NO345348B1

NO345348B1 - Estimering av flerfase volumstrømningsrate omfattende måling av akustisk gangtid i motsatte retninger

Info

Publication number: NO345348B1
Application number: NO20130345A
Authority: NO
Inventors: Rocco Difoggio; David M Chace; Christopher J Powell; Datong Sun
Original assignee: Baker Hughes Holdings Llc
Priority date: 2010-09-09
Filing date: 2013-03-07
Publication date: 2020-12-21
Also published as: GB201304877D0; US20120063268A1; NO20130345A1; GB2497238B; WO2012033905A3; GB2497238A; WO2012033905A2; US8978481B2

Description

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

1. Oppfinnelsens område

[0001] Foreliggende oppfinnelse vedrører produksjonslogging av olje- og gassbrønner. Mer spesifikt vedrører foreliggende oppfinnelse fremgangsmåter for bestemmelse av volumstrømningsrater av gass og væske i sterkt skrånende brønnhull, spesielt når strømningsregimet hovedsakelig består av laminær strømning av gass og væske.

2. Beskrivelse av beslektet teknikk

[0002] Produksjonslogging av olje- og gassbrønner blir anvendt for å bestemme, som funksjon av dyp, strømningsraten av de forskjellige fluider som strømmer inne i brønnhullet. Produksjonslogging omfatter nedkjøring av instrumenter inn i brønnhullet på den ene enden av en armert elektrisk kabel. Instrumentene kommuniserer signaler langs kabelen til et registreringssystem på jordens overflate, hvor instrumentsignalene blir omregnet til målinger svarende til strømningsratene av fluidene i brønnhullet som funksjon av dyp.

[0003] En spesielt vanskelig strømningstilstand å måle i sterkt skrånende brønnhull med bruk av produksjonsloggingsverktøyene kjent innen teknikken er såkalt laminær strømning, der fluidene i brønnhullet omfatter gass og væske. Gass vil typisk befinne seg i den øvre delen av brønnhullet, og væsken vil befinne seg i den nedre andelen. For at operatøren av brønnhullet skal kunne bestemme volumstrømningsratene av gass og væske som strømmer i et slikt brønnhull, må operatøren være i stand til å bestemme gasshastighet, væskehastighet og fraksjonen av brønnhullets tverrsnitt som opptas av hvert fluid.

[0004] US 2004/0011141 A1 vedrører en metode og et system for analysering av en massestrømrate til et fluid som strømmer i en kanal, hvor ultralydenergi overføres langs flere v-baner i flere parallelle kvadraturplaner gjennom fluidet, idet det måles gangtiden til ultralydenergien gjennom fluidet med og mot fluidets strømningsretning, og strømningshastigheten til fluidet i hvert kvadraturplan beregnes basert på gangtiden i hvert kvadraturplan. Tettheten til fluidet i hvert kvadraturplan blir deretter bestemt, og kvadraturintegrasjon til produktet av fluidtettheten og fluidhastigheten i hvert kvadraturplan blir utført for å beregne den totale massestrømraten til fluidet mer nøyaktig ved å eliminere feil assosiert med antakelse at fluidets tetthet i kanalen er uniform. US 2003/0172743 A1 omhandler et fastklemt ultralydmålesystem for en gass eller et annet fluid som vanligvis har lav akustisk impedans, slik som for eksempel damp med lavt trykk eller avbrenningsgass. Systemet omfatter en første ultralydsignalomformer fastklemt til kanalen, og en andre ultralydsignalomformer fastklemt til kanalen midt imot den første omformeren. US-patentet 5,633,470 til Song, som er overdratt til samme som foreliggende oppfinnelse og som inntas her som referanse i sin helhet, viser en fremgangsmåte for bestemmelse av volumstrømningsrater av gass og væske i en skråstilt kanal. Fremgangsmåten omfatter å måle hastigheten til gassen, måle hastigheten til væsken, beregne en fraksjon av tverrsnittsarealet til kanalen som opptas av gassen og opptas av væsken, og beregne volumstrømningsratene fra målingene av hastighet og fra de beregnede fraksjonene av tverrsnittsarealet til kanalen som opptas av gassen og av væsken. I en utførelsesform blir gasshastigheten målt ved å krysskorrelere målinger gjort av to atskilte temperaturfølere etter kortvarig oppvarming av gassen. I en utførelsesform blir væskehastigheten målt av en "spinner"-strømningsmåler.

