NO338594B1 - 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. - Google Patents

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. Download PDF

Info

Publication number
NO338594B1
NO338594B1 NO20053311A NO20053311A NO338594B1 NO 338594 B1 NO338594 B1 NO 338594B1 NO 20053311 A NO20053311 A NO 20053311A NO 20053311 A NO20053311 A NO 20053311A NO 338594 B1 NO338594 B1 NO 338594B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
detector
sources
source
photon
tube
Prior art date
Application number
NO20053311A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20053311D0 (no
NO20053311L (no
Inventor
John Barry Fitzgerald
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
Application filed by Schlumberger Technology Bv filed Critical Schlumberger Technology Bv
Publication of NO20053311D0 publication Critical patent/NO20053311D0/no
Publication of NO20053311L publication Critical patent/NO20053311L/no
Publication of NO338594B1 publication Critical patent/NO338594B1/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
    • 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
    • G01F1/74Devices for measuring flow of a fluid or flow of a fluent solid material in suspension in another fluid
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/284Electromagnetic waves
    • G01F23/288X-rays; Gamma rays or other forms of ionising radiation
    • 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
    • G01N23/083Investigating 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 radiation being X-rays

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Pipeline Systems (AREA)

Description

Oppfinnelsens område
Oppfinnelsen vedrører strømningssikkerhet og vedrører mer spesifikt fremgangsmåter og apparatur for å overvåke faststoffer og/eller fluider i rørledningsstrømmer. Dette er spesielt nyttig ved påvisning og/eller forutsigelse av avsetning av faststoffer i flerfase- eller blandede rørledningsstrømmer.
Bakgrunn for oppfinnelsen
Anvendelse av gammastråle-densitometre kalibrert for bruk som driftsinnholdsmålere, for å måle strømning og driftsinnhold i rørledninger er vel kjent. Eksempler inkluderer Schlumbergers "Vx"-teknologi og "FloWatcher"-densitometer ("FloWatcher"-densitometer - FWD). Schlumbergers "Vx"-teknologi anvender målinger med lavenergi gammastråler (PE). Disse målinger kan støte på flere vanskeligheter ved overvåking av faststoffer i rørledninger med blandet strømning.
Lavenergi gammastråler går ikke gjennom metallvegger med en tilstrekkelig tykkelse. Rørledninger er generelt fremstilt av stål. For rørledninger med typiske diametre fører dette som et resultat til at signaldempningen er meget høy og som i tillegg inneholder en strøm av høydensitetsmaterialer som f.eks. bitumen, vann og partikkelformet materiale og en lav gassfraksjon. Dette fører til en lav impulstallverdi i PE-tellevinduet.
Videre inneholder bitumen signifikante mengder (typisk 10-1000 ppm (deler pr. million)) av elementer som vanadium (Z=23) og nikkel (Z=28), som har et atomtall Z som er mye høyere enn atomtallene som finnes i hydrokarboner og vann (H=1, C=6, 0=8). Svovel (Z=16) kan også være tilstede i prosentvise mengder. Dempningstverrsnittet for lavenergifotoner er proporsjonalt til Z<4>. Små mengder av bitumen med usikkert innhold kan derfor sterkt påvirke den målte PE-dempning. Dette er lignende det problem som man støter på i noen overflateovervåkningsanvendelser, hvor uorganisk avleiring i strømningsmålerøret kan gi store feil i det målte fluid PE-dempningstverrsnitt på grunn av nærværet av høyere Z-elementer som barium, svovel og kalsium
Bitumen er viskøst og klebrig og kan også klebe til lav-dempningstransmi-sjonsvinduer som er nødvendige for PE-måling gjennom en rørledning. Dette innfører ytterligere feil og flukstap for en dobbelt energimåling. Graden av klebing kan avhenge både av bitumenegenskapene og vindusmaterialet.
EP 0316048 beskriver et apparat for å detektere og å telle partikler som kan flyte med en jevn hastighet gjennom et måle-område omkranset av strålings-kilder og en sensoranordning som ligger i et plan på tvers av flyteretningen til partiklene. Et likt antall vifteformede og overlappende områder med stråler kan genereres mellom de emitterende og følende anordninger der hvert par av overlappende områder har to symmetrilinjer: en som forbinder konvergens punktene de overlappende vifteformede områdene, og den andre er den perpendikulære halveringslinjen (midtnormalen).
US 6097786 beskriver n fremgangsmåte og et apparat for karakterisering av en flerfaseblanding ved bestråling av blandingen med røntgenstråler, innsamling av fotoner som kommer fra blandingen som respons på bestråling, generering av et signal som reagerer på den samlede energi i de innsamlede fotoner, og analysering av signalet for å karakterisere blandingen. Fortrinnsvis blir blandingen bestrålt med gjentagende pulser fra et røntgenrør og fotonene er samlet ved hjelp av en fler-lags detektor. Fremgangsmåten og anordningen kan brukes til å bestemme strømningshastighet, strømningshastigheter og / eller sammensetningen av flerfaseblandingen. I andre utførelsesformer kan en flerhet av røntgen kilder og / eller detektorer brukes.
