NO333859B1 - Device for measuring the mass flows of the individual fluid components by single or multiphase gas and liquid flow in pipes - Google Patents

Device for measuring the mass flows of the individual fluid components by single or multiphase gas and liquid flow in pipes Download PDF

Info

Publication number
NO333859B1
NO333859B1 NO20091309A NO20091309A NO333859B1 NO 333859 B1 NO333859 B1 NO 333859B1 NO 20091309 A NO20091309 A NO 20091309A NO 20091309 A NO20091309 A NO 20091309A NO 333859 B1 NO333859 B1 NO 333859B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
transport pipe
recess
measuring device
wall
opening
Prior art date
Application number
NO20091309A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO20091309L (en
Inventor
Gisle Onsrud
Original Assignee
Sinvent As
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
Application filed by Sinvent As filed Critical Sinvent As
Priority to NO20091309A priority Critical patent/NO333859B1/en
Publication of NO20091309L publication Critical patent/NO20091309L/en
Publication of NO333859B1 publication Critical patent/NO333859B1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

En måleanordning for massestrømparameter i et transportrør basert på en eller flere trykkdifferansemålere koblet til trykkmålepunkter anordnet ved transportrøret. Trykkmålepunktene er en del av en åpningsstruktur som er integrert i transportrørveggen. Omregningen til skjærspenning og/eller strømningshastighet kan skje ved hjelp av kalibreringsdata, og strømningshastigheten og transportrørets tverrsnitt kan omregnes til massestrømmen.A mass flow parameter measurement device in a conveyor tube based on one or more pressure differential gauges coupled to pressure measurement points provided at the conveyor tube. The pressure measuring points are part of an opening structure that is integrated into the conveyor wall. The conversion to shear stress and / or flow rate can be done using calibration data, and the flow rate and the cross-section of the conveyor tube can be converted to mass flow.

Description

Teknikkens område The area of technology

Oppfinnelsen angår måling av massestrøm i rør. Nærmere bestemt berører oppfinnelsen målingen av massestrømmer i rør hvor massen forligger i både 1-fase-form (væske eller gass alene) eller 2-faseform (væske og gass) eller 3-fase-form (to væskefaser og én gassfase, f. eks. 3-fase-strøm med eksempelvis vann, olje og gass). The invention concerns the measurement of mass flow in pipes. More specifically, the invention concerns the measurement of mass flows in pipes where the mass is in either 1-phase form (liquid or gas alone) or 2-phase form (liquid and gas) or 3-phase form (two liquid phases and one gas phase, e.g. 3-phase current with e.g. water, oil and gas).

Bakgrunn og tidligere kjent teknikk Background and prior art

De 1-fase og flerfase massestrømsmålere som er i bruk i dag er basert på en eller flere av følgende metoder og prinsipper - enten som hele konseptet - eller som deler av / komponenter i måleutstyret / målekonseptet: Coriolis meter - anvendes fortrinnsvis ved 1-fase gass- eller væskestrøm Blender kombinert med differansetrykkmåling The 1-phase and multi-phase mass flow meters that are in use today are based on one or more of the following methods and principles - either as the entire concept - or as parts of / components in the measuring equipment / measuring concept: Coriolis meter - preferably used for 1-phase gas or liquid flow Blender combined with differential pressure measurement

Venturier- ulike varianter - også kombinert med differansetrykkmåling Venturier - various variants - also combined with differential pressure measurement

V-cone - konisk element satt inn i røret - kombinert med differansetrykkmåling over V-Conen V-cone - conical element inserted into the pipe - combined with differential pressure measurement over the V-Cone

Blanding av fasene før måling for å få homogen blanding (før innløp på venturi, blende eller V-Cone) Mixing of the phases before measurement to obtain a homogeneous mixture (before entering the venturi, aperture or V-Cone)

Mikrobølger for å måle vannandelen i olje/vann-blandingen (kombinert med f.eks. V-Cone) Microwaves to measure the proportion of water in the oil/water mixture (combined with e.g. V-Cone)

Konduktansemåling - for å finne vannandelen Conductance measurement - to find the water content

Kapasitansemåling - også for å finne vannandelen Capacitance measurement - also to find the water content

Toenergi-gamma for å skille mellom vann og olje (kombinert med f.eks. Two-energy gamma to distinguish between water and oil (combined with e.g.

venturi) - og herav finne de tre fasefraksjonene vann, olje, gass venturi) - and from this find the three phase fractions water, oil, gas

Tomografi - basert på enten røntgenstråler (CT) eller magnetisk resonans (MR) - kombinert med avanserte dataprogram - for å registrere lokal fordeling av fasene (olje, vann, gass) over rørtverrsnittet - og for beregning av fasenes lokale hastigheter - og ut fra disse å finne de enkelte fasers totale massestrømmer. Tomography - based on either X-rays (CT) or magnetic resonance (MR) - combined with advanced computer programs - to record the local distribution of the phases (oil, water, gas) over the pipe cross-section - and to calculate the local velocities of the phases - and from these to find the total mass flows of the individual phases.

Felles for alle disse - unntatt den siste - er Common to all of these - except the last one - is

at rørtverrsnittet endres (slik at piggbarhet av røret umuliggjøres) that the pipe cross-section changes (so that spikeability of the pipe is made impossible)

til dels vesentlig forstyrrelse av strømmen partly significant disruption of the flow

relativt komplisert og dyr elektronikk relatively complicated and expensive electronics

til dels tunge, kompliserte og dyre målerne partly the heavy, complicated and expensive meters

Det er således bruk for forbedret teknologi som unngår mange av de ovennevnte ulempene. There is thus a need for improved technology that avoids many of the above-mentioned disadvantages.

Oppsummering av oppfinnelsen Summary of the invention

K-mass - slik betegnes heretter (prinsippene av) foreliggende oppfinnelse - er prinsipielt forskjellig fra de ovennevnte konseptene da ingen av den nevnte tidligere kjent teknikken baserer seg på måling av veggskjærspenning for å bestemme fasenes hastigheter. K-mass - this is how (the principles of) the present invention are referred to hereafter - is fundamentally different from the above-mentioned concepts as none of the aforementioned previously known techniques is based on the measurement of wall shear stress to determine the velocities of the phases.

Konseptet ansees å ha følgende fortrinn framfor de fleste av de til nå kjente konsepter: rørtverrsnittet endres ikke - dvs det er ingen - eller helt neglisjerbar - forstyrrelse av strømmen The concept is considered to have the following advantages over most of the concepts known to date: the pipe cross-section does not change - i.e. there is no - or completely negligible - disturbance to the flow

ingen radioaktivitet no radioactivity

enkel elektronikk; bare differensialtrykkgivere (dp) benyttes enkel utførelse simple electronics; only differential pressure transmitters (dp) are used, simple design

billig å tilvirke cheap to manufacture

antas å kunne tilvirkes meget robust og driftssikkert is believed to be able to be manufactured very robustly and reliably

Anordningene K-rør, S-rør, C-rør og T-rør med sine ulike utførelsesformer beskrevet nedenfor søkes beskyttet med patent både som skjærspenningsmålere, hastighetsmålere og massestrømsmålere ved både 1-fasestrøm og 2- og 3-fasestrøm. The devices K-tube, S-tube, C-tube and T-tube with their various designs described below are sought to be protected with a patent both as shear stress meters, speed meters and mass flow meters for both 1-phase current and 2- and 3-phase current.

