NO343523B1 - Anordning og fremgangsmåte for måling av strømningsraten til forskjellige fluider som er til stede i flerfasestrømmer - Google Patents

Anordning og fremgangsmåte for måling av strømningsraten til forskjellige fluider som er til stede i flerfasestrømmer Download PDF

Info

Publication number
NO343523B1
NO343523B1 NO20131515A NO20131515A NO343523B1 NO 343523 B1 NO343523 B1 NO 343523B1 NO 20131515 A NO20131515 A NO 20131515A NO 20131515 A NO20131515 A NO 20131515A NO 343523 B1 NO343523 B1 NO 343523B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
measuring
flow
flow rate
multiphase
separator device
Prior art date
Application number
NO20131515A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20131515A1 (no
Inventor
Paolo Andreussi
Stefano Boschi
Original Assignee
Eni Spa
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 Eni Spa filed Critical Eni Spa
Publication of NO20131515A1 publication Critical patent/NO20131515A1/no
Publication of NO343523B1 publication Critical patent/NO343523B1/no

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/34Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure
    • G01F1/36Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/10Locating fluid leaks, intrusions or movements
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B49/00Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
    • E21B49/08Obtaining fluid samples or testing fluids, in boreholes or wells
    • 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
    • G01F15/00Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/08Air or gas separators in combination with liquid meters; Liquid separators in combination with gas-meters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/26Oils; Viscous liquids; Paints; Inks
    • G01N33/28Oils, i.e. hydrocarbon liquids
    • G01N33/2823Raw oil, drilling fluid or polyphasic mixtures
    • 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
    • G01F1/72Devices for measuring pulsing fluid flows

