn av tyngdekraften, hv er avstanden mellom opp-strømsnivået 13 og halsen 12, og K er en konstant som hovedsakelig er tilknyttet venturiens geometri, og som er gitt ved:
hvor p er venturiens innsnevringsforhold, dvs. forholdet mellom halsens diameter og venturiens oppstrøms diameter, C er utløpskoeffisienten, og A er halsens tverrsnitt. Leddet pm-g-hv er generelt lite eller ubetydelig. Ved å skrive Ap<*>=
Ap - pm-9-hv, blir forholdet (1):
hvor k = K "<1/2>
Densiteten pm måles ved venturihalsen. Dette er relevant for gyldigheten av forholdet (2) av følgende grunner. Akselerasjonen, og følgelig trykkfallet, som fluidet i venturien utsettes for foregår på en priviligert måte i området nær halsen, ettersom hastigheten, som er proporsjonal med kvadratet av diameteren, øker betydelig i dette området. Forholdet (2) forutsetter normalt et enkeltfasefluid. Det forblir passende anvendbart på et flerfasefluid, forutsatt at densiteten pm måles ved halsen. Dette gjelder særlig ved økende venturieffekt, og av denne grunn er en passende verdi for innsnevringsforholdet p = 0,5. Med et rør som har en diameter på 10 cm, blir diameteren i halsen da 5 cm.
Utløpskoeffisienten C er tilnærmet 1. Den er i liten grad og på en forutsig-bar måte avhengig av fluidets egenskaper. Vanligvis blir denne korrigerende effekt tatt vare på av Reynolds-tallet.
Trykkfallet Ap måles ved hjelp av en differensialtrykkføler 15 som er forbundet med to trykk-uttak 16 og 17, som munner ut i måleseksjonen henholdsvis ved oppstrømsnivået 13 og i venturihalsen 12. Ifølge en variant kan målingen også utføres ved hjelp av to absoluttrykkfølere som er forbundet med hvert sitt av trykkuttakene 16 og 17.
Fluidblandingens densitet pm bestemmes ved hjelp av en føler som måler gammastrålesvekkingen, ved bruk av en kilde 20 og en detektor 21 anbrakt på motsatte sider av venturihalsen 12. Halsen er utstyrt med «vinduer» av et materiale med lav fotonabsorpsjon ved angjeldende energier. Kilden 20 avgir gamma stråler ved to forskjellige energinivåer, nedenfor betegnet som «høyenergi»-nivået og «lavenergi»-nivået. Detektoren 21, som på konvensjonell måte omfatter et scintillatorkrystall som Nal og en fotomultiplikator, avgir to rekker signaler Whiog Wiobetegnet som tellehastigheter, representative for antall fotoner som detekteres pr. samplingsperiode i energiområdene innenfor de respektive, ovennevnte nivåer.
Disse energinivåer er slik at høyenergi-tellehastigheten Whihovedsakelig påvirkes av fluidblandingens densitet pm, mens lavenergi-tellehastigheten W|0også påvirkes av dens sammensetning, slik at det blir mulig å bestemme væske-fasens vanninnhold.
Høyenerginivået ligger hensiktsmessig i et område 85 keV til 150 keV. For karakterisering av oljeeffluent oppviser dette energiområde den bemerkelsesver-dige egenskap hvorved massesvekkingskoeffisienten til gammastråler i denne er hovedsakelig den samme for vann, for natriumklorid, og for olje, idet den er ca. 0,17 cm<2>/g. Dette betyr at høyenergisvekkingen gjør det mulig å bestemme fluidblandingens densitet pm uten at det nødvendig å utføre hjelpemålinger for å bestemme egenskapene til fluidblandingens enkeltfaser (svekkingskoeffisienter og densiteter).
Svekkingen målt av detektoren 21 er uttrykt ved følgende forhold:
hvor Dv er strekningen som passeres gjennom fluidet, det vil i dette tilfelle si ven-turihalsens diameter, og vm er fluidblandingens massesvekkingskoeffisient.
Ettersom massesvekkingskoeffisentene til vann og olje i energiområdet ovenfor er hovedsakelig identiske, og ettersom gassens bidrag er ubetydelig på grunn av dens meget lave densitet, kan massesvekkingskoeffisenten vm og således produktet Dv.vmsom opptrer i ligning (3), betraktes som hovedsakelig konstant og uavhengig av olje- og vannfasenes densiteter p0og pw.
Under slike forhold er høyenergisvekkingen Ahien meget fordelaktig indika-tor for blandingens densitet pm.