Oppsummering av oppfinnelsen
Et formål for oppfinnelsen er å tilveiebringe forbedrede fremgangsmåter for overvåkning av strømningen og avsetningen av faststoffer i rørledningsstrømmer.
Følgelig tilveiebringer et aspekt av oppfinnelsen en fremgangsmåte for å overvåke strømning i et strømningsrør, hvor fremgangsmåten omfatter: tilveiebringelse av et strømningsrør med
en fotondetektor ved et første punkt på omkretsen av røret,
en første fotonkilde ved en andre posisjon på omkretsen av røret, idet den nevnte detektor og den første kilde definerer en første korde over røret, og
én eller flere ytterligere fotonkilder ved posisjoner på omkretsen av røret, idet detektoren og én eller flere ytterligere kilder definerer én eller flere ytterligere kilder over røret;
densiteten over den første korde bestemmes som en funksjon av impulstallverdien detektert fra den første kilde ved hjelp av detektoren; og
densitetene over nevnte én eller flere ytterligere korder bestemmes som en funksjon av impulstallverdien detektert fra nevnte én eller flere ytterligere kilder ved hjelp av detektoren, hvor de ytterligere korder er valgt til å ha suksessivt minskende lengde over røret i forhold til den nevnte første korden (pO, og hvor den første fotonkilden og nevnte én eller flere ytterligere fotonkilder har suksessivt minskende fotonenergier.
En fordel ved fremgangsmåten er at den tillater at de gjennomsnittlige fasefraksjoner inne i strømningen og avsetningen av faststoff, som f.eks. sand, i rørledningen kan bestemmes.
Fremgangsmåter kan også anvendes for å tilveiebringe et varsel om mulig avsetning ved å måle tendensen av faststoff i rørledningen til å gravidere til en lavere del av strømningen.
I noen utførelsesformer er den første kilde posisjonert diametralt motsatt detektoren. For eksempel er detektoren posisjonert ved det øverste punkt på omkretsen av røret og den første kilde er posisjonert ved det laveste punkt på omkretsen av røret.
I noen utførelsesformer kan nevnte én eller flere ytterligere kilder omfatte ett eller flere par av identiske fotonkilder,
idet hvert av nevnte par av kilder er posisjonert på omkretsen av røret slik at kordene over røret, definert ved hvert element av paret med detektoren, har lik lengde,
idet gjennomsnittlig strømning eller driftsinnhold bestemmes fra den gjennomsnittlige verdi av densitetene over de nevnte korder.
I andre utførelsesformer kan nevnte én eller flere ytterligere kilder omfatte minst ett par av ikke-identiske kilder posisjonert på omkretsen av røret slik at kordene over røret, definert av hvert element av paret med detektoren, har lik lengde, idet den asymmetriske avsetning av faststoff i røret bestemmes fra de relative densitetsverdier bestemt over kordene definert av hvert element av paret med detektoren.
Et ytterligere aspekt av oppfinnelsen tilveiebringer et apparat for å overvåke faststoffer i et blandet strømningsrør, omfattende: en fotondetektor innrettet for å festes i et første punkt på omkretsen av røret;
en første fotonkilde innrettet for å festes i et andre punkt på omkretsen av røret, idet detektoren og den første kilde definerer en første korde over røret;
én eller flere ytterligere fotonkilder innrettet for å festes i posisjoner på omkretsen av røret suksessivt nærmere detektoren, idet detektoren og én eller flere ytterligere kilder definerer én eller flere ytterligere korder over røret; og
en dataprosess innrettet til å beregne densitetene over nevnte første og én eller flere ytterligere korder av røret fra impulstallverdien detektert av detektoren fra henholdsvis første og én eller flere ytterligere kilder, der den første fotonkilden og nevnte én eller flere ytterligere fotonkilder er innrettet til å ha suksessivt minskende fotonenergier.
Et ytterligere aspekt av oppfinnelsen tilveiebringer anvendelse av et apparat beskrevet ovenfor ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.
Et ytterligere aspekt av oppfinnelsen tilveiebringer et rør omfattende et apparat som beskrevet i det foregående.
Kort beskrivelse av tegningene
Fig. 1 viser et apparat ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen omfattende en detektor og tre gammastrålekilder med forskjellige energier som viser tre densitetsmålinger langs korder (p1, p2 og p3). Fig. 2 viser apparatet i en ytterligere utførelsesform av oppfinnelsen omfattende en detektor og fem gammastrålekilder med tre forskjellige energier, idet parene av middels- og lavenergikilder (kilder 2 og 3) tillater symmetrisk forming av middelverdi i tilfellet av asymmetrisk stratifikasjon. Fig. 3 viser apparatet ifølge apparatet ifølge en ytterligere utførelsesform av oppfinnelsen omfattende en detektor og tre gammastrålekilder med forskjellige energier som viser tre densitetsmålinger langs korder (p1, p2 og p3) arrangert for asymmetrisk sensitivitet.
Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen
Med generelle betegnelser vedrører den foreliggende oppfinnelse overvåkning av blandet eller flerfase rørledningsstrømning, spesielt strømningen og avsetningen av faststoffer, spesielt ved bruk av gammastråler eller alternativt røntgenstråler. En foretrukket metode innebærer bruken av en eneste gammastråledetektor og to eller flere forskjellige gammastrålekilder anordnet på omkretsen av rørledningen.