[0005] Foreliggende oppfinnelse krever ikke bruk av temperaturfølere og fjerner også behovet for å anvende "spinner"-strømningsmålere, som kan endre strømningshastigheten til et fluid. Videre baserer robustheten og nyheten til designet seg på kombinatorisk bruk av gangtid (forplantningstid) og krysskorrelasjon (begrenset virvel-/impedansdeteksjon) med bruk av akustiske transduserpar og par av akustiske transduserpar. Måling av gangtid (forplantningstid) fungerer godt ved laminære strømningsforhold, mens krysskorrelasjonsmetoden kompletterer gangtidmetoden ved at den fungerer utmerket ved blandede flerfaseforhold.

SAMMENFATNING AV OPPFINNELSEN

[0006] Hovedtrekkene ved den foreliggende oppfinnelse fremgår av de selvstendige patentkrav. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige patentkrav. En utførelsesform av oppfinnelsen innbefatter en anordning innrettet for å estimere en volumstrømningsrate av hvert fluid i en blanding av et flertall fluider i en kanal, hvor de flere fluidene strømmer i en laminær strømning. Anordningen innbefatter: et flertall motstrømsforplantningsdetektorer anordnet i et flertall radiale avstander fra et sentrum av kanalen; og minst én prosessor innrettet for å: anvende gangtidsmålinger gjort av minst én av motstrømsforplantningsdetektorene for å estimere en strømningshastighet for hvert av fluidene, og estimere volumstrømningsraten av hvert fluid ved hjelp eller bruk av den estimerte strømningshastigheten for hvert av fluidene.

[0007] En annen utførelsesform av oppfinnelsen innbefatter en fremgangsmåte for å estimere en volumstrømningsrate av hvert fluid i en blanding av et flertall fluider i en kanal, hvor de flere fluidene strømmer i en laminær strømning. Fremgangsmåten omfatter å: anvende minst én av et flertall motstrømsforplantningsdetektorer anordnet i et flertall radiale avstander fra et sentrum av kanalen for å gjøre en måling av en gangtid for et akustisk signal i motsatte retninger; og anvende minst én prosessor for å: estimere en strømningshastighet for hvert fluid ved hjelp eller bruk av gangtidsmålingene gjort i motsatte retninger, og estimere volumstrømningsraten av hvert fluid ved hjelp eller bruk av den estimerte strømningshastigheten for hvert av fluidene.

[0008] En annen utførelsesform av oppfinnelsen innbefatter et ikke-volatilt datamaskinlesbart mediumprodukt som lagrer instruksjoner som når de leses av minst én prosessor, bevirker den minst ene prosessoren til å utføre en fremgangsmåte. Fremgangsmåten omfatter å: estimere en strømningshastighet for hvert fluid i en blanding av fluider i laminær strømning i en kanal ved hjelp eller bruk av målinger gjort av et flertall motstrømsforplantningsdetektorer anordnet med et flertall radiale avstander i kanalen; og estimere volumstrømningsraten av hvert fluid ved hjelp / bruk av den estimerte strømningshastigheten for hvert av fluidene.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0009] Foreliggende oppfinnelse vil best forstås ved å henvise til de vedlagte figurene, der like henvisningstall henviser til like elementer og der:

Figur 1 viser et produksjonsloggingsverktøy, av hvilket noen komponenter har blitt modifisert i samsvar med foreliggende oppfinnelse, som kjøres ned i et brønnhull;

Figur 2 viser laminær strømning i brønnhullet, omfattende væske og gass atskilt av tyngdekraften;

Figur 3 viser et produksjonsloggingsverktøy som illustrerer bruk av vinger;

Figur 4A er en betraktning fra siden av en sensor- eller føleranordning ifølge foreliggende oppfinnelse som har anemometere anbragt på fire vinger og danner en tredimensjonal struktur;

Figur 4B er en betraktning forfra av én av vingene i figur 4A, og viser åpningene hvor akustiske transdusere er plassert;

Figur 4C viser anordningen av transdusere i en åpning;

Figur 5 viser et eksempel på et fluidstrømningsregime som kan oppleves av sensor- eller føleranordningen i figur 4A;

Figur 6 viser en korrelasjonsmetode for estimering av blandet fasestrømning; Figur 7 viser en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse der signaler blir sendt mellom transdusere på to forskjellige vinger; og

Figur 8 viser trykkbølgehastighetens avhengighet av gass/olje-forholdet.

DETALJERT BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN

[0010] Figur 1 viser en elektrisk wireline eller kabel 2 typisk omfattende minst én isolert elektrisk leder (ikke vist separat) som kan bli ført inn i et brønnhull 1 ved hjelp av en loggeenhet 3 på overflaten omfattende en vinsj (ikke vist separat) eller en tilsvarende anordning kjent for fagmannen. Et loggeverktøy 10 omfattende et instrument for å måle gasshastighet og væskehastighet (ikke vist separat i figur 1) kan være festet til enden av kabelen 2 som er ført inn i brønnhullet 1. Loggeenheten 3 omfatter videre utstyr (ikke vist separat) for å forsyne elektrisk kraft til verktøyet 10, og for å motta og tolke signaler som sendes langs kabelen 2 av verktøyet 10.