Et materiale som er egnet til å avgi høyenergigammastråler i angjeldende energiområde og lavenergistråler, er gadolinium 153. Denne radioisotop har en emisjonslinje ved en energi som er tilnærmet 100 keV og som er fullstendig egnet for bruk som høyenergikilden. Gadolinium 153 har også en emisjonslinje ved ca. 40 keV, som er egnet for lavenerginivået som benyttes til å bestemme vanninnhold. Dette nivå gir god kontrast mellom vann og olje, ettersom svekkingskoeffisi-entene ved dette nivå er merkbart forskjellige, idet typiske verdier er 0,228 cm<2>/g for olje og 0,291 cm<2>/g for sjøvann. Det er også godt atskilt fra høyenerginivået og godt over detektorens støynivå.
Med hensyn til den ovenfor beskrevne gammastrålesvekkingsføler, skal det bemerkes at det kan tenkes andre anvendelser av denne enn de som er nevnt ovenfor. Føleren kan brukes på egenhånd og således bare gi vanninnhold-informasjon, idet føleren i så fall kan monteres i en rett rørseksjon, eller den kan kombineres med en annen strømningsføler enn en venturiføler. Som et eksempel på slike følere, kan særlig nevnes anordninger hvor det, slik som ved en venturi, frembringes en endring i strømningshastighet, og det resulterende trykkfall måles (perforerte plater).
Fig. 1 viser også en trykkføler 22 som er forbundet med et trykk-uttak 23 som munner ut i venturihalsen 12, hvilken føler avgir signaler som er representative for trykket pvi venturihalsen, og en temperaturføler 24 som avgir signaler T som er representative for fluidblandingens temperatur. Dataene pvog T benyttes særlig for å beregne gassdensitet pg under linjeforhold og gass-strøm qg under normale trykk- og temperaturforhold fra verdien for strømmen under linjeforhold, bestemt på den ovenfor beskrevne måte. I denne forbindelse måles trykket fortrinnsvis ved venturihalsen. Derimot spiller det ingen rolle hvor temperaturen måles.
Endelig representerer en blokk 30 en enhet for innhenting og behandling av data, hvilken enhet mottar signalene fra de ovennevnte følere.
Beskrivelse i forbindelse med fig. 2 og 3
Fig. 2 er et snitt gjennom en utføringsform av venturiseksjonen 10 skjematisk vist i fig. 1, og fig. 3 viser mer detaljert hvorledes elementene 20 og 21 i gam-masvekkings-måleanordningen er sammensatt ved venturihalsen. Elementer som svarer til elementer ifølge fig. 1, er her betegnet med de samme henvisningstall pluss 100. Venturiseksjonen 110 omfatter således et konvergerende parti 111 hvis hals 112 er dets smaleste eller trangeste parti.
I fig. 2 er det vist trykkuttaksåpninger 116 anordnet ved venturiens opp-strømsnivå 113. Andre trykkuttaksåpninger 117 finnes i nivå med halsen 112. Hver av disse åpninger er utformet med en boring 125 som munner ut i halsen 112, og med et gjenget hull 126 med større diameter, hvor det er mulig å feste endestykket av en kanal (ikke vist), med sikte på, der det passer, å bringe strøm-men i forbindelse med en differensialtrykkføler eller med en absoluttrykkføler så som følerne 15, 22 nevnt i forbindelse med fig. 1. Antallet åpninger er valgfritt. Fig. 2 viser to par åpninger 116 anordnet i 90°, men en fyldestgjørende måling kan oppnås med en enkel åpning 116.