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Description

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører en anordning for måling av strømningsratene til forskjellige fluider som er til stede i en flerhet distinkte flerfasestrømmer som passerer, hver gjennom et respektivt hovedstrømningsrør som ikke danner en del av anordningen.
En gjenstand for den foreliggende oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte for måling av strømningsratene til hver fase i distinkte flerfasestrømmer som strømmer i respektive og forskjellige hovedstrømningsrør.
Gjenstanden med den foreliggende oppfinnelsen anvendes i oljeindustrien og er særlig egnet for måling av strømningsraten til faser i flerfasestrømmer som passerer langs respektive strømningsrør som er konsentrert i offshore-plattformer eller onshoreklyngeplattformer.
Som kjent uføres det under olje- og gassproduksjonen målinger i et strømningsrør som transporterer hydrokarboner, for å bestemme strømningen til flerfasestrømmene og enfasene, der flerfasestrømningen består av en tofaset eller trefaset olje-vann-gasskombinasjon.
Strømningsmålingene av de forskjellige fasene i et respektivt rør som transporterer olje/hydrokarboner, er nødvendige for å styre og regulere hydrokarbonproduksjonen og også for å evaluere vann- og gassinnholdet i flerfasestrømningen.
For å avdekke strømningen til de forskjellige fasene nøyaktig i en olje-vann-gassflerfasestrøm kan det anvendes flerfasemålere (MPFM) som er i stand til å operere i forskjellige strømningsregimer.
Noen flerfasestrømningsmålere er kun forbundet med oljeindustrien, andre er basert på ioniserende strålinger, andre igjen er basert på anvendelsen av mikrobølger. Disse instrumentene er imidlertid kjennetegnet av en betydelig usikkerhet når det gjelder målingene.
Tradisjonelle målefremgangsmåter for flerfasefluider ser for seg en separering av fluidet ved hjelp av en tofase- eller trefaseseparator samt målingen av strømningsraten til de utgående enfasene.
Siden disse separatorene er spesielt kostbare, uhåndterlige og også tunge, anvendes det vanligvis kun én trefaseseparator for å måle ulike ledninger eller strømningsrør nær hverandre.
Gjennom en egnet kombinasjon av ventiler, som kalles manifold, kan enhver av ledningene eller flerfasestrømningsrørene settes i fluidkommunikasjon med trefaseseparatoren for å kunne utføre målinger av strømmen som kommer fra en spesifikk bønn, mens alle de andre flerfasestrømningsrørene forblir i en produksjonstilstand. Målingen utført i henhold til denne prosessen er en ikkekontinuerlig måling av strømningsratene til de analyserte flerfasestrømmenes faser. Med andre ord utføres denne målingen på strømprøver tatt direkte fra de relative ledningene eller flerfasestrømningsrørene.
I tillegg til manifolden for kommunikasjon med separatoren tilveiebringer dette systemet også en ytterligere produksjonsmanifold som alle ledningene eller strømningsrørene som kommer fra de respektive brønnene, sendes til.
Målere for flerfasestrømningsrate som anvender isokinetisk sampling koblet til en måler for flerfasestrømmenes totale strømningsrate, er også kjent, som beskrevet og fremstilt i dokumentene WO2005/031311 og WO2007/060386. Måleren for den totale strømningsraten opererer uavhengig av den isokinetiske samplingen og tillater beskrivelse av flerfaseblandingens væske- og gasstrømningsrater.
En anordning og fremgangsmåte for enkel flerfasestrømningsmåling basert på isokinetisk sampling som er i stand til å operere med høye væskevolumfraksjoner, dvs. (LVF) > 10 %, og i ethvert strømningsregime, slik som laminært, boble, slug og lignende, er også kjent.
Dette systemet anvendes generelt for hver ledning eller strømningsrør som kommer fra brønnene, og utfører en kontinuerlig måling av olje, gass og vann fra den enkelte brønnen.
WO 2011/039593 beskriver et apparat og en fremgangsmåte for måling av strømningshastigheten av en flerfasestrøm, ved isokinetisk prøvetaking av en signifikant del (5-20%) i forhold til den totale strømningshastighet. WO 2011/039593 beskriver et apparat og en fremgangsmåte som muliggjør måling på en effektiv måte av en flerfasestrøm som inneholder høye volumetriske flytende fraksjoner over 10%. Til dette formål beskriver WO 2011/039593 et apparat for måling av væsken og gasstrømningshastighetene QLog QGi en flerfasestrøm som angitt på sidene 18-19 i søknaden.
WO 2006/048418 angår et system for å bestemme bidraget fra individuelle brønner til produksjon av en gruppe av råolje-, gass- og / eller andre fluidproduksjonsbrønner. WO 2006/048418 har til hensikt å finne et system som kan gi informasjon om sammensetningen og fluksen av fluider fremstilt fra enkeltvise brønner på basis av en fluks som kommer ut av en separator hvor en blanding av flukser som kommer fra enkeltvise brønner er matet.
Selv om forskjellige måleteknikker for flerfasestrømmer har spesielle fordeler, har patentsøkeren funnet at de ikke er uten ulemper og at mange aspekter kan forbedres, hovedsakelig med tanke på nøyaktigheten av målingen som utføres, avledningen av betydelige masser av flerfasestrømmer, den totale uhåndterligheten ved anordningen og dessuten de totale kostnadene ved sistnevnte.
Særlig har patentsøkeren funnet at de tradisjonelle fremgangsmåtene for flerfasemåling ved gruppering av ledningene ser for seg den totale innsamlingen av hver lednings strømningsrate. Følgelig sendes hele flerfasestrømningen som er samlet inn, til trefaseseparatoren som må være passende dimensjonert, noe som skaper betydelige uhåndterligheter og kostnader.