Oppfinnelsen angår en måleanordning for måling av massestrømparameter ved strømning av minst en fluidfase i et transportrør med en vegg og et tverrsnitt, og minst en trykkdifferansemåler koblet til trykkmålepunkter anordnet ved transport-røret, og der trykkmålepunktene er en del av en åpningsstruktur som er integrert i transportrørveggen, idet åpningsstrukturen omfatter minst et par med to kanaler hvor hver kanal munner i en åpning i transportrørets indre overflate og utgjør trykkmålepunktene, og hvor massestrømmen av hver fluidfase i transportrøret medfører en trykkdifferanse mellom trykkmålepunktene, idet trykkdifferansen omregnes til en veggskjærspenning i trykkmålepunktene for hver fluidfase, idet måleanordningen er kjennetegnet ved at det minst ene par med to kanaler er anbrakt i minst én av følgende plasseringer: The invention relates to a measuring device for measuring mass flow parameters during the flow of at least one fluid phase in a transport pipe with a wall and a cross-section, and at least one pressure difference meter connected to pressure measuring points arranged at the transport pipe, and where the pressure measuring points are part of an opening structure which is integrated in the transport pipe wall, as the opening structure comprises at least a pair of two channels where each channel opens into an opening in the transport pipe's inner surface and forms the pressure measurement points, and where the mass flow of each fluid phase in the transport pipe results in a pressure difference between the pressure measurement points, the pressure difference being converted into a wall shear stress in the pressure measurement points for each fluid phase, as the measuring device is characterized by the fact that at least one pair with two channels is placed in at least one of the following locations:

- på bunnen eller nedre del av et hovedsakelig horisontalt transportrør; eller - on the bottom or lower part of a mainly horizontal transport pipe; or

- på øvre del av et hovedsakelig horisontalt transportrør. - on the upper part of a mainly horizontal transport pipe.

Omregningen til skjærspenning og/eller strømningshastighet kan skje ved hjelp av kalibreringsdata, og strømningshastigheten og transportrørets tverrsnitt kan omregnes til massestrømmen. The conversion to shear stress and/or flow rate can be done using calibration data, and the flow rate and the cross-section of the transport pipe can be converted to the mass flow.

I en foretrukket utførelsesform utgjøres åpningsstrukturen av to hovedsakelig strake kanaler som hver munner i en åpning i transportrørets indre overflate og ut-gjør trykkmålepunktene. Minst en av kanalene er fortrinnsvis skråstilt i forhold til massestrømmens retning. De skråstilte kanalenes bunn nær åpningene kan være krummet og utgjøre en gradvis og avrundet overgang til transportrørets indre overflate. In a preferred embodiment, the opening structure consists of two essentially straight channels which each open into an opening in the inner surface of the transport pipe and form the pressure measurement points. At least one of the channels is preferably inclined in relation to the direction of the mass flow. The bottom of the inclined channels near the openings may be curved and form a gradual and rounded transition to the inner surface of the transport tube.

Åpningsstrukturen kan også utgjøres av en avlang utsparing i transportrørets indre overflate liggende parallelt med strømningsretningen og med en åpning inn mot transportrørets indre hvor trykkmålepunktene kan være tilkoblet hver sin ende av utsparingen. Fortrinnsvis er utsparingen i hver ende dekket av en tynn vegg i innvendig transportrørveggs forlengelse slik at åpningens bredde er hovedsakelig lik utsparingens bredde. The opening structure can also consist of an elongated recess in the transport pipe's inner surface lying parallel to the direction of flow and with an opening towards the inside of the transport pipe where the pressure measurement points can be connected to each end of the recess. Preferably, the recess at each end is covered by a thin wall in the internal transport pipe wall extension so that the width of the opening is essentially equal to the width of the recess.

I en fortrukket utførelsesform er trykkmålepunktene rørstusser som fører innover i utsparingen fra utsparingens ender. Tynnveggene kan være erstattet av tynne plater og platen over oppstrøms ende av utsparingen kan være krummet og leder fluidet innover i utsparingen. In a preferred embodiment, the pressure measurement points are pipe stubs that lead into the recess from the ends of the recess. The thin walls can be replaced by thin plates and the plate above the upstream end of the recess can be curved and directs the fluid into the recess.

I en fortrukket utførelsesform er det inne i utsparingen plassert en krummet forhøy-ning som sammen med tynnveggen over oppstrøms ende av utsparingen leder fluidet inn i og nedover i utsparingen slik at det dannes et sug i oppstrøms ende av utsparingen. In a preferred embodiment, a curved elevation is placed inside the recess which, together with the thin wall above the upstream end of the recess, guides the fluid into and down into the recess so that a suction is formed at the upstream end of the recess.

I en fortrukket utførelsesform utgjøres åpningsstrukturen av en gradvis og kantfri avsenkning av en avlang del av transportrørets indre vegg med hovedretning lik strømningsretningen og hvor åpningene til trykkmålepunktene er plassert i avsenkningen tett opp mot forlengelsen av transportrørets indre overflate og rettet henholdsvis mot og med strømmen for å oppta hhv stagnasjonstrykk og sug. In a preferred embodiment, the opening structure consists of a gradual and edge-free lowering of an elongated part of the transport pipe's inner wall with the main direction equal to the direction of flow and where the openings for the pressure measurement points are placed in the lowering close to the extension of the transport pipe's inner surface and directed respectively towards and with the flow in order to record stagnation pressure and suction respectively.

Minst en av kanalene kan være fylt med tynne fibere med fiberretning i samme retning som kanalen. Minst en av kanalene kan også være fylt med et porøst materiale. At least one of the channels can be filled with thin fibers with fiber direction in the same direction as the channel. At least one of the channels can also be filled with a porous material.

Åpningsstrukturen kan også være et hulrom i transportrørveggen idet hulrommet har en åpning mot transportrørets indre, og trykkmålepunktene er koblet til stusser som trenger inn i hulrommet tett oppunder åpningen og parallell med transport-rørets indre overflate, med rørstussenes åpninger er rettet henholdsvis oppstrøms og nedstrøms i forhold til transportrøret. Hulrommet kan her har et hovedsakelig sirkulert tverrsnitt i et plan som stussene ligger i og som står ortogonalt på åpningen The opening structure can also be a cavity in the transport pipe wall, as the cavity has an opening towards the inside of the transport pipe, and the pressure measurement points are connected to nozzles that penetrate into the cavity close above the opening and parallel to the inner surface of the transport pipe, with the pipe nozzles' openings directed respectively upstream and downstream in relation to the transport pipe. The cavity can here have a mainly circular cross-section in a plane in which the spigots lie and which is orthogonal to the opening

Transportrørets indre overflate kan også oppstrøms og nedstrøms i forhold til åpningsflaten ha en krummet avbøyning som leder fluidet inn i hulrommet, henholdsvis ut av hulrommet tilbake til rørveggen. The inner surface of the transport pipe can also upstream and downstream in relation to the opening surface have a curved deflection which guides the fluid into the cavity, respectively out of the cavity back to the pipe wall.

For øvrig defineres oppfinnelsen gjennom de vedføyde patentkrav. Otherwise, the invention is defined through the attached patent claims.