Fig. 2 viser gammastrålesvekkings-måleanordningen bestående av en kildeblokk 120 og en detektorblokk 121, som begge er montert på venturiseksjonen. Disse elementer har en lengdeakse 118 anordnet vinkelrett på aksen 114 til venturiseksjonen ved dens hals 112, og de er vist i lengdesnitt i fig. 3. Fig. 3 viser i større detalj først husene 130 med åpning i venturiens yttervegg og med gjenger for innskruing av henholdsvis kildeblokken 120 og detektorblokken 121, og viser dessuten hus 132 og 133 med åpning i venturiens innervegg som opptar «vinduene» (materialdeler som oppviser lav gammastrålesvekking) 134 og 135, sammen med de tilhørende elementer. Hvert vindu holdes på plass ved hjelp av et rørele-ment 136 som er innskrudd i et med større diameter utformet, gjenget parti 137 av det tilsvarende hus, sammen med en pakning 138 som holdes i anlegg mot en skulder i huset. Dette arrangement av vinduene gir en tetningsbarriere og gjør det mulig å montere kildeblokken 120 og detektorblokken 121 i form av fjern ba re elementer som kan demonteres fullstendig trygt. I en hensiktsmessig utføringsform er vinduene 134 og 135 laget av beryllium, et materiale som oppviser lav gammastrålesvekking ved angjeldende energier, belagt med et beskyttelseslag av borhydrid, et materiale som er meget motstandsdyktig mot korrosjon og slitasje, og som også har lav gammastrålesvekking. Det skal bemerkes at vinduene 134 og 135, som ovenfor er angitt å være distinkte elementer, kan også utgjøres av diametralt motsatte, distinkte partier av en enkelt, ringformet del som er opptatt i en utsparing av komplementær form utformet innvendig i venturi seksjonen. Under slike omstendigheter vil pakningen selvsagt ha en tilpasset ring-form.
Kildeblokken 120 som vist i fig. 2 er innrettet for bruk av en radioisotop med en kortere levetid, så som ovennevnte gadolinium 153 hvis halveringstid er ca. 7 måneder, ettersom den gjør det mulig å kompensere for kildens fallende aktivitet ved å minske kildens avstand fra venturiseksjonens hals 112.
I den viste utføringsform omfatter kildeblokken en rørformet del 140 med en sentral boring som er lukket ved hjelp av en plugg 141 ved sin ende i avstand fra venturiseksjonen 110, og som ved sin andre ende er utstyrt med et parti 14 med mindre diameter innrettet til å innskrues i ovennevnte hus 130, idet partiet 142 har en O-ring 143 på sin forside. Den sentrale boring er lukket ved sin ende ved partiet 142 ved hjelp av en bane 144 av materiale med lav gammastrålesvekking, og som ligger an mot en ring 145. Selve kilden 146, fortrinnsvis en gadolinium 153-kilde med en aktivitet på f.eks. 100 millicurie, er sentrert i den sentrale boring, og er forskyvbar langs lengdeaksen 118 ved hjelp av en reguleringsknapp 147. Knappen 147 er montert ved enden av en snekkeskrue 148 som er eksentrisk i forhold til aksen 118. Skruen 148 er ved en ende opplagret ved hjelp av ringen 145 som i dette øyemed er utformet med en utsparing, og den er ved sin andre ende festet til en stang 149 som strekker seg gjennom pluggen 141, og den dan-ner skaftet til reguleringsknappen 147. Kilden 148 er festet til en kildebærer 150 hvis form på den ene side er tilpasset rørdelens 140 innervegg slik at den kan for-skyves i rørdelen, og som er utstyrt med tenner innrettet for inngrep med snekke-skruen 148. Det er således mulig å forflytte kilden 146 ved translasjonsbevegelse innvendig i rørdelen 140, spesielt å bringe den nærmere venturiseksjonen, ved å dreie reguleringsknappen 147.
Denne manøver kan virke til å kompensere for kildens aktivitetsfall over tid,
i en utføringsform der kilden er gadolinium 153. En annen fordel med dette arrangement, uavhengig av hvilke type kilde som benyttes, er at den gjør det mulig å tilpasse fotonfluksen som avgis av kilden 146 til beskaffenheten, og således til svekkingskarakteristikaene, til flerfasefluidet som strømmer gjennom venturiseksjonen.
Det skal bemerkes at enhver forskyvning av kilden 146 krever en ny måling av den «tomme» tellehastigheten Whi,oog W|0,oettersom fotonfluksen som når detektoren modifiseres ved forskyvning av kilden.
I likhet med kildeblokken 120, omfatter detektorblokken 121 en generelt rørformet del 160 som ved hjelp av en plugg 161 er lukket ved en ende og ved sin andre ende, for montering på venturiseksjonen, omfatter et parti 162 med mindre ytterdiameter, som er konstruert for innskruing i ovennevnte hus 131. En boring 164 fører gjennom partiet 162 og har to partier av ulik diameter, for derved å dan-ne en skulder 165 mot hvilken det ligger an en side av en ring 167 av et materiale med lav fotonabsorpsjon ved energier som avgis av kilden 146, idet ringens 167 andre side ligger an mot skulderen til huset 131.