Fotoner passerer gjennom strømningen i rørledningen til detektoren og antallet av fotoner som mottas av detektoren fra en spesiell kilde er avhengig av densiteten av materialet som strømmer i røret mellom kilden og detektoren. De vanlig strenge krav for kalibrering er svekket takket være ytterligere posisjons-informasjon inneholdt i det spektroskopiske vindu for hver kilde.
Densitetsbaserte målinger er særlig nyttige i tilfellet av en blandet strømning med lav gassfraksjon, som f.eks. en bitumen-vann-faststoffstrøm, ettersom væsker som f.eks. vann og bitumen har densiteter nær 1 g/cm<3>(og behøver ikke behandles separat), mens faststoffer som f.eks. sand har en mye høyere korndensitet, typisk omtrent 2,65 g/cm<3>. Selv løst aggregert faststoff med omtrent 40% vannfylt porevolum vil ha en volumdensitet på omtrent 2 g/cm<3>. Densitetsvariasjonen tilveiebringer således en høyfølsom signatur for inhomogenitet og derfor faststoffavsetning i rørledninger med blandet strømning.
Som beskrevet i det foregående kan en gammastråledetektor være anordnet i et første punkt på omkretsen av røret og en første gammastrålekilde er anordnet i et andre punkt på omkretsen av røret f.eks. et punkt motsatt detektoren, slik at detektoren og den første kilde definerer en første korde over tverrsnittet av røret. Praktisk er rørledningen sylindrisk med et sirkulært tverrsnitt og detektoren og den første gammastrålekilde er posisjonert på omkretsen av rørledningen. Rørledningen kan imidlertid ha en hvilken som helst form. Foretrukket er den første kilde posisjonert diametralt motsatt detektoren.
Én eller flere ytterligere gammastrålekilder kan være anordnet i punkter på omkretsen av røret suksessivt nærmere detektoren enn den første kilde. Praktisk er detektoren, den første kilde og nevnte én eller flere ytterligere kilder posisjonert omtrent i et samme plan, som er generelt ortogonalt til røraksen. Kildene kan imidlertid være lokalisert i noen korte avstander fra det nevnte plan og det nevnte plan behøver ikke være ortogonalt til røraksen.
Detektoren og de ytterligere kilder definerer én eller flere ytterligere korder med suksessivt minskende lengde over røret i forhold til den nevnte første korde. Densiteten over den nevnte første korde bestemmes fra impulstallverdien detektert fra den første kilde av detektoren, og densitetene over nevnte én eller flere ytterligere korder bestemmes fra impulstallverdien detektert fra nevnte én eller flere ytterligere kilder av detektoren.
Avsetning eller gjennomsnittlig fasefraksjon av faststoff i røret kan bestemmes fra de relative densiteter over nevnte første korde og nevnte én eller flere ytterligere korder.
Måling av fordelingen av faststoff mellom den første korde og nevnte én eller flere ytterligere korder kan også anvendes for å måle tendensen av faststoff i rørledningen til å gravidere til en nedre del av strømningen. Dette kan være nyttig ved å bestemme faren for avsetning og/eller blokkering av rørledningen.
Egnede gammastråledetektorer inkluderer "Permanent Gamma Ray Gauge" (PGRG) anvendt i "FloWatcher"-densitometeret. Scintilatorer eller andre detektorer kan anvendes.
Egnede gammastrålekilder inkluderer kjemiske isotopkilder. Foretrukket emitterer kombinasjoner av kilder anvendt i samsvar med oppfinnelsen fotoner med distinkte men overlappende energispektra. Emisjoner fra de forskjellige kilder er separerbare ved bruk av konvensjonelle metoder f.eks. slik at detektoren samtidig uavhengig kan måle emisjonene fra hver av kildene. Foretrukket er den første kilde, som ligger lengst bort fra detektoren, den høyeste energikilde og energien av kildene minsker jo nærmere de kommer kilden, dvs. kildene kan ha suksessivt lavere fotonenergi i forhold til den første kilde. For eksempel kan den første kilde være Co-60 (1175-1333 keV) og første og andre ytterligere kilder kan være
Cs-137 (662 keV) og Ba-133 (80-400 keV).
Lav-aktivitetskilder (f.eks. lisensfri) kan anvendes i samsvar med oppfinnelsen. Disse kan være fordelaktige av praktiske grunner inklusive at personelleksponering og kostnader holdes lave og transportdokumentasjon forenkles. Selv med lavaktivitetskilder kan tilstrekkelig nukleær impulsstatistikk vanlig oppnås med telletider på omtrent ett minutt.
I noen foretrukne utførelsesformer er detektoren posisjonert i det øverste punktet på omkretsen av røret og den første kilde er posisjonert i det nederste punkt på omkretsen av røret (dvs. definering av en vertikal første korde). Foretrukket er den første kilde den høyeste foton energikilde (som dempes minst sterkt). Dette tilveiebringer optimal impulstall verdikontrast som en funksjon av densiteten over den lengste korde. På lignende måte kan lavere energikilder plasseres nærmere detektoren. Kilde og detektor er foretrukket posisjonert på den ytre overflate av rørledningen.
Detektoren måler foretrukket fotonemisjoner over energispektrumet. De høy-este energifenomener, som bare opptrer fra den første kilde med høyest energi, blir så identifisert fra denne spektrale måling. Disse fenomener er fullenergi- eller såkalte "fototopp"-tilfeller hvori gammastrålene når detektoren uten spredning.