Kort beskrivelse av tegningene Brief description of the drawings

Oppfinnelsens foretrukne utførelsesformer beskrives nedenfor med henvisning til de vedføyde tegningene hvor figur 1 viser oppfinnelsens grunnleggende utforming, kalt "K-rør"; The invention's preferred embodiments are described below with reference to the attached drawings where Figure 1 shows the invention's basic design, called "K-tube";

figur 2 viser K-røret med forsterket effekt (avrundede åpninger); Figure 2 shows the K-tube with enhanced power (rounded openings);

figur 3 viser en utførelsesform, kalt S-rør; figure 3 shows an embodiment, called S-tube;

figur 4 viser S-røret med forsterket effekt; Figure 4 shows the S-tube with enhanced power;

figur 5 viser S-røret med en annen form av effektforsterkning; figure 5 shows the S-tube with another form of power amplification;

figur 6 viser S-røret med enda en annen form av effektforsterkning; figure 6 shows the S-tube with yet another form of power amplification;

figur 7 viser en konfigurasjon "T-krum"; figure 7 shows a "T-bend" configuration;

figur 8 viser del av en K-rør-konfigurasjon med innlagte fibre; Figure 8 shows part of a K-tube configuration with embedded fibers;

figur 9 viser del av en K-rør-konfigurasjon med innlagt porøst materialet; Figure 9 shows part of a K-tube configuration with the porous material inserted;

figur 10 viser den såkalte "C-rør"-konfigurasjonen; Figure 10 shows the so-called "C-tube" configuration;

figur 11 viser C-rør-konfigurasjonen med effektforsterkning; Figure 11 shows the C-tube configuration with power amplification;

figur 12 viser et kalibreringsdiagram for K-rør som skjærspenningsmåler; figure 12 shows a calibration diagram for K-tube as a shear stress meter;

figur 13 viser et kalibreringsdiagram for K-rør som hastighetsmåler; figure 13 shows a calibration diagram for K-tube as a speedometer;

figur 14 viser et kalibreringsdiagram for K-rør som massestrømsmåler; figure 14 shows a calibration diagram for K-tube as a mass flow meter;

figur 15 viser et diagram hvor målt massestrøm med K-rør er sammenliknet figure 15 shows a diagram where measured mass flow with K-tubes is compared

med kjent massestrøm målt med en annen strømningsmåler; with a known mass flow measured by another flowmeter;

figur 16 viser arrangement for måling av 2-fase-strøm i et rett rør; figure 16 shows an arrangement for measuring 2-phase current in a straight pipe;

figur 17 viser kalibreringskurver for bruk av K-rør som massestrømsmåler ved Figure 17 shows calibration curves for the use of K-tubes as mass flow meters

2-fase strøm (dekker lagdelt strøm og slugstrøm); 2-phase current (covers stratified current and slug current);

figur 18 viser kalibreringskurver for bruk av K-rør som massestrømsmåler ved 2-fase strøm (dekker lagdelt strøm og ringformet strøm). figure 18 shows calibration curves for the use of K-tubes as mass flow meters for 2-phase current (covering stratified current and annular current).

Beskrivelse av foretrukne utførelsesformer Hovedkomponenten i anordningene som søkes patentert som flerfase-massestrømsmålere er ulike varianter av veggskjærspenningsmålere benevnt som hhv K-rør, S-rør, C-rør og T-rør. Med kjennskap til friksjonskoeffisienter - eller ut fra kalibreringstester - kan disse innretningene hver for seg brukes til å måle hastigheten for det aktuelle fluid ved 1-fasestrøm og følgelig også det aktuelle fluids massestrøm ved 1-fasestrøm. Ved 2-fase gass-/væskestrøm kombineres den nevnte innretning med en væskefraksjonsmåler. Sammen gir disse målingene hastighetene for hvert enkelt fluid og følgelig massestrømmene for hhv. gassen og væsken. Ved i tillegg å kombinere med f eks en vannfraksjonsmåler - hvis en har å gjøre med olje og vann - fås massestrømmene for hver enkelt av væskene. Der-ved måles hver av de tre fasenes massestrømmer ved 3-fase vann-, olje- og gasstrøm. Description of preferred embodiments The main component of the devices that are sought to be patented as multiphase mass flow meters are various variants of wall shear stress meters named as K-tube, S-tube, C-tube and T-tube respectively. With knowledge of friction coefficients - or based on calibration tests - these devices can be used individually to measure the speed of the fluid in question with 1-phase flow and consequently also the mass flow of the fluid in question with 1-phase flow. In the case of 2-phase gas/liquid flow, the aforementioned device is combined with a liquid fraction meter. Together, these measurements give the velocities for each individual fluid and consequently the mass flows for each the gas and the liquid. By also combining with, for example, a water fraction meter - if you are dealing with oil and water - the mass flows for each of the liquids are obtained. Thereby, each of the three phases' mass flows is measured for 3-phase water, oil and gas flow.

K- rør - beskrivelse og virkemåte K-pipe - description and operation

Figur 1 viser anordningen som fungerer som skjærspenningsmåler - omfattende to skråstilte kanaler 3,4, skrånende hver sin vei, med minst mulig vinkel i forhold til aksen til et transportrør 1, dvs. liggende mest mulig parallelt med denne, og mun-nende inn i røret 1 gjennom hull i rørveggen enten i samme punkt eller like ved siden av hverandre. Dette arrangementet er heretter benevnt "K-rør". Fluidet i hullene er det samme som det strømmende fluid i transportrøret. Skjærspenningen over hullåpningen vil søke å trekke fluid ut av kanal 4 og tvinge fluid inn i kanal 3. Da hullene er lukket i bunnen gir dette en trykkforskjell mellom fluidet i hullene som kan relateres til skjærspenningen. De to hullene/kanalene 3,4 er forbundet Figure 1 shows the device which functions as a shear stress meter - comprising two inclined channels 3,4, sloping in separate directions, with the smallest possible angle in relation to the axis of a transport pipe 1, i.e. lying as parallel as possible to this, and opening into pipe 1 through holes in the pipe wall either at the same point or right next to each other. This arrangement is henceforth referred to as "K-pipe". The fluid in the holes is the same as the flowing fluid in the transport pipe. The shear stress above the hole opening will seek to pull fluid out of channel 4 and force fluid into channel 3. As the holes are closed at the bottom, this gives a pressure difference between the fluid in the holes which can be related to the shear stress. The two holes/channels 3,4 are connected

med en differansetrykkmåler 5. Trykkdifferansen Ap mellom de to kanalene måles og veggskjærspenningen kalibreres mot denne. I figur 12 vises et eksempel på en kalibreringskurve for veggskjærspenning mot differansetrykk mellom hullene gjeld-ende for vann som strømmende fluid. K-røret brukes primært for måling av det strømmende fluidets 2 veggskjærspenning. Men K-røret kan også brukes som hastighetsmåler da væskens hastighet er knyttet til skjærspenningen gjennom en friksjonsfaktor - som vist i figur 13. Med kjent tverrsnitt til transportrøret 1 og der-med kjent tverrsnitt av fluidet følger fluidets massestrøm 2 rett frem fra målt hastighet som vist i figur 14. with a differential pressure gauge 5. The pressure difference Ap between the two channels is measured and the wall shear stress is calibrated against this. Figure 12 shows an example of a calibration curve for wall shear stress versus differential pressure between the holes applicable to water as the flowing fluid. The K-tube is used primarily for measuring the wall shear stress of the flowing fluid 2. But the K-tube can also be used as a speed meter as the speed of the fluid is linked to the shear stress through a friction factor - as shown in figure 13. With a known cross-section of the transport pipe 1 and there-with a known cross-section of the fluid, the fluid's mass flow 2 follows straight ahead from the measured speed as shown in Figure 14.