Alternativt er fremgangsmåten med å transportere hele flerfasestrømningen til en flerfasemåleinnretning av den kjente typen, kjent. Denne fremgangsmåten impliserer å dimensjonere flerfasemåleren over hele spekteret av mulige målingsområder i løpet av levetiden til alle brønnene hvis fluidstrøm må måles av måleren av den kjente typen, hvilket er en tilstand som er vanskelig å oppnå uten å godta store degradasjoner i målingsnøyaktigheten.
På den andre siden ser andre fremgangsmåter for seg en kontinuerlig måling av flerfasestrømningsratene der det er nødvendig med et målesystem for hver tiltenkte ledning. Kostnadene og uhåndterligheten ved hvert system må selvsagt multipliseres med hver tiltenkte strømningsledning.
Hovedformålet med den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe en anordning og fremgangsmåte for måling av strømningsraten til forskjellige fluider som er til stede i en flerhet distinkte flerfasestrømmer, som kan løse problemene som har vist seg i de kjente teknikkene.
Et formål med den foreliggende oppfinnelsen er å sikre en nøyaktig måling av strømningsratene til flerfasestrømmers faser.
Et ytterligere formål med den foreliggende oppfinnelsen er å tillate en optimal semikontinuerlig måling av flerfasestrømmer i grupperinger av flerfasestrømningsledninger.
Et annet formål med den foreliggende oppfinnelsen er å redusere strømningsratene til flerfasestrømmene som skal separeres.
Enda et annet formål med den foreliggende oppfinnelsen er å forenkle måleanordningen.
Et ytterligere formål med den foreliggende oppfinnelsen er å redusere den totale uhåndterligheten ved måleanordningen.
Et annet formål med den foreliggende oppfinnelsen er å redusere de totale kostnadene ved måleanordningen.
Formålene spesifisert ovenfor, og andre, oppnås i det vesentlige ved en anordning og fremgangsmåte for måling av strømningsraten til forskjellige fluider som er til stede i en flerhet distinkte flerfasestrømmer, som angitt og beskrevet i de følgende kravene.
I det følgende gis det en beskrivelse av en foretrukket, men ikke eksklusiv utførelsesform av en anordning og fremgangsmåte for måling av strømningsraten til forskjellige fluider som er til stede i en flerhet distinkte flerfasestrømmer, ifølge den foreliggende oppfinnelsen. Denne beskrivelsen er utført nedenfor med henvisning til den medfølgende tegningen som er tilveiebrakt kun for illustrative og ikke-begrensende formål, der figur 1 av tegningen er en skjematisk fremstilling av en anordning for måling av strømningsraten til forskjellige fluider som er til stede i en flerhet distinkte flerfasestrømmer, ifølge den foreliggende oppfinnelsen.
Som skjematisk vist i medfølgende figur 1 er anordningen 1 operativt assosiert med en flerhet hovedstrømningsrør 2 eller flerfasestrømningsledninger som for eksempel kommer fra respektive hydrokarbonutvinningsbrønner (ikke vist).
Nærmere bestemt er den fremstilte anordningen 1 operativt assosiert med fire hovedstrømningsledninger 2 som er bestemt til passeringen av respektive flerfasestrømmer C som kommer fra respektive utvinningsbrønner.
Det ovennevnte antallet hovedstrømningsrør 2 er naturligvis et eksempel på en gruppering av rør som kan variere avhengig av de spesifikke tilfellene, fra et minimum på 2, til et maksimumsantall N som skal opprettes, for eksempel fra 5 til 15.
Ifølge konfigurasjonen fremstilt i figur 1 er anordningen 1 egnet for å utføre målingen av strømningsraten til forskjellige fluider, særlig vann, olje og gass, som er til stede i en flerhet distinkte flerfasestrømmer C som passerer, hver gjennom et respektivt hovedstrømningsrør 2.
Som det kan sees i figur 1 omfatter anordningen 1 minst én måleenhet 3 som er operativt assosiert med hvert hovedstrømningsrør 2.
Ifølge løsningen fremstilt i figur 1 krysser hver måleenhet 3 koaksialt et første parti 2a og et etterfølgende andre parti 2b av det respektive hovedstrømningsrøret 2.
Hver måleenhet 3 omfatter fordelaktig en samplingsinnretning 4, særlig isokinetisk, for samplingen av en forhåndsbestemt mengde av en respektiv flerfasestrøm C som passerer langs det respektive hovedstrømningsrøret 2.
Den isokinetiske samplingsinnretningen 4 har som funksjon å samle inn en strømningsrate P til strømmen av flerfasestrømmen C som passerer langs det respektive hovedstrømningsrøret 2, der det avledes en alikvot P av den totale strømningsraten Q til strømmen av flerfasestrømmen C, ved inngangen til det respektive hovedstrømningsrøret 2.
Første målemiddel 5, særlig en differensialtrykkmåler av den kjente typen, plasseres i henhold til den isokinetiske samplingsinnretningen 4 for å måle trykkdifferansen, etter sampling, mellom alikvoten eller den samplede fraksjonen P som har blitt samlet inn, og flerfasestrømmen C eller den ikke-samplede fraksjonen. Denne trykkdifferansen må være null for å sikre at samplingen er isokinetisk.
Hver måleenhet 3 omfatter også, langs det respektive hovedstrømningsrøret 2 og nedstrøms av den respektive isokinetiske samplingsinnretningen 4, en strømningsbegrensning 6 som er slik at den skal skape det trykkfallet som er nødvendig for å utføre den nødvendige samplingen.
I korrespondanse med strømningsbegrensningen 6 kan andre målemiddel 7 tenkes, fordelaktig en differensialtrykkmåler av den kjente typen, egnet for å måle trykkfallet som skyldes passasjen av strømningen når den passerer gjennom strømningsbegrensningen 6.
Alternative kjente målefremgangsmåter, for eksempel ultralyder, vortexmålere eller volumetriske målere, kan om ønskelig anvendes for å bestemme den volumetriske strømningsraten.
Med henvisning nok en gang til figur 1 omfatter anordningen 1 også minst én separatorinnretning 8, foretrukket en kompakt separator, enda mer foretrukket med en høy effektivitet, som er operativt assosiert med måleenheten 3, for å separere vann-, olje- og gassfasene som er til stede i de respektive samplede fraksjonene P som er samlet inn av de respektive samplingsinnretningene 4.