Modellerings- eller kalibreringsmålinger tilveiebringer informasjon om formen av det totale spektrum som oppstår fra denne første kilde, inklusive fenomener hvor Compton-spredning gir oppkomst til lavere tilsynelatende energier. Det totale målingsspektrum kan således korrigeres for disse spredningsfenomener for å oppnå en måling av impulstall-verdien som skriver seg fra den første (høyeste energikilde).
Fenomener fra den nest høyeste energikilde (f.eks. den første ytterligere kilde) kan så identifiseres og en analog Compton-korreksjon foretas. Ved å gjenta denne prosedyre avledes impulstallverdier fra hver forskjellig kilde.
Spektroskopiske metoder egnet for identifisering av fenomener fra forskjellige kilder og gjennomføring av en passende korreksjon er vel kjent for de fagkyndige.
Fra impulstallverdiene kan densiteten over korden bestemmes.
Densitetsmålingen over den første korde over tverrsnittet av rørledningen ( p: i fig. 1) tilveiebringer en driftsinnholdsbestemmelse for den totale strømning i rørledningen. Strømningen i rørledningen kan være stratifisert, idet det vertikale lineære driftsinnhold over den første korde i dette tilfelle ikke alltid er det samme som en arealbasert driftsinnholdsmåling. De andre og påfølgende målinger (f.eks.P2ogP3i fig. 1) over nevnte én eller flere ytterligere korder gir driftsinnholdsmålin-ger for progressivt høyere deler av strømningstverrsnittet. Hvis sandavsetning fore-kommer eller hvis avsetning fører til en økt sandfraksjon i den nedre del av strømningen vil da p: klart være høyere enn p2,P3etc. Estimater av impulstallverdiene for væsker og faststoffer kan foretas ved bruk av et tomt rør, eller et homogent fylt rør. Ettersom densitetskontrasten mellom væske (vann eller bitumen) og sand er stor, er høypresisjons kunnskap om impulstallverdiene ikke nødvendig. Nærværet av en signifikant sandfraksjon i hvilke som helst av stråledensitetsmålingene vil lett iakttas. Densiteter beregnes fra impulstallene på basis av en kalibreringskurve bestemt fra kontrollforsøk eller modellering.
I noen utførelsesformer av oppfinnelsen kan nevnte én eller flere ytterligere kilder omfatte en første og en andre ytterligere kilde. En fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen kan således omfatte: tilveiebringelse av en første og en andre ytterligere gammastrålekilde, idet nevnte detektor og nevnte første og andre ytterligere kilde definerer en respektiv andre og en tredje korde over røret,
densiteten bestemmes over nevnte første, andre og tredje korder fra impulstallverdien detektert av detektoren fra henholdsvis første, andre og tredje kilder, og
avsetningen av faststoff i røret bestemmes fra de relative densiteter over nevnte første, andre og tredje korder.
Som beskrevet ovenfor har nevnte første, andre og tredje korder foretrukket suksessivt minskende lengde, dvs. at den første kilde og den første og andre ytterligere kilde er posisjonert suksessivt nærmere detektoren på omkretsen av rørledningen. Foretrukket har første kilde og første og andre ytterligere kilder suksessivt minskende energier.
I noen utførelsesformer kan gammastråledetektoren omfatte mer enn én detektormodul, idet hver deteksjonsmodul er posisjonert i det samme eller et forskjellig punkt på omkretsen av røret. For eksempel kan hver modul konfigureres til å detektere emisjon fra et spesielt kilde-species slik at densiteten over en individuell korde eller par av korder over rørledningen bestemmes. For minimal omkostning og kompleksitet foretrekkes imidlertid anvendelsen av en enkelt detektormodul for den samtidige bestemmelse av flere densiteter over forskjellige korder av rørledningen.
Videre kan fremgangsmåter og apparatur ifølge oppfinnelsen anvendes for å forme middelverdier eller identifisere og måle asymmetrisk stratifikasjon i en rørledning.
I noen utførelsesformer kan identiske gammastrålekilder plasseres symmetrisk i forhold til detektoren på hver side av røret, f.eks. i den samme vertikale posisjon som vist i fig. 2. I dette tilfelle vil impulstallverdien som detekteres fra hvert kildespecies automatisk representere de gjennomsnittlige driftsinnhold langs korder på hver side av røret.
I tilfellet av asymmetrisk stratifiserte konfigurasjoner (f.eks. sandavsetning nær et kne i rørledningen, som kan hauge seg opp på én side av rørledningen) kan således fremdeles en hovedsakelig nøyaktig driftsinnholdsbestemmelse avledes. For eksempel vil den gjennomsnittlige verdi av p2i fig. 2 gi en omtrent riktig driftsinnholdsbestemmelse for de avsatte sandlag.
I andre utførelsesformer, hvori måling av asymmetrisk avsetning kreves, kan forskjellige kildespecies være arrangert symmetrisk på hver side av røret (f.eks. i den samme vertikale posisjon, som vist i fig. 3). I det viste eksempel vil driftsinnholdet målt over p3vise en signifikant sandfraksjon, mens den symmetrisk anbrakte p2-måling ikke vil indikere nærvær av sand.