Varianter av K- røret Variants of the K-tube

K-rørets effektivitet som skjærspenningsmåler - gitt ved forholdet mellom trykkøkning i skråhull og veggskjærspenning som skal måles - kan økes ved bruk av en eller flere av følgende konstruktive detaljer: I figur 2 avrundes innløpet til skrååpningen H-i for kanal 3 til H'i; tilsvarende avrun-ding utført ved det andre skråhull 4 hvis to motsatt rettede skråhull benyttes. Av-rundingen hindrer avløsning av væsken ved hjørnet og fører til at mer væske ledes inn i skrååpningen og at effekten av at skjærspenningen søker å trekke fluidet inn i kanalene forsterkes. Økt væskestrøm inn i åpningen betyr økt impulsoverføring til åpningen som igjen betyr økt trykkoppbygning i åpningen. Med tilsvarende ved eventuell nedstrøms skråhull 4, H2, H'2fås en økning av ejektoreffekten og suget/undertrykket i dette hull øker. Total trykkdifferanse ved en gitt strømnings-rate/veggskjærspenning øker. The K-tube's effectiveness as a shear stress meter - given by the ratio between pressure increase in inclined hole and wall shear stress to be measured - can be increased by using one or more of the following constructive details: In Figure 2, the inlet to the inclined opening H-i for channel 3 is rounded to H'i; corresponding rounding carried out at the second inclined hole 4 if two oppositely directed inclined holes are used. The rounding prevents detachment of the liquid at the corner and leads to more liquid being led into the inclined opening and the effect of the shear stress trying to draw the fluid into the channels is amplified. Increased liquid flow into the opening means increased impulse transfer to the opening, which in turn means increased pressure build-up in the opening. Correspondingly, at any downstream inclined hole 4, H2, H'2, an increase in the ejector effect is obtained and the suction/underpressure in this hole increases. Total pressure difference at a given flow rate/wall shear stress increases.

S- rør - beskrivelse og virkemåte S-pipe - description and operation

Figur 3 viser hvordan det i stedet for skråstilte kanaler benyttes i det såkalte S-rør et/en slisseformet rom/fordypning 30 inne i rørveggen som ligger parallelt med og tett inntil rørveggens innerflate 1, og som er skilt fra rørets indre med en tynn skillevegg 32, 33 og med en spalte/åpning 31 i veggen inn mot rørets indre. Fra slissens ender fører to hull 6, 7 med forbindelser fram til en differansetrykkmåler 5. Skjærspenningen over åpningen/spalten 31 i den tynne veggen 32, 33 som skiller slissen fra rørets indre vil søke å forskyve fluidet i slissen 30 med strømmen på rørveggens innside 1. Det gir en trykkøkning i nedstrøms ende av slissen 30. Differansetrykket over slissen, Apk= p6-P7måles mellom kanalene 6, 7 og relateres til skjærspenningen, hastigheten i røret og massestrømmen. Som K-rør kan S-røret benyttes til å måle alle disse tre størrelser. Figure 3 shows how, instead of inclined channels, a slot-shaped space/recess 30 is used in the so-called S-pipe inside the pipe wall which lies parallel to and close to the pipe wall's inner surface 1, and which is separated from the inside of the pipe by a thin partition wall 32, 33 and with a gap/opening 31 in the wall towards the inside of the pipe. From the ends of the slot, two holes 6, 7 with connections lead to a differential pressure gauge 5. The shear stress across the opening/gap 31 in the thin wall 32, 33 that separates the slot from the inside of the pipe will seek to displace the fluid in the slot 30 with the flow on the inside of the pipe wall 1 This gives an increase in pressure at the downstream end of the slot 30. The differential pressure across the slot, Apk=p6-P7, is measured between the channels 6, 7 and is related to the shear stress, the velocity in the pipe and the mass flow. As a K-tube, the S-tube can be used to measure all three of these sizes.

Varianter av S- røret Variants of the S-tube

Figur 4 viser hvordan også S-røret kan utformes på en måte som forsterker effekten. En tynn vegg 40 anordnes over oppstrøms ende 41 av fordypningen 30. Veggen 40 begynner i flukt med transportrørets indre overflate 1 men bøyes gradvis ned inn i fordypningen 30. På samme måte som ved K-røret (figur 2) medfører dette, at effekten av at skjærspenningen søker å trekke fluidet ned i fordypningen, forsterkes. Figure 4 shows how the S-tube can also be designed in a way that enhances the effect. A thin wall 40 is arranged above the upstream end 41 of the recess 30. The wall 40 starts flush with the transport pipe's inner surface 1 but gradually bends down into the recess 30. In the same way as with the K-pipe (figure 2), this means that the effect of that the shear stress seeks to draw the fluid down into the recess is amplified.

I figur 5 oppnås en liknende effekt ved å utforme bunnen av fordypningene 30 med en forhøyning 50 hvor den stigende del av forhøyningen forbedrer skjærspenning-ens evne å bygge opp et undertrykk i oppstrøms målekanal 7 og å bygge opp et overtrykk i nedstrøms målekanal 6. In Figure 5, a similar effect is achieved by designing the bottom of the depressions 30 with an elevation 50, where the rising part of the elevation improves the shear stress's ability to build up a negative pressure in the upstream measuring channel 7 and to build up an overpressure in the downstream measuring channel 6.

S-rør-varianten som vist i figur 6 viser også rommet/kanalen 30 liggende inne i rørveggen. Her er bunnen 61 av kanalen dannet av en krummet flate slik at det er en kantfri overgang fra kanalvegg 1 til bunnen av rommet 30 og tilbake til rørveg-gen. Differansetrykket Apk = p6-P7måles mellom kanalene 6, 7 og relateres til skjærspenningen, hastigheten i røret og massestrømmen. Som for K-rør kan S-røret benyttes til å måle alle disse tre størrelser. The S-pipe variant as shown in Figure 6 also shows the room/channel 30 lying inside the pipe wall. Here, the bottom 61 of the channel is formed by a curved surface so that there is an edge-free transition from the channel wall 1 to the bottom of the room 30 and back to the pipe wall. The differential pressure Apk = p6-P7 is measured between channels 6, 7 and is related to the shear stress, the velocity in the pipe and the mass flow. As with the K-tube, the S-tube can be used to measure all three of these sizes.

T- rør - beskrivelse og virkemåte T-tube - description and operation

Figur 7 viser en utførelsesform av et T-rør for måling av fluidets veggskjærspenning, hastighet og massestrøm ved 1-fase- og flerfasestrøm, kjennetegnet ved en kort kanal inne i rørveggen med krummet overgang 61, 62 fra vegg ved innløp 71 og avløp 72 og med en innsatt innsnevring 73. Her er den krumme slissen i rør-veggen utviklet videre til en kort krummet kanal i rørveggen med hovedretning parallell med strømningsretningen 2. Kanalen har en krummet og kantfri bunn både ved overgang 61 fra rørveggens innside og ved avløp 62 fra kanal tilbake til rørveggens innside 1. Fluidet unngår da avløsning fra vegg og fluidet som strøm-mer på veggen vil avbøyes og fylle hele kanalens tverrsnitt. Inne i kanalen er Figure 7 shows an embodiment of a T-tube for measuring the fluid's wall shear stress, velocity and mass flow in 1-phase and multi-phase flow, characterized by a short channel inside the tube wall with curved transition 61, 62 from the wall at inlet 71 and outlet 72 and with an inserted constriction 73. Here, the curved slit in the pipe wall is further developed into a short curved channel in the pipe wall with the main direction parallel to the direction of flow 2. The channel has a curved and edge-free bottom both at the transition 61 from the inside of the pipe wall and at the outlet 62 from channel back to the inside of the pipe wall 1. The fluid then avoids detachment from the wall and the fluid that flows on the wall will be deflected and fill the entire cross-section of the channel. Inside the channel is

plassert en innsnevring 73 og trykkforskjellen over denne måles ved en trykkdifferansemåler koblet til kanalene 6, 7. Denne trykkforskjellen vil være en funksjon av gjennomstrømningsraten og fluidets eller fluidblandingens tetthet og vil være relatert til hastighetsprofilet som igjen er relatert til veggskjærspenningen. placed a constriction 73 and the pressure difference across it is measured by a pressure difference meter connected to the channels 6, 7. This pressure difference will be a function of the flow rate and the density of the fluid or fluid mixture and will be related to the velocity profile which in turn is related to the wall shear stress.