I rørdelen 160 er det anordnet en boks 175 som har sylindrisk ytterform og er aksialt forskyvbar i forhold til delen 160, idet en skruefjær er montert mellom boksen 175og en utsparing i pluggen 161. Boksen inneholderen detektorenhet 177, 178 omfattende, som ovenfor nevnt, et scintilatorkrystall, f.eks. av natrium-iodid, sammen med en fotomultiplikator. Ovennevnte krets for behandling av pul-ser (ikke vist) er integrert i denne detektorenhet og således plassert i boksen 175. Ledere, generelt betegnet med tallet 179, forbinder detektorenheten med en eks-tern krafttilførsel, og detektorenheten 159 med databehandlingsenheten 30.
Beskrivelse i forbindelse med fig. 4
Snittet på fig. 4 viser en fordelaktig måte som en anordning av den i fig. 2 viste art kan brukes på. Prinsippet går ut på å forbinde en rørseksjon som er innrettet til å ta målinger som ovenfor beskrevet, med produksjonsinstallasjonen beliggende i nærheten av et brønnhode, men innbefatter ingen egentlige måleinnretninger (følere og tilhørende prosessorinnretninger). Slik måleseksjon er permanent montert på hovedrøret som er forbundet med brønnhodet, og ventiler er anordnet i hovedrøret mellom dette og måleseksjonen, slik at når en måling skal ut-føres, kan brønneffluenten avledes gjennom måleseksjonen. Måleinnretninger er montert på måleseksjonen, for derved å fullstendiggjøre anordningen som vist i fig. 2, bare når en måling skal utformes. Denne utføringsform, som kan betegnes som «halvperiodisk» gjør det mulig å utføre periodisk overvåking av produksjon fra en brønn under forhold som er fordelaktige for brukere. Ettersom måleseksjonen allerede er på plass, er de nødvendige operasjoner for utførelse av en måling be-grenset til montering av følerne på måleseksjonen, og dette kan utføres hurtig og enkelt. Dessuten er følerne, som utgjør den dyre og sårbare del av anordningen, ikke etterlatt frilagt annet enn under utførelse av overvåkingsoperasjoner. Dette er særlig fordelaktig for gammastrålesvekkingsføleren som inneholder en radioisotop. Følerne utgjør også utstyr som har meget liten vekt (sammenliknet med måleseksjonen) og som ikke krever spesielle transportmidler. Derimot utgjør måleseksjonen et robust og enkelt utstyr som kan etterlates permanent på et produk-sjonssted uten stor risiko.
Fig. 4 er et diagram som viser en måleseksjon av den i fig. 2 viste type, men ikke under utførelse av måleoperasjoner. Sammenliknet med fig. 2 og 3, er tilsvarende elementer gitt til samme henvisningstall pluss 100.
Måleseksjonen er generelt betegnet med 210. Den er montert parallelt med et produksjonsrør som er forbundet med et brønnhode på en slik måte at effluen-ten kan strømme gjennom måleseksjonen i retningen vist ved pilen F når det er ønskelig å ta målinger. Rørene er i dette øyemed utstyrt med ventiler (ikke vist). Måleseksjonen er hensiktsmessig anordnet vertikalt og strømmen gjennom måleseksjonen er oppover, som antydet med pilen F.
Måleseksjonen omfatter utsparinger innrettet til å oppta komponentene til en gammastråledemnings-måleanordning, idet utsparingene strekker seg gjennom måleseksjonens vegg ved to diametralt motsatte posisjoner. En første utsparing, for kilden, er utformet i et hus 230 med åpning i måleseksjonens 210 yttervegg, og et hus 232 med mindre diameter med åpning i innerveggen, og likeledes omfatter en andre utsparing for detektoren et hus 231 med åpning i ytterveggen og et hus 233 med mindre diameter med åpning i innerveggen. Husene 230 til 233 er utformet på hensiktsmessig måte lik henholdsvis huset 130 til 133 som nærmere beskrevet i forbindelse med fig. 3. Likeledes opptar husene 232 og 233 vinduer 234 og 235 som er utformet på en passende måte lik elementene 134 og 135 vist i fig. 3, slik at det ikke er nødvendig å beskrive dem igjen. Det skal bare minnes om at hvert av elementene 134 og 135 er konstruert til å ha lav gammastrålesvekking, og er tilknyttet tetningsmidler, og i en variant kan de to elementer utgjøres av separate partier av en enkelt ringformet del utstyrt med passende tetningsmidler. Elementene 234 og 235 er også beskyttet ved hjelp av hver sin plugg 270 og 271 som er innskrudd i husene henholdsvis 230 og 231. Under måleoperasjon skrues pluggene ut og kildeblokk- og detektorblokk-elementene beskrevet i forbindelse med fig. 2 og 3 innskrues i husene 230 og 231.