Nærmere bestemt er hver målingsenhets 3 isokinetiske samplingsinnretning 4 i fluidkommunikasjon med den ovennevnte separatorinnretningen 8, til hvilken den respektive innsamlede fraksjonens P strømningsrate mates ved hjelp av en felles matekanal 9, for å separeres i dens flytende og gassholdige komponenter.
De flytende fasene forlater separatorinnretningens 8 bunn gjennom minst ett rør 10, mens den gassholdige fasen forlater separatorinnretningens 8 øvre ende gjennom minst ett rør 11.
Det kan også tenkes to nedre rør for tømming av de flytende fasene, der hvert er relatert til en type væske som er til stede i de ovennevnte flerfasestrømmene, dvs. vann og olje.
Med henvisning nok en gang til figur 1 omfatter anordningen 1 også tredje målemiddel 12, fordelaktig en måler 12a for den flytende strømningsraten av den kjente typen og en måler 12b for den gassformede strømningsraten av den kjente typen, som er operativt assosiert med separatorinnretningen 8 for å måle de respektive utgående strømningsratene til de forskjellige fluidene som er til stede i den respektive samplede fraksjonen P.
Strømningsratemåleren 12a er fordelaktig operativt posisjonert mellom separatorinnretningen 8 og en forenende forbindelse 13 for de separerte fluidene. I dette tilfellet er røret 10 konfigurert slik at det mater væskers strømningsrate i den gassholdige fasens rør 11 gjennom den ovennevnte forenende forbindelsen 13.
Som det kan sees i figur 1 er den forenende forbindelsen 13 for de flytende og gassholdige fasene plassert oppstrøms av en respektiv kobling for det samme, i det respektive hovedstrømningsrørets 2 bane 2b, nedstrøms av den respektive måleenheten 3.
En ventil 14 som kan lukkes for å utføre ikke-kontinuerlige målinger, er fordelaktig operativt posisjonert mellom den forenende forbindelsen 13 og de tredje målemidlenes 12 strømningsmåler 12a for væskene.
Minst én nivåmåler 15, foretrukket av differensialtypen, er fordelaktig assosiert med separatorinnretningen 8.
Med henvisning nok en gang til figur 1 blir røret 11 som er relatert til den gassholdige fasen, oppstrøms av den forenende forbindelsen 13, krysset av de tredje målemidlene 12 gasstrømningsratemåler 12b.
Anordningen omfatter også reguleringsmiddel 16 som er operativt posisjonert nedstrøms av den forenende forbindelsen 13 for fluidene separert ved separatorinnretningens 8 utgang, for å styre strømningsraten som er samplet av den respektive målingsenhetens 3 respektive samplingsinnretning 4.
Med henvisning nok en gang til figur 1 tilveiebringer anordningen 1 én respektiv transportkanal 17 som er i fluidkommunikasjon med den forenende forbindelsen 13, for hvert tiltenkte hovedstrømningsrør 2. Hver transportkanal 17 er fordelaktig utstyrt med minst én ventil 16a, foretrukket to, anordnet i serie, og danner en del av reguleringsmidlene 16 beskrevet ovenfor.
Hver ventil 16a kan endres mellom en lukket tilstand der den blokkerer den respektive transportkanalen 17, og en åpen tilstand der den tillater passasjen av fluidene som kommer fra den forenende forbindelsen 13 mot det respektive hovedstrømningsrøret 2.
Ifølge et foretrukket aspekt ved den foreliggende oppfinnelsen er anordningen 1 også utstyrt med utvalgsmiddel 18 som er operativt anbrakt mellom hver av de tiltenkte målingsenhetene 3 og separatorinnretningen 8, for å sette sistnevnte i fluidkommunikasjon med samplingsinnretningen 4 til minst én valgt målingsenhet 3.
Nærmere bestemt kan utvalgsmidlene 18 endres mellom en eksklusjonstilstand der hver målingsenhets 3 samplingsinnretning 4 ikke er i fluidkommunikasjon med separatorinnretningen 8, og en utvalgstilstand der samplingsinnretningen 5 til minst én av målingsenhetene 3 er i fluidkommunikasjon med separatorinnretningen 8, mens de andre målingsenhetenes 3 samplingsinnretning 4 ikke er i fluidkommunikasjon med separatorinnretningen 8.
Ifølge en alternativ løsning av en utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen føres ikke strømningene samlet inn fra hovedstrømningsrøret 2, tilbake i det samme, men i en felles produksjonsledning (ikke vist i figuren) som hovedstrømningsrørene 2 konvergerer inn i.
Ifølge denne konfigurasjonen er hvert hovedstrømningsrør 2 i direkte fluidkommunikasjon med den felles produksjonsledningen.
Separatorinnretningens 8 forenende forbindelse 13 er også i direkte fluidkommunikasjon med den felles produksjonsledningen, nedstrøms av forbindelsen mellom hovedstrømningsrørene 2 og hovedproduksjonsledningen 2.
En eller flere strømningsavbruddsventiler kan tenkes mellom separatorinnretningens 8 forenende forbindelse 13 og den felles produksjonsledningen, som kan hovedsakelig anvendes for å isolere separatorinnretningen 8 fra hele systemet når det er nødvendig med vedlikeholdsinngrep.
Utvalgsmidlene 18 er fordelaktig operativt posisjonert langs et tapperør 19 som strekker seg mellom samplingsinnretningen 4 til hver tiltenkte målingsenhet 3, og separatorinnretningens 8 matekanal 9.
Særlig omfatter utvalgsmidlene 18 minst én strømningsventil 18a for hvert tapperør 19, som er posisjonert oppstrøms av det respektive tapperørets 19 respektive kopling i separatorinnretningens 8 matekanal 9.
Anordningen 1 omfatter fordelaktig databehandlingsmiddel (ikke vist siden de allerede er kjent) egnet for å motta dataene som avdekkes av hver målingsenhets 3 første målemiddel 5, hver målingsenhets 3 andre målemiddel 7, separatorinnretningens 8 tredje målemiddel 12 og reguleringsmidlene 16 plassert nedstrøms av den forenende forbindelsen 13, gjennom spesifikke elektriske ledninger 20 og elektriske kontakter 21.