K- rør med fiberfyll - beskrivelse og virkemåte K-tube with fiber filling - description and operation

Et K-rør ifølge figur 8 dannes av to rette kanaler 6, 8 i rørveggen som munner ut ved siden av hverandre på rørveggen. Minst en av kanalåpningene 3 er skråstilt og innsatt med en bunt fibere 80. Mellomrommet mellom fiberne danner tynne kanaler som hver for seg fungerer som K-rør. A K-pipe according to figure 8 is formed by two straight channels 6, 8 in the pipe wall which open out next to each other on the pipe wall. At least one of the channel openings 3 is slanted and inserted with a bundle of fibers 80. The space between the fibers forms thin channels which individually function as K-tubes.

Pga små dimensjoner (liten kanaltykkelse) blir de dynamiske bidrag til trykkøkning neglisjerbare i forhold til de statiske. For denne utførelsesformen blir kalibreringen nær uavhengig av fluidegenskapene. Med tilstrekkelig tynne fibere får utførelses-formen en kalibrering som er omtrent bare geometriavhengig (dvs. avhengig av fibermellomrommets tykkelse og fibrenes vinkel). Utførelsesformen kan benyttes til måling av skjærspenning ved f.eks. meget tynne væskefilmer på rørveggen. Due to small dimensions (small channel thickness), the dynamic contributions to pressure increase are negligible compared to the static ones. For this embodiment, the calibration becomes almost independent of the fluid properties. With sufficiently thin fibres, the embodiment obtains a calibration which is approximately only geometry-dependent (ie dependent on the thickness of the fiber gap and the angle of the fibres). The embodiment can be used for measuring shear stress at e.g. very thin liquid films on the pipe wall.

Porøst K- rør - beskrivelse og virkemåte Porous K-pipe - description and operation

Utførelsesform som vist i figur 9 er i likhet med K-røret dannet av to rette kana- The embodiment shown in Figure 9 is, like the K-tube, formed by two straight channels

ler 6, 8 i rørveggen, som munner ut ved siden av hverandre på rørveggen. Munningen 3 til minst en av kanalene er skråstilt og er innsatt med et porøst materi- are 6, 8 in the pipe wall, which open next to each other on the pipe wall. The mouth 3 of at least one of the channels is inclined and is inserted with a porous material

ale 90 (ikke-lukkede porer). Porene danner tynne kanaler som hver for seg fungerer som K-rør. ale 90 (non-closed pores). The pores form thin channels which individually act as K-tubes.

Virkemåten er den samme som for K-rør og K-rør med fiberfyll. Skjærkraften over åpningen vil øve en aksial kraft på fluidet som ligger i porene. Dette utbalanseres ved at det oppstår en trykkøkning inne i munningen 3. En differansetrykkmåler 5 måler trykkforskjellen mellom dette skråhullet 3 og det andre hullet som utgjør enden av kanalen 8. The way it works is the same as for K-tubes and K-tubes with fiber filling. The shear force across the opening will exert an axial force on the fluid located in the pores. This is balanced by an increase in pressure occurring inside the mouth 3. A differential pressure gauge 5 measures the pressure difference between this slanted hole 3 and the other hole that forms the end of the channel 8.

Når porene er meget små er de dynamiske bidrag til trykkforskjellen (se beskrivel-sen av K-rørs virkemåte) små i forhold til de statiske bidrag. Kalibreringen er derfor lite avhengig av fluidets egenskaper og er hovedsaklig geometriavhengig, dvs. avhengig av porenes diameter og kanalens 3 helningsvinkel. When the pores are very small, the dynamic contributions to the pressure difference (see the description of K-tube operation) are small compared to the static contributions. The calibration is therefore little dependent on the properties of the fluid and is mainly geometry dependent, i.e. dependent on the diameter of the pores and the inclination angle of the channel 3.

Da porene er små vil forstyrrelsen av strømmen også være minimal. As the pores are small, the disturbance of the flow will also be minimal.

Utførelsesformen benyttes til å måle veggskjærspenning generelt og skjærspenning ved meget tynne filmer spesielt. Dessuten benyttes den til måling av hastighet og massestrøm 2 for fluidet i kanalen. The embodiment is used to measure wall shear stress in general and shear stress in very thin films in particular. It is also used to measure the speed and mass flow 2 of the fluid in the channel.

C- rør - beskrivelse og virkemåte C-tube - description and operation

I figur 10 vises C-rør-utførelsen av skjærspenningsmåler som er utformet som et kule- eller sylinderformet hulrom 100 som ligger inne i rørveggen og inntil og i berøring med rørveggens innerflate 1 slik at det blir en liten åpning 101 inn mot røret. To tynne kanaler 6 og 7 som avsluttes i munninger 10, 11 som ligger parallelt med og helt inn til rørveggens innerflate 1 og fører fram mot åpningen 101 fra hver sin side. Kanalene 6, 7 fører fram til måleinngangene til en differansetrykkmåler (ikke vist) som måler trykkdifferansen Ap mellom kanalene 6, 7. C-rørets virkemåte er den samme som for S-røret. Hulrommet 100 bevirker at en får en stående virvel - noe som gir økt trykk mot åpningen 10 til kanal 6, som ligger i rørveggen inntil rørveggens innerflate 1 og som fører frem til åpningen 101 mellom hulrom og rørets indre hvor det befinner seg et strømmende fluid 2. Samtidig fås økt sug ved munningen 11 av kanal 7. Figure 10 shows the C-tube version of the shear stress gauge which is designed as a spherical or cylindrical cavity 100 which lies inside the tube wall and next to and in contact with the inner surface 1 of the tube wall so that there is a small opening 101 towards the tube. Two thin channels 6 and 7 which end in mouths 10, 11 which lie parallel to and right up to the inner surface 1 of the pipe wall and lead towards the opening 101 from each side. The channels 6, 7 lead to the measuring inputs of a differential pressure gauge (not shown) which measures the pressure difference Ap between the channels 6, 7. The C-tube's operation is the same as for the S-tube. The cavity 100 results in a standing vortex - which gives increased pressure against the opening 10 to channel 6, which lies in the pipe wall next to the pipe wall's inner surface 1 and which leads to the opening 101 between the cavity and the inside of the pipe where a flowing fluid 2 is located At the same time, increased suction is obtained at the mouth 11 of channel 7.

I figur 11 vises en C-rør-utførelse hvor effekten er blitt forsterket ved at rørveg-gen 110 ved innløpet til åpningen 101 er gitt en kantfri krumning innover slik at det strømmende fluid lettere ledes inn i hulrommet. Veggen ved avløpet 111 er på tilsvarende måte krummet slik at fluidet lettere ledes ut fra hulrommet. Figure 11 shows a C-tube design where the effect has been enhanced by the tube wall 110 at the inlet to the opening 101 being given an edge-free inward curvature so that the flowing fluid is more easily guided into the cavity. The wall at the drain 111 is similarly curved so that the fluid is more easily led out of the cavity.