For måling av trykk i strømmen, omfatter den viste måleseksjon trykkuttaksåpninger 216 og 217 analoge med åpningene 116 og 117 i fig. 2. Et gjenget hus 226 forbinder hvert hus med måleseksjonens utside. Et koplingsstykke 274 er innskrudd i huset og er selv koplet, som skjematisk vist i fig. 4, til en hydrau-likkledning 275 som er utstyrt med en endekopling 276 og omfatter en ventil 277 som er lukket unntatt under utførelse av målinger. For å utføre en måling, er det således tilstrekkelig å forbinde koplingen 276 med trykkføleren og å åpne ventilen 277.
De ovenfor beskrevne prinsipper er også anvendbare for det ovenfor omtal-te tilfelle hvor måleseksjonen brukes bare for måling av gammastrålesvekking. Under slike forhold er det ikke nødvendig å anordne en venturi i måleseksjonen, heller ikke er det nødvendig å anordne trykkuttaksåpninger for måling av trykkfall på grunn av venturien. Under slike forhold kan måleseksjonen ha konstant diameter og trenger bare å omfatte «vinduene» som oppviser lav gammastrålesvekking og elementene tilknyttet disse, som ovenfor beskrevet.

Claims (14)

1. Apparat for måling av oljebrønneffluent ved et brønnhode omfattende: a) et effluentrør forbundet til brønnhodet; b) et målerør innbefattende et venturi (10, 110, 210) forbundet i parallell med effluentrøret og med første og andre motstående hus (130, 131, 230, 231) tilpasset for å motta gammastrålesvekking-måleinnretninger (20, 21, 120,121) formet deri, husene (130, 131, 230, 231) har indre og ytre åpninger dannet i en vegg av målerøret (10, 110, 210), de indre åpninger er dannet i en indre vegg av målerøret (10, 110, 210) og de ytre åpninger er dannet i den ytre vegg av røret; c) vinduer formet fra beryllium festet i de indre åpninger; og d) beskyttelsesdeler (270, 271) anbrakt i de ytre åpninger for på en måte å lukke av husene (130, 131, 230, 231) fra innsiden, beskyttelsesdelene (270, 271) er fjernbare fra husene (130, 131, 230, 231) hvorved gammastrålesvekking-måleinnretninger (20, 21, 120, 121) innbefattende en kildeblokk (20, 120) er i det minste temporært lokalisert i husene (130, 131, 230, 231) tilstøtende elementene (144), viderekarakterisert vedat kildeblokken (20, 120) er festet til målerøret (10, 110, 210) hvorved dens posisjon i forhold til venturien (10) kan bli justert.
2. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert vedat tetningsinnretningene er anordnet i forbindelse med vinduene.
3. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert vedat målerøret(10,110, 210) videre innebefatter: (i) minst to målesteder er tilveiebrakt i veggen av målerøret (10, 110, 210) ved hjelp av dyser dannet deri som åpner inn i innsiden derav, minst en av målestedene er lokalisert ved en hals til venturien (10) for å utføre en måling av et trykkfall som kommer fra strømning gjennom venturien (10); (ii) kanaler tilpasset for å kobles til trykkmåleinnretninger er forbundet til målestedene; og (iii) lukningsinnretninger er anordnet for å lukke kanalene.
4. Apparat som angitt i krav 3, karakterisert vedat det videre omfatter trykkmåleinnretning forbundet til kanalene, trykkmåleinnretningen måler absolutt trykk ved hvert målested.
5. Apparat som angitt i krav 3, karakterisert vedat det videre omfatter trykkmåleinnretninger forbundet til kanalene, trykkmåleinnretningene måler et differensialtrykk mellom målestedet.
6. Apparat som angitt i krav 3, karakterisert vedat det videre omfatter gammastrålesvekking-måleinnretninger (20, 21, 120, 121) som innebefatter en kildeblokk (20, 120) og en detektorblokk (21, 121), som hver er anordnet med midler for festing av målerøret (10, 110, 210) som samvirker med husene (130, 131, 230, 231) etter at beskyttelsesdelene (270, 271) har blitt fjernet.
7. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert vedat det videre omfatter gammastrålesvekking-måleinnretninger (20, 21, 120, 121) som innebefatter en kildeblokk (20, 120) og en detektorblokk (21, 121), som hver er anordnet med midler for festing til målerøret (10, 110,210) som samarbeider med husene (130, 131, 230, 231) etter at beskyttelsesdelene (270, 271) er blitt fjernet.