Databehandlingsmidlene er også egnet for å sende korresponderende operative signaler til reguleringsmidlene 16 gjennom korresponderende elektriske ledninger 20 og elektriske kontakter 21 for å variere strømningsraten til den samplede fraksjonen P i hver målingsenhets 3 samplingsinnretning 4.
Databehandlingsmidlene styrer fordelaktig, igjen gjennom elektriske ledninger 20 og elektriske kontakter 21, utvalgsmidlene 18 mellom eksklusjonstilstanden og utvalgstilstanden i forhold til verifikasjonene som skal utføres i bestemte hovedstrømningsrør 2 og dermed i bestemte utvinningsbrønner.
Videre kan anordningen 1, oppstrøms av måleenheten 3 assosiert med hvert hovedstrømningsrør 2, omfatte minst én ren trykkmåler (ikke angitt) og en temperaturmåler (ikke vist) for å overvåke henholdsvis trykket P og temperaturen T i flerfasestrømmen C som strømmer i det respektive hovedstrømningsrøret 2.
Et formål med den foreliggende oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte for måling av strømningsratene til hver fase som er til stede i hver av strømmene C som strømmer i de ovennevnte hovedstrømningsrørene 2.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen omfatter en utvalgsfase for målingsenheten 3 som skal settes i kommunikasjon med separatorinnretningen 8.
Nærmere bestemt aktueres utvalgsfasen ved å sette samplingsinnretningen 4 til målingsenheten 3 som er assosiert med hovedstrømningsrøret 2 der strømningsratemålingen skal utføres, ved hjelp av en egnet hydraulisk forbindelse, i fluidkommunikasjon med separatorinnretningen 8 for å separere fasene til mengden strømningsrate P som er samlet inn fra den respektive flerfasestrømmen C.
Forbindelsen mellom den valgte samplingsinnretningen 4 og separatorinnretningen 8 utføres selektivt ved å ekskludere forbindelsen mellom samplingsinnretningene 4 anvendt på de andre hovedstrømningsledningene 2 og separatorinnretningen 8.
Forbindelsen mellom den valgte samplingsinnretningen 4 og separatorinnretningen 8 utføres ved å endre den respektive ventilen 18a som er hydraulisk anbrakt mellom separatorinnretningen 8 og den korresponderende samplingsinnretningen 4, mellom den lukkede tilstanden og den åpne tilstanden.
Når samplingsinnretningen 4 som skal settes i kommunikasjon med separatorinnretningen 8, har blitt valgt, utføres en samplingsfase på en forhåndsbestemt mengde strømningsrate til den respektive flerfasestrømmen C fra en områdeseksjon av det korresponderende hovedstrømningsrøret 2, der det i det vesentlige er isokinetiske tilstander. På denne måten mottar separatorinnretningen 8 en fraksjon P av flerfasestrømmen C i et enkelt strømningsrør 2.
Etter samplingen blir den samplede fraksjonen P på en passende måte utsatt for separering av fasene som danner den respektive flerfasestrømmen, for å måle strømningsraten til hvert fluid som har blitt separert, dvs. gass, vann og olje.
Deretter måles strømningsraten til hver fase som er separert i separatorinnretningen 8.
Når strømningsraten til hver fase har blitt målt, forenes sistnevnte igjen i henhold til den forenende forbindelsen 13 for å endelig innføres i hovedstrømningsrøret 2, fra hvilket de før var fjernet.
Anordningen og fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelsen løser problemene som påstøtes i den kjente teknikken og oppnår viktige fordeler.
For det første tillater anordningen beskrevet ovenfor å eliminere den uhåndterlige, tunge og kostbare utvalgsmanifolden gjennom sin erstatning med en flerhet ventiler med begrensede dimensjoner. Denne erstatningen er mulig fordi fraksjonen som er fjernet fra flerfasestrømmene som kommer fra de respektive utvinningsbrønnene, korresponderer med en alikvot av det samme og varierer i forhold til de respektive strømmenes totale strømningsrate.
Nærmere bestemt varierer den fjernede alikvoten i forhold til hver strøms strømningsrate, fordi fraksjonen som har blitt fjernet fra hver flerfasestrøm, er opprettet med hensyn til en alikvot som foretrukket varierer fra 1/5 til 1/10 av en ideell forhåndsbestemt maksimumsstrømningsrate.
For strømninger med en signifikant strømningsrate nær eller korresponderende med den ideelle forhåndsbestemte maksimumsstrømningsraten, korresponderer den fjernede alikvoten med en verdi innenfor ytterlighetene angitt ovenfor.
For strømninger med begrensede strømningsrater korresponderer den fjernede alikvoten med de respektive flerfasestrømmenes maksimumsstrømningsrate.
På denne måten kan forholdet mellom skalaens bunn og den laveste verdien som kan avdekkes, dvs. invervallområden, utvides også uten instrumenter for måling av strømningsraten til enfasene som dekker de forskjellige verdiområdene.
Konfigurasjonen av anordningen som beskrives ovenfor, tillater derfor at strømningsratene til de samplede fraksjonene P som skal utsettes for separasjonsfasen, kan reduseres signifikant. Derfor er både utvalgsmidlene med de respektive ventilene og separatorinnretningen med målemidlene og ventilene assosiert med disse, dimensjonert for å operere på totale strømningsrater som er betraktelig redusert. Både utvalgsmidlene og separatorinnretningen har derfor redusert uhåndterlighet og vekt i forhold til dem som er kjent ifølge teknikkens stand, noe som gir en reduksjon i måleanordningens totale uhåndterlighet og vekt.
Det bør også understrekes at anordningen som beskrives ovenfor, tillater en nøyaktig måling av strømningsratene til fasene som undersøkes, til betydelig reduserte totalkostnader, ettersom utvalgsmidlene består av en ventil for hver måleenhet, mens separatorinnretningen er dimensjonert for de begrensede strømningsratene som skal undersøkes.