Oppfinnelsen tilveiebringer også et apparat for anvendelse ved gjennomfør-ing av en fremgangsmåte som beskrevet i det foregående. Apparatet kan omfatte en detektor, en førstekilde og én eller flere ytterligere kilder som beskrevet i det foregående, idet alle disse er innrettet for å festes til omkretsen av en rørledning. For eksempel kan apparatet omfatte ett eller flere beslag for å feste detektoren og kildene til røret.
Apparatet kan omfatte en dataprosessor som er forbundet eller kan forbindes til detektoren. Dataprosessoren kan identifisere energifenomener som skriver seg fra den første kilde og nevnte én eller flere ytterligere kilder og gjennomføre en riktig korreksjon for spredningsfenomener, som bestemt ved modellering eller kalibreringsmålinger for å bestemme impulstallverdien som skriver seg fra hver individuell kilde. Densiteter over de individuelle korder av rørledningens tverrsnitt kan så bestemmes fra impulstallene detektert fra hver kilde.
Fig. 1 viser et apparat for å overvåke faststoffer i en rørledning med blandet strømning ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen. En gammastråledetektor 5 er posisjonert i et første punkt på omkretsen av røret og en første gammastrålekilde 2 omfattende Co-60 (1175-1333 keV) er anordnet i et punkt på omkretsen av røret diametralt motsatt detektoren 5, slik at detektoren 5 og den første kilde 2 definerer en første korde p: og tverrsnittet av røret. En andre gammastrålekilde 3 omfattende Cs-1378 (662 keV) og en tredje gammastrålekilde 4 omfattende Ba-133 er posisjonert i punkter på omkretsen av røret suksessivt nærmere detektoren 5 enn den første kilde 2. Detektoren 5 og den andre kilde 3 definerer en korde p2over røret og detektoren 5 og den tredje kilde 4 definerer en korde p3over røret. Korde Pi.P2ogP3har suksessivt minskende lengde.
Densiteten over p^bestemmes fra impulstallverdien detektert fra den første kilde av detektoren og tilveiebringer en driftsinnholdsbestemmelse for hele strømningen. Densitetene over p2og p3bestemmes fra impulstallverdien detektert fra andre og tredje kilder av detektoren og tilveiebringer driftsinnholdsbestemmelser for progressivt høyere deler av strømningstverrsnitt. Fig. 2 viser et apparat ifølge en ytterligere utførelsesform av oppfinnelsen og anordnet for å bestemme gjennomsnittlig driftsinnhold over en rørledning med asymmetrisk stratifikasjon. Gammastråledetektoren 5 og den første gammastrålekilde 2 er posisjonert som tidligere. Et par andre gammastrålekilder 3 omfattende Cs-137 (662 keV) er posisjonert symmetrisk på hver side av røret i den samme vertikale posisjon og et par av tredje gammastrålekilder 4 omfattende Ba-133 er posisjonert symmetrisk på hver side av røret i den samme vertikale posisjon, høyere enn den vertikale posisjon av de andre gammastrålekilder 4 i figuren. Kordene definert av paret av andre kilder 3 med detektoren 5 har lik lengde og er betegnet p2og kordene definert av paret av tredje kilder 4 med detektoren 5 har lik lengde og er betegnet p3. p2er mindre enn p^og større enn p3. I tilfellet av asymmetrisk stratifikasjon, som vist i fig. 2, gir den gjennomsnittlige verdi av p2en omtrentlig korrekt driftsinnholdsverdi for det avsatte laget 6. Fig. 3 viser et apparat ifølge en ytterligere utførelsesform av oppfinnelsen anordnet for å måle asymmetrisk stratifikasjon. Gammastråledetektoren 5 og den første gammastrålekilde 2 er posisjonert som tidligere. En andre gammastrålekilde 3 omfatter Cs-137 (662 keV) og en tredje gammastrålekilde 4 omfattende Ba-133 er posisjonert symmetrisk på hver side av røret i den samme vertikale posisjon. Korden definert av den andre kilde 3 sammen med detektoren 5 er betegnet p2og korden definert av den tredje kilde 4 sammen med detektoren 5 er betegnet p3.
Asymmetrisk sandavsetning 6 i rørledningen vil bli indikert av en signifikant sandfraksjon i driftsinnholdet målt av p3men ingen sandfraksjon i driftsinnholdet målt av p2eller vice versa.
Mens oppfinnelsen er beskrevet i forbindelse med de eksempelvise utførelsesformer som er beskrevet i det foregående, vil mange ekvivalente modifikasjoner og variasjoner være nærliggende for de fagkyndige i besittelse av denne fremstilling. Følgelig er de eksempelvise utførelsesformer av oppfinnelsen angitt i det foregående ansett bare å være illustrerende og ikke begrensende. Forskjellige endringer av de beskrevne utførelsesformer kan foretas uten å gå utenfor idéen og rammen for oppfinnelsen.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte for overvåkning av strømning i et strømningsrør, hvor fremgangsmåten omfatter: tilveiebringelse av en strømningsrørledning med en fotondetektor (5) i en første posisjon på omkretsen av røret, en første fotonkilde (2) i en andre posisjon på omkretsen av røret, idet detektoren (5) og den første kilden (2) definerer en første korde (pO over røret, og én eller flere ytterligere fotonkilder (3, 4) i posisjoner på omkretsen av røret som definerer én eller flere ytterligere korder (p2, p3) over røret; densiteten over den nevnte første korden (pO bestemmes fra impulstallverdien detektert fra den første kilden (2) ved hjelp av detektoren (5); og densitetene over nevnte én eller flere ytterligere korder (p2, p3) bestemmes fra impulstallverdien detektert fra nevnte én eller flere ytterligere kilder (3, 4) av detektoren (5), hvori de ytterligere korder (p2, p3) er valgt til å ha suksessivt minskende lengde over røret i forhold til den nevnte første korde (pO, karakter i s e r t ved at den første fotonkilden (2) og nevnte én eller flere ytterligere fotonkilder (3, 4) har suksessivt minskende fotonenergier.