8. Apparat som angitt i krav 7, karakterisert vedat kildeblokken (20, 120) utstråler gammastråler i minst to energinivåer.
9. Apparat som angitt i krav 8, karakterisert vedat de to energinivåene omfatter et høyenerginivå som er sensitivt for effluenttetthet og et lavere nivå som er sensitivt for effluent sammensetning.
10. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert vedat det videre omfatter en ventil for avdeling av vesentlig all strømeffluent fra effluentrøret inn i målerøret (10,110, 210) når målinger skal utføres.
11. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert vedat berylliumvinduene er belagt med borhydrid.
12. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert vedat vinduene er formet ved adskilte deler av en ringformet del lokalisert i røret.
13. Fremgangsmåte for måling av oljeeffluent ved et brønnhode med et effluentrør, omfattende: a) permanent installering av et målerør eller venturi (10, 110, 210) i parallell med effluentrøret, målerøret (10, 110, 210) innebefatter: (i) en venturi (10); (ii) motstående hus (130, 131, 230, 231) dannet i en vegg av målerøret(10, 110, 210); (iii) elementer (144) av lavgammastrålesvekkingsmateriale festet i åpninger formet i hus (130, 131, 230, 231) dannet i en innsidevegg av målerøret (10,110, 210) i nivå med en hals til venturien (10); (iv) beskyttelsesdeler (270, 271) anbrakt i husene (130, 131, 230, 231) som er forbundet til utsiden av målerøret (10,110, 210); (v) minst to målesteder omfattende dyser dannet i den indre vegg av målerøret (10, 110, 210); (vi) kanaler forbundet til målestedene; og (vii) lukningsinnretninger for kanalene; b) fjerning av beskyttelsesdelene (270, 271); c) festing av gammastrålesvekking-måleinnretningene (20, 21, 120, 121) innbefattende en kildeblokk (20, 120) i husene (130,131, 230, 231); d) fjerning av lukningsinnretningene; e) kobling av trykkmåleinnretningene til kanalene; f) måling av gammastrålesvekkingen ved å benytte svekking-måleinnretningene; og g) måling av et trykkfall i målerøret (10, 110, 210) med trykkmåleinnretningene, viderekarakterisert vedat kildeblokken (20, 120) er festet til målerøret (10, 110, 210) hvorved dens posisjon i forhold til venturien (10) kan justeres.
14. Fremgangsmåte som angitt i krav 13, karakterisert vedat den videre omfatter: h) fjerning av gammastrålesvekking-måleinnretningene (20, 21, 120,121) etter måling av gammastrålesvekkingen; i) gjenfesting av beskyttelsesdelene (270, 271); j) fjerning av trykkmåleinnretningene etter måling av trykkfallet i målerøret (10, 110, 210); og k) gjenfesting av lukningsinnretningene.
NO20100102A 1997-05-30 2010-01-21 Apparat og fremgangsmate for maling av oljebronneffluent ved et bronnhode NO331383B1 (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9706647A FR2764064B1 (fr) 1997-05-30 1997-05-30 Section d'ecoulement pour les mesures concernant les effluents de puits petrolier et systeme de mesure comprenant une telle section

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20100102L NO20100102L (no) 1998-12-01
NO331383B1 true NO331383B1 (no) 2011-12-12

Family

ID=9507406

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO19982478A NO333554B1 (no) 1997-05-30 1998-05-29 Stromningsseksjon og fremgangsmate for maling av oljeeffluent ved et bronnhode
NO20100102A NO331383B1 (no) 1997-05-30 2010-01-21 Apparat og fremgangsmate for maling av oljebronneffluent ved et bronnhode

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO19982478A NO333554B1 (no) 1997-05-30 1998-05-29 Stromningsseksjon og fremgangsmate for maling av oljeeffluent ved et bronnhode

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6265713B1 (no)
FR (1) FR2764064B1 (no)
GB (1) GB2325735B (no)
NO (2) NO333554B1 (no)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6766854B2 (en) 1997-06-02 2004-07-27 Schlumberger Technology Corporation Well-bore sensor apparatus and method
GB2346966A (en) * 1999-02-20 2000-08-23 Aea Technology Plc Radiodiagnostic method and apparatus