Claims (6)

Patentkrav
1.
Anordning for måling av strømningsraten til forskjellige fluider som er til stede i en flerhet distinkte flerfasestrømmer (C) som passerer, hver gjennom et respektivt hovedstrømningsrør (2) som ikke danner en del av anordningen (1), hvor anordningen (1) omfatter:
minst én målingsenhet (3) som er operativt assosiert med hvert hovedstrømningsrør (2), hvor hver målingsenhet (3) koaksialt krysser et første parti (2a) og et andre parti (2b), etter hverandre, av det respektive hovedstrømningsrøret (2) og omfattende: en isokinetisk samplingsinnretning (4), for sampling av en forhåndsbestemt mengde av en respektiv flerfasestrøm (C), egnet for å separere flerfasestrømmen (C) i en samplet fraksjon (P) og en ikke-samplet fraksjon;
første målemiddel (5) for differensialtrykket mellom den samplede fraksjonen (P) og den ikke-samplede fraksjonen, som er plassert nedstrøms av den respektive samplingsinnretningen (4);
en strømningsbegrensning (6) med en redusert passasjeseksjon i forhold til passasjeseksjonen til det respektive strømningsrøret (2), som er plassert nedstrøms av den respektive samplingsinnretningen (4); andre målemiddel (7) for differensialtrykket, som er operativt assosiert med den respektive begrensningen (6);
en separatorinnretning (8) som er operativt assosiert med målingsenheten (3) for å separere fasene til de respektive fraksjonene (P) som har blitt samplet og samlet inn fra de korresponderende samplingsinnretningene (4);
utvalgsmiddel (18) som er operativt anbrakt mellom målingsenhetene (3) og separatorinnretningen (8) for å sette sistnevnte i fluidkommunikasjon med en samplingsinnretning (4) til minst én av målingsenhetene (3), hvor utvalgsmidlene (18) kan endres i det minste mellom en eksklusjonstilstand der samplingsinnretningen (4) til hver tiltenkte målingsenhet (3), ikke er i fluidkommunikasjon med separatorinnretningen (8), og en utvalgstilstand der minst én av de tiltenkte målingsenhetene (3) er i fluidkommunikasjon med separatorinnretningen (8), mens de andre resterende målingsenhetenes (3) samplingsinnretning (4) ikke er i fluidkommunikasjon med separatorinnretningen (8);
tredje målemiddel (12) som er operativt assosiert med separatorinnretningen (8) for å måle de utgående strømningsratene til de forskjellige fluidene som er til stede i den respektive samplede fraksjonen (P), hvor de tredje målemidlene (12) er operativt anordnet mellom separatorinnretningen (8) og en forenende forbindelse (13) for de separerte fluidene;
reguleringsmiddel (16) som er operativt posisjonert nedstrøms av den forenende forbindelsen (13), for å styre strømningsraten (P) som er samplet av den respektive samplingsinnretningen (4) i den respektive målingsenheten (3) som er i fluidkommunikasjon med separatorinnretningen (8);
databehandlingsmiddel egnet for å motta og behandle dataene som er samlet inn fra hver målingsenhets (3) første og andre målemiddel (5, 7), fra separatorinnretningens (8) tredje målemiddel (12) og fra reguleringsmiddel (16) som er plassert nedstrøms av den forenende forbindelsen (13), hvor databehandlingsmidlene er egnet for å sende operative signaler til reguleringsmidlene (16) for å variere strømningsraten til den samplede fraksjonen (P) i hver samplingsinnretning (4) i hver målingsenhet (3), hvor databehandlingsmidlene fastsetter utvalgsmidlene (18) mellom eksklusjonstilstanden og utvalgstilstanden;
en felles matekanal (9) for fraksjonene (P) som er samplet av hver målingsenhets (3) samplingsinnretning (4), som setter separatorinnretningen (8) og målingsenheten (3) i fluidkommunikasjon med hverandre.
2.
Anordningen ifølge krav 1, videre omfattende:; et tapperør (19) for hver målingsenhet (3), som strekker seg fra den respektive målingsenhetens (3) samplingsinnretning (4) og i fluidkommunikasjon med separatorinnretningen (8) gjennom matekanalen (9), hvor utvalgsmidlene (18) omfatter, for hver målingsenhet (3), minst én strømningsventil (18a) som er operativt plassert langs det respektive tapperøret (19) oppstrøms av separatorinnretningens (8) matekanal (9).
3.
Anordningen ifølge krav 1 eller 2, omfattende, for hvert tiltenkte hovedstrømningsrør (2), en respektiv transportkanal (17) som er i fluidkommunikasjon med den forenende forbindelsen (13), hvor hver transportkanal (17) er utstyrt med minst én ventil (16a), foretrukket to anordnet i serie som kan endres mellom en lukket tilstand der den blokkerer den respektive transportkanalen (17), og en åpen tilstand der den tillater passasjen av fluidene som kommer fra den forenende forbindelsen (13) mot det respektive hovedstrømningsrøret (2).
4.
Anordningen ifølge krav 1 eller 2, hvori hver målingsenhets (3) samplingsinnretning (4) er egnet for å samle inn en alikvot (P) fra hver flerfasestrøm (C), variabel fra 1/5 til 1/10 av en forhåndsbestemt maksimumsstrømningsrate, hvorved alikvoten (P) innsamlet varierer i forhold til strømningsraten av hver flerfasestrøm (C).
5.
Fremgangsmåte for måling av strømningsratene til hver fase i en flerhet distinkte flerfasestrømmer (C) som strømmer i respektive og forskjellige hovedstrømningsrør (2), hvor fremgangsmåten omfatter de følgende fasene:
å samle inn en forhåndsbestemt mengde strømningsrate til en respektiv flerfasestrøm (C) fra en seksjon av et område av et av hovedstrømningsrørene der det verifiseres isokinetiske tilstander, hvor innsamlingen av mengden strømningsrate utføres ved hjelp av en respektiv isokinetisk samplingsinnretning (4);
å sette den respektive samplingsinnretningen (4) i fluidkommunikasjon med en separatorinnretning (8), ved hjelp av en hydraulisk forbindelse, for å separere fasene til mengden strømningsrate som er samlet inn, hvor forbindelsen mellom den valgte innsamlingsinnretningen (4) og separatorinnretningen (8) utføres ved å ekskludere den hydrauliske forbindelsen mellom samplingsinnretningen (4) anvendt på de andre hovedstrømningsrørene (2) og separatorinnretningen (8);
å måle strømningsraten til hver fase som er separert i separatorinnretningen (8); å forene fasene som er separert etter måling av strømningsraten av de samme; å føre de forente fasene inn i det respektive hovedstrømningsrøret (2); forbindelsen mellom den valgte samplingsinnretningen (4) og separatorinnretningen (8) som påvirkes ved å endre en respektiv ventil (18a) som er hydraulisk anbrakt mellom separatorinnretningen (8) og samplingsinnretningen (4) som er assosiert med hovedstrømningsledningen (2).
6.
Fremgangsmåten ifølge krav 5, hvori samplingsfasen til en forhåndsbestemt mengde strømningsrate til en respektiv flerfasestrøm (C) omfatter en fase for innsamling av en alikvot (P) fra hver flerfasestrøm (C), variabel fra 1/5 til 1/10 av en forhåndsbestemt maksimumsstrømningsrate, hvorved alikvoten (P) innsamlet varierer i forhold til strømningsraten av hver flerfasestrøm (C).
NO20131515A 2011-04-19 2013-11-14 Anordning og fremgangsmåte for måling av strømningsraten til forskjellige fluider som er til stede i flerfasestrømmer NO343523B1 (no)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT000670A ITMI20110670A1 (it) 2011-04-19 2011-04-19 Apparato e metodo per la misura della portata di differenti fluidi presenti nelle correnti multifase
PCT/IB2012/051939 WO2012143866A1 (en) 2011-04-19 2012-04-18 Apparatus and method for measuring the flow-rate of different fluids present in multiphase streams