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat den første kilden (2) er diametralt motsatt detektoren.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller krav 2, karakterisert veda t strømningen er en blandet strømning omfattende minst to faser inkluderende en fast fase, hvor fremgangsmåten videre omfatter: bestemmelse av avsetningen av faststoffer i røret fra de relative densiteter over den nevnte første korde (pO og nevnte én eller flere ytterligere korder (p2, p3).
4. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller krav 2, karakterisert veda t strømningen er en blandet strømning omfattende minst to faser inkluderende en fast fase, hvor fremgangsmåten ytterligere omfatter: bestemmelse av den gjennomsnittlige fasefraksjon av faststoff i røret fra densitetene over nevnte første korde (pO og nevnte én eller flere ytterligere korder (P2, P3)-
5. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 4,karakterisert vedat den første fotonkilden (2) og nevnte én eller flere ytterligere fotonkilder (3, 4) har forskjellige fotonenergier.
6. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 5,karakterisert veda tfotonkildene er kjemiske isotopkilder.
7. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 6,karakterisert vedat detektoren er posisjonert i det øverste punkt på omkretsen av røret og den første kilden (2) er posisjonert i det laveste punkt på omkretsen av røret.
8. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 7,karakterisert vedat detektoren (5), den første kilden (2) og nevnte én eller ytterligere kilder (3, 4) posisjoneres på den ytre overflaten av rørledningen.
9. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat nevnte én eller flere ytterligere kilder (3, 4) omfatter ett eller flere par av identiske gammastrålekilder, idet hvert par av kilder er posisjonert på omkretsen av røret slik at kordene (p2, p3) over røret definert av hvert medlem av paret sammen med detektoren (5) har omtrentlig lik lengde, idet det gjennomsnittlige driftsinnhold bestemmes fra den gjennomsnittlige verdi av densitetene over de nevnte korder (p2, p3).
10. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 8,karakterisert vedat nevnte én eller flere ytterligere kilder (3, 4) omfatter minst et par av ikke-identiske kilder posisjonert på omkretsen av røret slik at kordene (p2, p3) over røret definert av hvert medlem av paret sammen med detektoren (5) har omtrentlig lik lengde, idet den asymmetriske avleiring av faststoff i røret bestemmes fra de relative densitetsverdier bestemt over kordene (P2,P3) definert av hvert medlem av paret sammen med detektoren (5).
11. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 10,karakterisert veda t fotondetektoren (5) er en gammastråledetektor.
12. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 11,karakterisert vedat den første og nevnte én eller flere ytterligere kilder (2, 3, 4) er posisjonert på omkretsen av røret suksessivt nærmere detektoren (5).
13. Apparat for å overvåke strømning i et strømningsrør, omfattende: en fotondetektor (5) innrettet for å festes i et første punkt på omkretsen av røret; en første fotonkilde (2) innrettet for å festes på omkretsen av røret motsatt detektoren, idet detektoren og den første kilde definerer en første korde (p0 over røret; én eller flere ytterligere fotonkilder (3, 4) innrettet for å festes i posisjoner på omkretsen av røret suksessivt nærmere detektoren (5), idet detektoren (5) og nevnte én eller flere ytterligere kilder (3, 4) definerer én eller flere ytterligere korder (P2,P3) over røret; og en dataprosessor innrettet for å bestemme densitetene over nevnte første (pO og én eller flere ytterligere korder (p2,P3) av røret som en funksjon av impulstallverdien detektert av detektoren (5) fra henholdsvis nevnte første (2) og nevnte én eller flere ytterligere kilder (3, 4),karakterisert vedat den første fotonkilden (2) og nevnte én eller flere ytterligere fotonkilder (3, 4) er innrettet til å ha suksessivt minskende fotonenergier.
14. Apparat ifølge krav 13, karakterisert vedat detektoren (5), den nevnte første kilden (2) og nevnte ytterligere kilder (3, 4) er tilpasset for å festes på den ytre overflate av en rørledning.
15. Rør med et apparat ifølge krav 13 eller 14 festet dertil.
17. Anvendelse av et apparat ifølge krav 13 eller krav 14 i en fremgangsmåte for overvåkning av strømning i en rørledning med blandet strømning.
NO20053311A 2002-12-31 2005-07-06 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. NO338594B1 (no)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB0230324A GB2396907B (en) 2002-12-31 2002-12-31 Method and apparatus for monitoring solids in pipes
PCT/GB2003/005545 WO2004059304A1 (en) 2002-12-31 2003-12-18 Method and apparatus for monitoring deposition of solids in pipelines using a plurality of radiation sources pointing to a unique detector