Anordningene benyttet som hastighetsmålere ved 1- fasestrøm The devices used as speed meters for 1-phase current

Da fluidets hastighet er knyttet til veggskjærspenningen gjennom en friksjonsfaktor, vil de 4 utførelsesformer av oppfinnelsen beskrevet ovenfor (K-, S-, C- og T-rør) alle være anvendbare til måling av fluidets hastighet ved 1 - fasestrøm i røret. Innretningen K-rør kan erstattes med ett av de andre tilsvarende innretningene S-rør, C-rør eller T-rør. Et rørstrekk utstyrt med én eller flere av innretningene (figur 16 viser 2 K-rør) er derfor anvendbar som massestrømsmålere i 1-fasestrøm. As the speed of the fluid is linked to the wall shear stress through a friction factor, the 4 embodiments of the invention described above (K-, S-, C- and T-pipes) will all be applicable to measuring the speed of the fluid with 1-phase current in the pipe. The device K-tube can be replaced with one of the other corresponding devices S-tube, C-tube or T-tube. A pipe section equipped with one or more of the devices (figure 16 shows 2 K pipes) can therefore be used as mass flow meters in 1-phase flow.

I figur 13 er kalibrering som 1-fase-hastighetsmåler vist for K-rør: hastigheten ved 1-fase-væskestrøm i røret er vist som funksjon av trykkforskjellen - ApK- mellom hullene - og tilhørende kalibreringsfunksjon er vist. (Hastigheten finnes ved å benytte den målte ApKog kalibreringskurven). I figur 14 er kalibrering som 1-fase-massestrømsmåler vist for K-rør: massestrømmen ved 1-fase-væskestrøm i røret er vist som funksjon av trykkforskjellen - ApKIn Figure 13, calibration as a 1-phase velocity meter is shown for K-tubes: the velocity at 1-phase fluid flow in the tube is shown as a function of the pressure difference - ApK- between the holes - and the associated calibration function is shown. (The speed is found by using the measured ApKog calibration curve). In figure 14, calibration as a 1-phase mass flow meter is shown for K-tubes: the mass flow with 1-phase liquid flow in the tube is shown as a function of the pressure difference - ApK

I figur 15 er K-rør som 1-fase-massestrømsmåler verifisert ved at indikert masse-strøm gitt ved K-rør er plottet mot den kjente verdi av samme (funnet ved bruk av annen type strømningsmåler). In figure 15, K-tube as a 1-phase mass flow meter is verified by the indicated mass flow given by K-tube being plotted against the known value of the same (found using another type of flow meter).

Lagdelt 2- fase gass/ væskestrøm Layered 2-phase gas/liquid flow

Et arrangement for bruk av K-rør som massestrømsmåler ved 2-fasestrøm er skissert i figur 16. Her strømmer lagdelt gass/væskestrøm i et horisontalt rør - uten nevneverdig dråper i gassen. Ved at én eller flere av hastighetsmålerne som beskrevet ovenfor er plassert på bunnen eller på nedre del av røret vil disse måle væskefasens hastighet. På figuren er hastighetsmåleren et K-rør med hullene 4 og 5. Dette K-rør kan i stedet være ett eller flere, S-, C- eller T-rør. An arrangement for using a K-tube as a mass flow meter for 2-phase flow is outlined in Figure 16. Here, a stratified gas/liquid flow flows in a horizontal tube - without significant drops in the gas. By having one or more of the speed meters as described above placed on the bottom or on the lower part of the pipe, these will measure the speed of the liquid phase. In the figure, the speedometer is a K-tube with holes 4 and 5. This K-tube can instead be one or more S-, C- or T-tubes.

Ved at tilsvarende én eller flere hastighetsmålerne (K-, S-, C- eller T-rør) er plassert på den øvre del av et hovedsakelig horisontalt rør vil disse måle hastigheten for gassfasen. By correspondingly one or more speed meters (K, S, C or T tubes) being placed on the upper part of a mainly horizontal tube, these will measure the speed of the gas phase.

Ved å plassere en væskefraksjonsmåler 10 på tilnærmet samme sted (denne kan være basert på f.eks. gammastråler, kapasitans eller induktans), får en arealfraksjonen H for væskefasen og arealfraksjonen (1-H) for gassfasen. Herfra fås massestrømmene for hhv væske og gass: By placing a liquid fraction meter 10 in approximately the same place (this can be based on e.g. gamma rays, capacitance or inductance), one gets the area fraction H for the liquid phase and the area fraction (1-H) for the gas phase. From here, the mass flows for liquid and gas are obtained:

Fig. 17 viser eksempel på et kaliberingsdiagram for 2-fase gass-væskestrøm hvor massestrømmene for gassen og væsken (gitt ved deres enfasehastigheter UGS og ULS) kan avleses direkte når gassens og væskens veggskjærspenninger er målt. Fig. 17 shows an example of a calibration diagram for 2-phase gas-liquid flow where the mass flows for the gas and liquid (given by their single-phase velocities UGS and ULS) can be read directly when the wall shear stresses of the gas and liquid have been measured.

Lagdelt 3- fase gass/ væskestrøm ( vann- olie- gass) Layered 3-phase gas/liquid flow (water-oil-gas)

Hvis en i tillegg har en vannfraksjonsmåler, beregnes arealfraksjonene individuelt for de to væskefasene: If you also have a water fraction meter, the area fractions are calculated individually for the two liquid phases:

og de individuelle massestrømmene for de to væskefasene kan beregnes. and the individual mass flows for the two liquid phases can be calculated.

Anordning for 2- fase gass/ væske- pluggstrøm Device for 2-phase gas/liquid plug flow

2-fase pluggstrøm kan forenklet betraktes som bestående av vekselvis 1-fase væskestrøm og 2-fase gass/væske lagdelt strøm. Her benyttes derfor samme anordning som for lagdelt strømning, se figur 16. 2-phase plug flow can be considered simply as consisting of alternating 1-phase liquid flow and 2-phase gas/liquid layered flow. The same device is therefore used here as for stratified flow, see figure 16.

I tillegg inngår væskefraksjonsmåler. For begge innretningene (hastighetsmåleren og væskefraksjonsmåleren) må øyeblikksverdiene - dvs. tidshistoriene måles og logges. In addition, a liquid fraction meter is included. For both devices (the speed meter and the liquid fraction meter), the instantaneous values - i.e. the time histories - must be measured and logged.

Ved at samtidig opptredende øyeblikksverdier av hastighet og væskefraksjon måles og logges vil øyeblikksverdien av væskens massestrøm bli: By measuring and logging simultaneous instantaneous values of speed and liquid fraction, the instantaneous value of the liquid's mass flow will be:

Gassens hastighet vil ha meget nær samme hastighet som pluggens hastighet, Up(t). Øyeblikksverdien av gassens massestrøm vil være: (Gasshastigheten = plugghastigheten som er ca. 1.2 ganger væskehastigheten i pluggen). Integrert og midlet over en tid T » pluggens periodetid, fås masse-strømmene for hhv væske og gass: The speed of the gas will be very close to the same speed as the speed of the plug, Up(t). The instantaneous value of the mass flow of the gas will be: (Gas velocity = plug velocity which is approx. 1.2 times the liquid velocity in the plug). Integrated and averaged over a time T » the period time of the plug, the mass flows for liquid and gas respectively are obtained:

Anordning for 3- fase ( vann- olie- gass) pluggstrøm Device for 3-phase (water-oil-gas) plug current

I samme anordning som foran benyttes i tillegg en vannfraksjonsmåler. Denne gir sammen med væskefraksjonsmåleren de individuelle arealfraksjonene, Hwog H0for vann og olje. Når væskeblandingen er homogen resulterer dette i at fasehastig-hetene er like og lik væskens fasehastighet: Uw= U0= U|. In the same device as above, a water fraction meter is also used. Together with the liquid fraction meter, this gives the individual area fractions, Hwog H0 for water and oil. When the liquid mixture is homogeneous, this results in the phase velocities being equal and equal to the liquid's phase velocity: Uw= U0= U|.