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20131515A1 NO20131515A1 (no) 2013-11-14
NO343523B1 true NO343523B1 (no) 2019-04-01

Family

ID=45922761

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20131515A NO343523B1 (no) 2011-04-19 2013-11-14 Anordning og fremgangsmåte for måling av strømningsraten til forskjellige fluider som er til stede i flerfasestrømmer

Country Status (10)

Country Link
US (1) US9377336B2 (no)
CN (1) CN103502779B (no)
AU (1) AU2012245958B2 (no)
BR (1) BR112013026696A2 (no)
CA (1) CA2833084A1 (no)
GB (1) GB2504893B (no)
IT (1) ITMI20110670A1 (no)
NO (1) NO343523B1 (no)
RU (1) RU2597019C2 (no)
WO (1) WO2012143866A1 (no)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10698426B2 (en) * 2018-05-07 2020-06-30 Mks Instruments, Inc. Methods and apparatus for multiple channel mass flow and ratio control systems
US10983513B1 (en) * 2020-05-18 2021-04-20 Saudi Arabian Oil Company Automated algorithm and real-time system to detect MPFM preventive maintenance activities

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006048418A1 (en) * 2004-11-01 2006-05-11 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method and system for production metering of oil wells
WO2011039593A1 (en) * 2009-09-29 2011-04-07 Eni S.P.A. Apparatus and method for measuring the flow- rate of a multiphase fluid stream