FR2818379B1 (fr) * 2000-12-19 2003-03-14 Schlumberger Services Petrol Dispositif et procede pour la caracterisation d'effluents multiphasiques
FR2824638B1 (fr) * 2001-05-11 2003-07-04 Schlumberger Services Petrol Porte-outil pour moyens de mesure
US6896074B2 (en) * 2002-10-09 2005-05-24 Schlumberger Technology Corporation System and method for installation and use of devices in microboreholes
GB0428193D0 (en) * 2004-12-23 2005-01-26 Johnson Matthey Plc Density measuring apparatus
US7834312B2 (en) * 2005-02-24 2010-11-16 Weatherford/Lamb, Inc. Water detection and 3-phase fraction measurement systems
GB2437904B (en) * 2005-03-04 2009-08-05 Schlumberger Holdings Method and apparatus for measuring the flow rates of the individual phases of a multiphase fluid mixture
GB2433315B (en) * 2005-12-17 2008-07-09 Schlumberger Holdings Method and system for analyzing multi-phase mixtures
EP1862781A1 (en) * 2006-05-31 2007-12-05 Services Pétroliers Schlumberger Apparatus and method for determining a characteristic ratio and a parameter affecting the characteristic ratio of a multiphase fluid mixture
US7684540B2 (en) * 2006-06-20 2010-03-23 Schlumberger Technology Corporation Apparatus and method for fluid phase fraction determination using x-rays
US7542543B2 (en) * 2006-09-15 2009-06-02 Schlumberger Technology Corporation Apparatus and method for well services fluid evaluation using x-rays
NO328909B1 (no) * 2006-08-29 2010-06-14 Roxar Flow Measurement As Kompakt gammabasert tetthetsmaleinstrument
US7639781B2 (en) * 2006-09-15 2009-12-29 Schlumberger Technology Corporation X-ray tool for an oilfield fluid
US8898018B2 (en) * 2007-03-06 2014-11-25 Schlumberger Technology Corporation Methods and systems for hydrocarbon production
CN101311495B (zh) * 2007-05-22 2013-09-04 普拉德研究及开发股份有限公司 用于油田流体的x射线工具
WO2009149361A1 (en) * 2008-06-05 2009-12-10 Expro Meters, Inc. Method and apparatus for making a water cut determination using a sequestered liquid-continuous stream
FR2939896B1 (fr) * 2008-12-12 2011-05-06 Geoservices Equipements Dispositif d'emission d'un premier faisceau de photons gamma de haute energie et d'un deuxieme faisceau de photons gamma de plus basse energie, ensemble de mesure et procede associe
DE102009042047A1 (de) 2009-09-17 2010-12-02 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zum Messen der Geschwindigkeit eines mehrphasigen Fluids
WO2011068888A1 (en) * 2009-12-01 2011-06-09 Schlumberger Technology Corp. Pre-stressed gamma densitometer window and method of fabrication
DE102009056417A1 (de) * 2009-12-01 2011-06-09 Sartorius Stedim Biotech Gmbh Sensorschutzvorrichtung
US20120087467A1 (en) * 2010-10-12 2012-04-12 Roxar Flow Measurement As X-ray based densitometer for multiphase flow measurement
WO2012072126A1 (de) 2010-12-01 2012-06-07 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung und verfahren zum messen der geschwindigkeit eines mehrphasigen fluids
US9506800B2 (en) 2011-07-04 2016-11-29 Schlumberger Technology Corporation System and method for measuring flow rates for individual petroleum wells in a well pad field
WO2013043074A1 (en) 2011-09-20 2013-03-28 Siemens Aktiengesellschaft An apparatus for measuring the composition of a multi-phase mixture flow
EP2574919B1 (en) * 2011-09-29 2014-05-07 Service Pétroliers Schlumberger Apparatus and method for fluid phase fraction determination using X-rays
WO2013157980A1 (en) 2012-04-19 2013-10-24 Siemens Aktiengesellschaft Multi-phase flow meter
US20150226589A1 (en) * 2012-08-27 2015-08-13 Siemens Aktiengesellschaft X-Ray Based Multiphase Flow Meter with Energy Resolving Matrix Detector
WO2014035275A1 (en) 2012-08-27 2014-03-06 Siemens Aktiengesellschaft X-ray based multiphase flow meter with energy resolving matrix detector
US10126154B2 (en) * 2013-11-08 2018-11-13 Schlumberger Technology Corporation Spectral analysis with spectrum deconvolution