Vannets massestrøm blir da: The mass flow of the water then becomes:

Oljens massestrøm: Oil mass flow:

Anordninger for 2- fase og 3- fase ringformet strøm Devices for 2-phase and 3-phase annular current

( gass med dråper og film på rørveggen) (gas with drops and film on the pipe wall)

A. Anordning for 2- fase annulær gass/ væske- strøm basert på ren kalibrering Den enkleste anordning er basert på arrangement med et rett eller skråstilt rør, med én eller flere skjærspenningsmåler(e) i bunnen eller nedre del av røret. Sammen med væskefraksjonsmåler finnes ved kalibreringstester sammenhengen mellom de to massestrømmene, M| og Mg, og de to målestørrelsene, væske- veggskjærspenningen, xifog væskefraksjonen, H. Dvs. en finner ved ren kalibrering de to sammenhengene: A. Device for 2-phase annular gas/liquid flow based on pure calibration The simplest device is based on an arrangement with a straight or inclined pipe, with one or more shear stress gauge(s) in the bottom or lower part of the pipe. Together with the liquid fraction meter, the correlation between the two mass flows, M|, is found in calibration tests and Mg, and the two measured quantities, the liquid wall shear stress, xifog the liquid fraction, H. That is. one finds by pure calibration the two relationships:

Ut fra målt skjærspenning (xif) og væskefraksjon (H) kan en fra kalibreringsdiagrammer basert på de to nevnte sammenhengene, finne de søkte (målte) massestrømmer for væske og gass. Based on measured shear stress (xif) and liquid fraction (H), one can find the sought (measured) mass flows for liquid and gas from calibration diagrams based on the two relationships mentioned.

Slike kalibreringsdiagrammer vil være basert på to målte størrelser blant følgende fire målte størrelser: De to veggskjærspenningene, trog xg, væskens holdup, H, og trykkgradienten Pgrad- Dvs. de kan være basert på enten de to veggskjærspenningene alene, eller på en av veggskjærspenningene som inngangsparameter og enten væskefraksjonen H eller trykkgradienten Pgradsom den andre inngangsparameter. Such calibration charts will be based on two measured quantities among the following four measured quantities: The two wall shear stresses, trough xg, the liquid holdup, H, and the pressure gradient Pgrad- Ie. they can be based on either the two wall shear stresses alone, or on one of the wall shear stresses as an input parameter and either the liquid fraction H or the pressure gradient Pgrad as the other input parameter.

Figur 18 viser et kalibreringsdiagram for 2-fase lagdelt strøm og ringstrøm hvor kalibreringskurvene er basert på målt veggskjærspenning i gassfasen (xg) og målt trykkgradient (Pgrad)- Her kan gassens og væskens massestrømmer (her repre-sentert ved sine enfasehastigheter UGS og ULS) avleses direkte uten beregninger når de to størrelsene (xg og Pgrad) er målt. Figure 18 shows a calibration diagram for 2-phase stratified flow and annular flow where the calibration curves are based on measured wall shear stress in the gas phase (xg) and measured pressure gradient (Pgrad) - Here the gas and liquid mass flows (here represented by their single-phase velocities UGS and ULS) is read directly without calculations when the two quantities (xg and Pgrad) have been measured.

B. Anordning for 3- fase annulær gass/ væske- strøm basert på ren kalibrering Dette er samme prinsipp som beskrevet foran under A. I tillegg brukes en vannfraksjonsmåler, eller vannkuttmåler, som gir andelen av væsken som er vann, WC. Ut fra kalibreringstestene finner en tilsvarende ovenfor (som under A): som splittes opp i en vanndel og en oljedel: B. Device for 3-phase annular gas/liquid flow based on pure calibration This is the same principle as described above under A. In addition, a water fraction meter, or water cut meter, is used, which gives the proportion of the liquid that is water, WC. Based on the calibration tests, a corresponding one is found above (as under A): which is split into a water part and an oil part:

For gassen blir det også helt tilsvarende ovenfor (under A): For the gas, it will also be exactly the same as above (under A):

Claims (13)