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995010028A1 (en) * 1993-10-05 1995-04-13 Atlantic Richfield Company Multiphase flowmeter for measuring flow rates and densities
FR2720498B1 (fr) * 1994-05-27 1996-08-09 Schlumberger Services Petrol Débitmètre multiphasique.
NO304085B1 (no) * 1994-06-29 1998-10-19 Bjoern Dybdahl Anvendelse av et prövetakingsapparat
US5693894A (en) * 1995-12-13 1997-12-02 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior Fluid controlled isokinetic fluid sampler
US5654502A (en) * 1995-12-28 1997-08-05 Micro Motion, Inc. Automatic well test system and method of operating the same
FR2772126B1 (fr) * 1997-12-05 2000-01-07 Schlumberger Services Petrol Procede et dispositif de prelevement isocinetique d'echantillons d'un fluide s'ecoulant dans une tuyauterie
US6062092A (en) * 1998-09-09 2000-05-16 Engine, Fuel, And Emissions Engineering, Incorporated System for extracting samples from a stream
DE69910447T2 (de) * 1999-02-19 2004-06-24 Paolo Andreussi Verfahren zum messen des durchflusses der einzelnen phasen in einer multi-phasen strömung und zugehörige vorrichtung
US6318156B1 (en) * 1999-10-28 2001-11-20 Micro Motion, Inc. Multiphase flow measurement system
GB2406386B (en) 2003-09-29 2007-03-07 Schlumberger Holdings Isokinetic sampling
GB2432425B (en) * 2005-11-22 2008-01-09 Schlumberger Holdings Isokinetic sampling method and system for multiphase flow from subterranean wells
CN101421489A (zh) * 2006-04-07 2009-04-29 国际壳牌研究有限公司 油井产量计量的方法
CN200979428Y (zh) * 2006-08-08 2007-11-21 寿焕根 油、水、气三相流自动计量装置
GB2447908B (en) * 2007-03-27 2009-06-03 Schlumberger Holdings System and method for spot check analysis or spot sampling of a multiphase mixture flowing in a pipeline
CN201429438Y (zh) * 2009-04-01 2010-03-24 寿焕根 原油多相流自动分离计量装置
NL2004820A (en) * 2009-06-30 2011-01-04 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus and a method of measuring flow rate in a two phase flow.
US8516900B2 (en) * 2010-05-12 2013-08-27 Rosemount Inc. Multiphase flowmeter with batch separation
US8869627B2 (en) * 2012-07-09 2014-10-28 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Multi-phase flow metering system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006048418A1 (en) * 2004-11-01 2006-05-11 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method and system for production metering of oil wells
WO2011039593A1 (en) * 2009-09-29 2011-04-07 Eni S.P.A. Apparatus and method for measuring the flow- rate of a multiphase fluid stream

Also Published As

Publication number Publication date
AU2012245958B2 (en) 2014-09-25
BR112013026696A2 (pt) 2016-12-27
GB2504893B (en) 2018-02-21
AU2012245958A1 (en) 2013-12-05
CA2833084A1 (en) 2012-10-26
CN103502779B (zh) 2016-03-09
US9377336B2 (en) 2016-06-28
GB2504893A (en) 2014-02-12
US20140060205A1 (en) 2014-03-06
RU2013150666A (ru) 2015-05-27
GB201320133D0 (en) 2014-01-01
ITMI20110670A1 (it) 2012-10-20
NO20131515A1 (no) 2013-11-14
WO2012143866A1 (en) 2012-10-26
CN103502779A (zh) 2014-01-08
RU2597019C2 (ru) 2016-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105987734B (zh) 分离器和多个多相计量系统和方法
US9114332B1 (en) Multiphase flow measurement apparatus utilizing phase separation
NO342809B1 (no) Ventiltre med innvendig plassert strømningsmåler
NO20072787L (no) Optisk flerfase stromningsmaler
US8770040B2 (en) Apparatus and method for measuring the flow-rate of a multiphase fluid stream
BR102013033704A2 (pt) separador, medidor de transparência e método para determinar uma fração de volume líquido do líquido arrastado em um gás separado
EP1899685A1 (en) Method and apparatus for measuring the density of one component in a multi-component flow
NO343523B1 (no) Anordning og fremgangsmåte for måling av strømningsraten til forskjellige fluider som er til stede i flerfasestrømmer
CN101887052A (zh) 在线色谱分析装置
CN201503284U (zh) 大口径油气水三相流量测量装置
CA2239202A1 (en) Method and apparatus for determining the water content of an oil stream
CN210486978U (zh) 一种油气田流量计量系统
US9835525B2 (en) Multiphase sample container and method
CN103791952B (zh) 油田地面湿蒸汽流量干度测量装置
NO316193B1 (no) Fremgangsmåte og anordning for prövetaking i gassutlöpsröret til en v¶ske/gasseparator som blir matet med utströmningen fra en oljebrönn
CN110657849A (zh) 一种油气田流量计量系统
US20150355115A1 (en) Calibrating an X-Ray Based Multiphase Flow Meter
NO324344B1 (no) Maleanordning
NO329331B1 (no) Fremgangsmate for maling av de relative andeler av olje og vann i et strommende flerfasefluid, og en apparatur for dette.
CN202928630U (zh) 油田地面湿蒸汽流量干度测量装置
CN202255988U (zh) 一种裂解炉标定的取样装置
RU2557263C2 (ru) Установка для измерения дебита нефтяных и газовых скважин (варианты)
CN202141692U (zh) 一种湿蒸汽管网的干度流量测量系统
RU2499136C1 (ru) Способ измерения количества нефти и нефтяного газа
NO921385L (no) Fremgangsmaate og anordning for aa bestemme stroemningshastigheter til bestanddeler i broennfluider uten aa maatte separere disse

Legal Events

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