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO20053311D0 NO20053311D0 (no) 2005-07-06
NO20053311L NO20053311L (no) 2005-09-27
NO338594B1 true NO338594B1 (no) 2016-09-12

Family

ID=9950540

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20053311A NO338594B1 (no) 2002-12-31 2005-07-06 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.

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7402796B2 (no)
AU (1) AU2003290282A1 (no)
GB (1) GB2396907B (no)
NO (1) NO338594B1 (no)
WO (1) WO2004059304A1 (no)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070189452A1 (en) * 2006-02-16 2007-08-16 Bp Corporation North America Inc. On-Line Tool For Detection Of Solids And Water In Petroleum Pipelines
DE102006050656A1 (de) * 2006-10-24 2008-04-30 Endress & Hauser Meßtechnik GmbH & Co. KG Durchflußmeßsystem und Verfahren zur Bestimmung eines Durchflusses einer feststoffbeladenen Flüssigkeit in einer Leitung
US8731888B2 (en) * 2007-12-19 2014-05-20 Exxonmobil Upstream Company Gamma ray tool response modeling
US9459216B2 (en) 2009-01-05 2016-10-04 En'urga, Inc. Method for characterizing flame and spray structures in windowless chambers
US20100172471A1 (en) * 2009-01-05 2010-07-08 Sivathanu Yudaya R Method and apparatus for characterizing flame and spray structure in windowless chambers
DE102012105922A1 (de) 2012-07-03 2014-01-09 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Radiometrische Messanordnung und Verfahren zur Detektion von Ansatzbildung in einer radiometrischen Messanordnung
BR112017001112A2 (pt) * 2014-07-22 2017-11-14 Shell Int Research métodos de detecção de depósitos de linha flexível utilizando densitometria de raios gama
GB201417969D0 (en) * 2014-10-10 2014-11-26 Johnson Matthey Plc Apparatus and method for determining a level of a fluid within a vessel
US20170248418A1 (en) * 2014-10-22 2017-08-31 Shell Oil Company Method of detecting flow line deposits using gamma ray densitometry
WO2016176480A1 (en) 2015-04-28 2016-11-03 Delta Subsea Llc Systems, apparatuses, and methods for monitoring undersea pipelines
WO2017171573A1 (ru) * 2016-03-28 2017-10-05 Акционерное Общество "Роспан Интернешнл" Способ определения параметров скважинного многокомпонентного потока
WO2018063237A1 (en) * 2016-09-29 2018-04-05 Halliburton Energy Services, Inc. Fluid imaging in a borehole
GB2554643A (en) * 2016-09-29 2018-04-11 Statoil Petroleum As Diagnostics tool
CN107861167B (zh) * 2017-10-31 2019-07-12 广东石油化工学院 一种γ射线监测包覆管道多相流流态诱发腐蚀异常的方法
CN113614521B (zh) * 2019-03-29 2024-10-15 富士胶片株式会社 图像处理装置、放射线图像摄影系统、图像处理方法及记录介质
CN114279373B (zh) * 2021-12-15 2024-07-30 哈尔滨工业大学 一种测量碳氢燃料在冷却通道内产生结焦层厚度的系统、方法和设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0316048A2 (en) * 1987-11-12 1989-05-17 Unilever N.V. Measuring apparatus
US6097786A (en) * 1998-05-18 2000-08-01 Schlumberger Technology Corporation Method and apparatus for measuring multiphase flows