1. Måleanordning for måling av massestrømparameter ved strømning av minst en fluidfase i et transportrør (1) med en vegg og et tverrsnitt, og minst en trykkdifferansemåler (5) koblet til trykkmålepunkter anordnet ved transportrøret, og der trykkmålepunktene er en del av en åpningsstruktur som er integrert i transportrør-veggen, idet åpningsstrukturen omfatter minst et par med to kanaler (3, 4, 6, 7) hvor hver kanal (3, 4, 6, 7) munner i en åpning i transportrørets (1) indre overflate og utgjør trykkmålepunktene, og hvor massestrømmen av hver fluidfase i trans-portrøret medfører en trykkdifferanse mellom trykkmålepunktene, idet trykkdifferansen omregnes til en veggskjærspenning i trykkmålepunktene for hver fluidfase,karakterisert vedat det minst ene par med to kanaler (3, 4, 6, 7) er anbrakt i minst én av følgende plasseringer: - på bunnen eller nedre del av et hovedsakelig horisontalt transportrør; eller - på øvre del av et hovedsakelig horisontalt transportrør.1. Measuring device for measuring mass flow parameters during the flow of at least one fluid phase in a transport pipe (1) with a wall and a cross-section, and at least one pressure difference meter (5) connected to pressure measurement points arranged at the transport pipe, and where the pressure measurement points are part of an opening structure which is integrated into the transport pipe wall, with the opening structure comprising at least a pair of two channels (3, 4, 6, 7) where each channel (3, 4, 6, 7) opens into an opening in the transport pipe (1) inner surface and constitutes the pressure measurement points, and where the mass flow of each fluid phase in the transport pipe results in a pressure difference between the pressure measurement points, the pressure difference being converted into a wall shear stress in the pressure measurement points for each fluid phase, characterized in that at least one pair of two channels (3, 4, 6, 7) is placed in at least one of the following locations: - on the bottom or lower part of a mainly horizontal transport pipe; or - on the upper part of a mainly horizontal transport pipe. 2. Måleanordning ifølge krav 1, karakterisert vedat kanalene (3, 4, 5, 6, 7) hovedsakelig er strake.2. Measuring device according to claim 1, characterized in that the channels (3, 4, 5, 6, 7) are mainly straight. 3. Måleanordning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert vedat kanalene (3, 4, 5, 6, 7) er skråstilt hver sin vei i forhold til massestrømmens retning.3. Measuring device according to claim 1 or 2, characterized in that the channels (3, 4, 5, 6, 7) are inclined each way in relation to the direction of the mass flow. 4. Måleanordning ifølge ett av kravene 1-3, karakterisert vedat en eller flere fasefraksjonsmålere plassert på tilnærmet samme sted langs transportrøret (1) som det minst ene par kanaler benyttes til å bestemme arealfraksjonene til strømningens faser.4. Measuring device according to one of claims 1-3, characterized in that one or more phase fraction meters placed at approximately the same place along the transport pipe (1) as at least one pair of channels are used to determine the area fractions of the phases of the flow. 5. Måleanordning ifølge krav 1, karakterisert vedat åpningsstrukturen utgjøres av en avlang utsparing (30) i transportrørets (1) indre overflate liggende parallelt med strømnings-retningen og med en åpning (31) inn mot transportrørets indre og trykkmålepunktene (6, 7) tilkoblet hver sin ende av utsparingen.5. Measuring device according to claim 1, characterized in that the opening structure consists of an elongated recess (30) in the inner surface of the transport pipe (1) lying parallel to the direction of flow and with an opening (31) towards the interior of the transport pipe and the pressure measurement points (6, 7) connected to each end of the recess. 6. Måleanordning ifølge krav 5, karakterisert vedat utsparingen (30) i hver ende er dekket av en tynn vegg (33, 34) i innvendig transpotrrørveggs forlengelse slik at åpningens (31) bredde er hovedsakelig lik utsparingens (30) bredde.6. Measuring device according to claim 5, characterized in that the recess (30) at each end is covered by a thin wall (33, 34) in the internal transport pipe wall extension so that the width of the opening (31) is essentially equal to the width of the recess (30). 7. Måleanordning ifølge krav 6, karakterisert vedat trykkmålepunktene (6, 7) er rørstusser som fører innover i utsparingen fra utsparingens ender.7. Measuring device according to claim 6, characterized in that the pressure measurement points (6, 7) are pipe stubs leading into the recess from the ends of the recess. 8. Måleanordning ifølge krav 7, karakterisert vedat tynnveggene er erstattet av tynne plater og platen (40) over oppstrøms ende av utsparingen (30) er krummet og leder fluidet innover i utsparingen.8. Measuring device according to claim 7, characterized in that the thin walls are replaced by thin plates and the plate (40) above the upstream end of the recess (30) is curved and guides the fluid into the recess. 9. Måleanordning ifølge krav 5, karakterisert vedat det inne i utsparingen (30) er plassert en krummet forhøyning (50) som sammen med tynnveggen (33) over oppstrøms ende av utsparingen leder fluidet inn i og nedover i utsparingen slik at det dannes et sug i oppstrøms ende av utsparingen (30).9. Measuring device according to claim 5, characterized in that a curved elevation (50) is placed inside the recess (30) which, together with the thin wall (33) above the upstream end of the recess, guides the fluid into and down into the recess so that a suction is formed at the upstream end of the recess (30 ). 10. Måleanordning ifølge krav 1, karakterisert vedat åpningsstrukturen (30) utgjøres av en gradvis og kantfri avsenkning (61, 62) av en avlang del av transportrørets (1) indre vegg med hovedretning lik strømningsretningen (2) og hvor åpningene til trykkmålepunktene (10, 11) er plassert i avsenkningen (30) tett opp mot forlengelsen av transportrørets (1) indre overflate og rettet henholdsvis mot og med strømmen (2) for å oppta hhv stagnasjonstrykk og sug.10. Measuring device according to claim 1, characterized in that the opening structure (30) consists of a gradual and edge-free lowering (61, 62) of an elongated part of the inner wall of the transport pipe (1) with the main direction equal to the direction of flow (2) and where the openings for the pressure measurement points (10, 11) are located in the lowering (30) close up against the extension of the inner surface of the transport pipe (1) and directed respectively towards and with the flow (2) to accommodate stagnation pressure and suction respectively. 11. Måleanordning ifølge krav 1, karakterisert vedat åpningsstrukturen utgjøres av et hulrom (100) i transportrørveggen (1) idet hulrommet har en åpning (101) mot transportrørets (1) indre, og hvor trykkmålepunktene er koblet til stusser som trenger inn i hulrommet tett oppunder åpningen (101) og parallell med transportrørets (1) indre overflate, med rørstussenes åpninger (10, 11) rettet henholdsvis oppstrøms og nedstrøms i forhold til transportrøret og hvor hulrommet har et hovedsakelig sirkulært tverrsnitt i et plan som stussene ligger i og som står ortogonalt på åpningen (101).11. Measuring device according to claim 1, characterized in that the opening structure consists of a cavity (100) in the transport pipe wall (1), the cavity having an opening (101) towards the interior of the transport pipe (1), and where the pressure measurement points are connected to nozzles that penetrate into the cavity close to the opening (101) and parallel with the inner surface of the transport pipe (1), with the openings (10, 11) of the pipe stubs directed respectively upstream and downstream in relation to the transport pipe and where the cavity has a mainly circular cross-section in a plane in which the stubs lie and which is orthogonal to the opening (101). 12. Måleanordning ifølge krav 11, karakterisert vedat transportrørets (1) indre overflate har oppstrøms og nedstrøms i forhold til åpningsflaten (101) en krummet avbøyning (110, 111) som leder fluidet inn i hulrommet (100), henholdsvis ut av hulrommet tilbake til rør-veggen.12. Measuring device according to claim 11, characterized in that the inner surface of the transport pipe (1) has upstream and downstream in relation to the opening surface (101) a curved deflection (110, 111) which guides the fluid into the cavity (100), respectively out of the cavity back to the pipe wall. 13. Anvendelse av måleanordningen i ett av kravene 1-12 som massestrøms-måler i en enfasestrømning.13. Use of the measuring device in one of claims 1-12 as a mass flow meter in a single-phase flow.
NO20091309A 2009-03-31 2009-03-31 Device for measuring the mass flows of the individual fluid components by single or multiphase gas and liquid flow in pipes NO333859B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20091309A NO333859B1 (en) 2009-03-31 2009-03-31 Device for measuring the mass flows of the individual fluid components by single or multiphase gas and liquid flow in pipes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20091309A NO333859B1 (en) 2009-03-31 2009-03-31 Device for measuring the mass flows of the individual fluid components by single or multiphase gas and liquid flow in pipes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20091309L NO20091309L (en) 2010-10-01
NO333859B1 true NO333859B1 (en) 2013-09-30

Family

ID=43304605

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20091309A NO333859B1 (en) 2009-03-31 2009-03-31 Device for measuring the mass flows of the individual fluid components by single or multiphase gas and liquid flow in pipes

Country Status (1)

Country Link
NO (1) NO333859B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
NO20091309L (en) 2010-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10815773B2 (en) Flow measurement insert
US7987733B2 (en) Determination of density for metering a fluid flow
US10724886B2 (en) Stratified flow multiphase flowmeter
US8494788B2 (en) Gas pressure determination in a gas/liquid flow
US20100138168A1 (en) Apparatus and a method of measuring the flow of a fluid
US20080223146A1 (en) Method and apparatus for investigating a gas-liquid mixture
US11592133B2 (en) Fluid line system with adapter for connecting fluid lines
US20160341585A1 (en) Multiphase Flow Meter
NO333232B1 (en) Flow templates for multiphase mixtures
US9476755B2 (en) Calibration tube for multiphase flowmeters
WO2011159816A1 (en) Minimally intrusive monitoring of a multiphase process flow using a tracer
US4282760A (en) Multiphase fluid flow meter (D#76,244)
CN108732379A (en) Measuring device for the flow velocity for measuring fluid
US20170307429A1 (en) Measuring Arrangement
US749645A (en) Fluid-meter
NO333859B1 (en) Device for measuring the mass flows of the individual fluid components by single or multiphase gas and liquid flow in pipes
KR102065498B1 (en) A ultrasonic gas flow meter with laminar flow
CN108489560A (en) Vertical venturi moisture measuring device based on porous ring casing pressure vessel
US11874152B2 (en) Gas bypass meter system
CN108775945A (en) Narrow Rectangular Channel tests level gauging pipe and liquid level measuring system
SA08290690B1 (en) Multiphase Flow Measurement

Legal Events

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