WO2017206199A1 (zh) * 2016-05-30 2017-12-07 无锡洋湃科技有限公司 一种测量湿气中气油水三相质量流量的测量装置及测量方法
US10890544B1 (en) * 2019-12-18 2021-01-12 Field Service Solutions LLC Nuclear densitometer assemblies for hydraulic fracturing
CN112748040B (zh) * 2020-12-24 2023-11-10 郑州工程技术学院 一种浆体管道输送密度变化探测计及探测方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4190768A (en) * 1978-06-29 1980-02-26 Texaco Inc. Determining the water cut and water salinity in an oil-water flow stream by measuring the sulfur content of the produced oil
US4266188A (en) * 1979-11-30 1981-05-05 Mobil Oil Corporation Method and apparatus for measuring a component in a flow stream
GB8412632D0 (en) * 1984-05-17 1984-06-20 Atomic Energy Authority Uk Corrosion monitoring probe
CA1257712A (en) * 1985-11-27 1989-07-18 Toshimasa Tomoda Metering choke
FR2598807B1 (fr) * 1986-05-13 1988-07-29 Stein Industrie Bouchon pour ouverture d'acces d'une source radiographique de controle dans une tuyauterie ou un appareil
CA1290866C (en) 1986-11-25 1991-10-15 Doug I. Exall Analyzer for fluid within piping
US5251488A (en) * 1991-02-14 1993-10-12 Texaco Inc. Multiphase volume and flow test instrument
GB9123937D0 (en) 1991-11-11 1992-01-02 Framo Dev Ltd Metering device for a multiphase fluid flow
MY123677A (en) * 1993-04-26 2006-05-31 Shell Int Research Fluid composition meter
US5646354A (en) * 1995-10-06 1997-07-08 Lovejoy Controls Corporation Microwave thermal trace flowmeter

Also Published As

Publication number Publication date
FR2764064B1 (fr) 1999-07-16
FR2764064A1 (fr) 1998-12-04
GB9810624D0 (en) 1998-07-15
US6265713B1 (en) 2001-07-24
NO982478L (no) 1998-12-01
GB2325735A (en) 1998-12-02
NO333554B1 (no) 2013-07-08
NO982478D0 (no) 1998-05-29
NO20100102L (no) 1998-12-01
GB2325735B (en) 1999-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO331383B1 (no) Apparat og fremgangsmate for maling av oljebronneffluent ved et bronnhode
US6389908B1 (en) Method and device for characterizing oil borehole effluents
US4492865A (en) Borehole influx detector and method
Thorn et al. Recent developments in three-phase flow measurement
US7316166B2 (en) Method and system for analyzing multi-phase mixtures
CN105890689B (zh) 一种测量湿气中气油水三相质量流量的测量装置及测量方法
US20150040658A1 (en) Multiphase Flowmeter and a Correction Method for such a Multiphase Flowmeter
RU2535638C2 (ru) Система, способ и установка для измерения многофазного потока
NO316884B1 (no) Fremgangsmate for maling av massestromningsmengde av fluidbestanddeler i en flerfase pluggstrom
CA2385283A1 (en) Apparatus and method for determining oil well effluent characteristics for inhomogeneous flow conditions
US20070287190A1 (en) Apparatus and Method for Determining a Characteristic Ratio and a Parameter Affecting the Characteristic Ratio of a Multiphase Fluid Mixture
AU679064B2 (en) Fluid composition meter
US20100140496A1 (en) Detection of an element in a flow
NO338594B1 (no) Fremgangsmåte og tilhørende apparat for overvåkning av strømning i et strømningsrør, og en anvendelse av apparatet og fremgangsmåten for overvåkning av strømning i en rørledning med blandet strømning.
Tjugum et al. Multiphase flow regime identification by multibeam gamma-ray densitometry
WO2008060192A2 (en) A method and a device for measuring multiphase wellstream composition
CA1290866C (en) Analyzer for fluid within piping
RU2477790C2 (ru) Способ измерения многофазного потока с применением одного высокоактивного и одного или более низкоактивных радиоактивных источников
WO2017206199A1 (zh) 一种测量湿气中气油水三相质量流量的测量装置及测量方法
CA2725061C (en) Detection and automatic correction for deposition in a tubular using multi-energy gamma-ray measurements
AU712380B2 (en) Detection of water constituents
US20080156532A1 (en) Flow density tool
Whitaker Multiphase flow measurement: current and future developments
CA2466500C (en) Real-time method for the detection and characterization of scale
Roach et al. Duet Multiphase Flow Meter

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Lapsed by not paying the annual fees