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3846631A (en) * 1972-03-13 1974-11-05 Applied Invention Corp Gamma ray differential density probe
DE3138159A1 (de) * 1981-09-25 1983-04-14 Gkss - Forschungszentrum Geesthacht Gmbh, 2054 Geesthacht Verfahren und vorrichtung zur (gamma)-transmissionsanalyse von mehrkomponenten-gemischen in gegenwart grobkoerniger komponenten
GB2168150B (en) * 1984-12-05 1988-12-14 Atomic Energy Authority Uk Pipeline inspection
GB8430701D0 (en) * 1984-12-05 1985-01-16 Atomic Energy Authority Uk Pipeline inspection
JPH07117502B2 (ja) * 1986-11-25 1995-12-18 ペトロ−カナダ・インコ−ポレ−テツド 計測装置
GB2200206B (en) * 1986-12-19 1991-02-13 Subsea Offshore Ltd Detection apparatus and method
US5166964A (en) * 1989-12-12 1992-11-24 Kenichi Hasegawa & Tokimec Inc. Method and apparatus for measuring density
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
WO1997029356A1 (en) * 1996-02-07 1997-08-14 Biotraces, Inc. Method and apparatus for remote density measurement

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0316048A2 (en) * 1987-11-12 1989-05-17 Unilever N.V. Measuring apparatus
US6097786A (en) * 1998-05-18 2000-08-01 Schlumberger Technology Corporation Method and apparatus for measuring multiphase flows

Also Published As

Publication number Publication date
US20060131496A1 (en) 2006-06-22
US7402796B2 (en) 2008-07-22
GB2396907B (en) 2005-03-16
NO20053311D0 (no) 2005-07-06
WO2004059304A1 (en) 2004-07-15
GB0230324D0 (en) 2003-02-05
AU2003290282A1 (en) 2004-07-22
AU2003290282A8 (en) 2004-07-22
GB2396907A (en) 2004-07-07
NO20053311L (no) 2005-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
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.
AU674141B2 (en) Method and apparatus for the measurement of the mass flowrates of fluid components in a multiphase slug flow
CA1257712A (en) Metering choke
AU618602B2 (en) Measurement of flow velocity and mass flowrate
US7903782B2 (en) Apparatus and method for fluid phase fraction determination using x-rays optimized for wet gas
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
WO2011005133A1 (en) Apparatus and method for measuring multi-phase fluid flow
GB2433315A (en) Method and system for analyzing multiphase mixtures
US20100140496A1 (en) Detection of an element in a flow
CN113841030A (zh) 双束多相流体分析系统和方法
BR112013033869B1 (pt) método para determinar a localização dentro de uma faixa de medição de um limite entre duas fases de material dentro de um recipiente, e, aparelho para medir a localização dentro de uma faixa de medição de um limite entre duas fases dentro de um recipiente
GB2088050A (en) Gamma Ray Analysis of Multi- component Material
GB2109543A (en) Method and apparatus for the gamma transmission analysis of multicomponent mixtures in the presence of coarse grained components
Khayat et al. Design and simulation of a multienergy gamma ray absorptiometry system for multiphase flow metering with accurate void fraction and water-liquid ratio approximation
Askari et al. An intelligent gamma-ray technique for determining wax thickness in pipelines
CN106662436A (zh) 使用伽马射线密度测量法来检测流动管路沉积物的方法
CN101017126B (zh) 双探测器在线密度测量方法和在线密度计
Falcone Key multiphase flow metering techniques
US6011263A (en) Method and apparatus for measuring multi-phase flow
RU220701U1 (ru) Многофазный расходомер с источником быстрых нейтронов
RU2789623C1 (ru) Многофазный расходомер
RU2602412C1 (ru) Способ калибровки и проверки радиоизотопных плотномеров суспензий по образцам-имитаторам
WO2014035275A1 (en) X-ray based multiphase flow meter with energy resolving matrix detector
RU154702U1 (ru) Концентратомер многофазной жидкости
RU76452U1 (ru) Рентгеновский анализатор расхода и состава компонентов трехкомпонентного потока

Legal Events

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