Signalene som sendes av verktøyet 10 svarer, blant annet, til gasshastigheten og væskehastigheten. Bruken av målingene av gasshastighet og væskehastighet vil bli forklart nærmere.

[0011] En første sone 4 kan være komplettert i en øvre grunnformasjon 8 og en andre sone 5 kan være komplettert i en nedre grunnformasjon 9. Hver sone 4, 5 muliggjør hydraulisk kommunikasjon mellom de respektive grunnformasjonene 8, 9 og brønnhullet 1. Et første fluid 6 inneholdt i den øvre grunnformasjonen 8, og et andre fluid 7 (som kan ha en annen totalsammensetning enn det første fluidet 6) inneholdt i den nedre grunnformasjonen 9, kan strømme inn i brønnhullet 1. Mens verktøyet 10 beveges forbi sonene 4, 5 gjør verktøyet 10 målinger svarende til de relative volumene av det første fluidet 6 og det andre fluidet 7 som kommer inn i brønnhullet 1 henholdsvis fra den øvre grunnformasjonen 8 og den nedre grunnformasjonen 9, som vil bli forklart nærmere. For å anvende foreliggende oppfinnelse kan brønnhullet 1 typisk være skråstilt mindre enn omtrent ti grader fra horisontalen ved dypet hvor den første formasjonen 8 og den andre formasjonen 9 befinner seg. Det må forstås at den spesifikke anordningen vist i figur 1 kun er for illustrasjonsformål, og anordningen og fremgangsmåtene ifølge foreliggende oppfinnelse også kan bli installert i et produksjonsbrønnhull. Det skal videre bemerkes at den nær horisontale orienteringen til brønnhullet ikke skal forstås som en begrensning.

[0012] Figur 2 viser et parti av brønnhullet 1 som er hovedsakelig horisontalt. Gass 12 og væske 14 strømmer i dette partiet av brønnhullet 1 på en måte omtalt som laminær strømning. Væsken 14 i figur 2 kan være vann, men det må forstås at foreliggende oppfinnelse også er anvendelig når væsken 14 omfatter olje eller blandinger av vann og olje. Laminær strømning forekommer typisk når strømningshastigheten er lav nok til at den ikke i betydelig grad forstyrrer en grenseflate 16 mellom gassen 12 og væsken 14. Gassen 12, som har lavere tetthet enn væsken 14, skilles ut av tyngdekraften og beveger seg normalt gjennom den øvre delen av tverrsnittsarealet til brønnhullet 1. I foreliggende oppfinnelse kan ubestemte volumstrømningsrater av gass og væske komme inn i brønnhullet 1 fra den første sonen (vist som 4 i figur 1) og fra den andre sonen (vist som 5 i figur 1). Volumstrømningsratene med hvilke gassen og væsken kommer inn i brønnhullet 1 fra hver sone (4, 5) bestemmer totalhastigheten til gassen 12, totalhastigheten til væsken 14 og fraksjonen av tverrsnittet til brønnhullet 1 som opptas av gassen 12 og av væsken 14.

[0013] Som angitt i US-patentet 5,633,470 til Song, som er overdratt til samme som foreliggende oppfinnelse og som inntas her som referanse i sin helhet, og som antar laminær strømning, er det mulig å bestemme hvor stor fraksjon av tverrsnittsarealet til brønnhullet som opptas av gassen 12 og væsken 14 ved kun å måle hastigheten til gassen 12 og hastigheten til væsken 14. Ved å bestemme tverrsnittsfraksjonen og kombinere den med hastighetsmålingene er det derfor mulig å bestemme volumstrømningsratene av gassen 12 og væsken 14 kun ved å måle deres respektive hastigheter. Det må forstås at det også er mulig å bestemme enten hastigheten til gassen 12 eller hastigheten til væsken 14 ved å måle fraksjonen av tverrsnittet som optas av den ene av dem, og måle hastigheten til den andre.

[0014] Nå med henvisning til figur 3 vil en føler eller sensor egnet til å bestemme gasshastigheten bli forklart. Foreliggende oppfinnelse innbefatter en modifikasjon av dette eksempelet på en føler eller sensor. Det vil derfor lette forståelsen å forstå virkemåten til denne føleren / sensoren.

[0015] Et sensor- eller følerhus 24 kan være festet til produksjonloggingsverktøyet 10 ved enden av en utstrekkbar leddarm 26. I den delen av brønnhullet 1 som er hovedsakelig horisontal, som vil forstås av fagmannen, vil verktøyet 10 typisk plassere seg langs bunnen av brønnhullet 1 som følge av tyngdekraften. Verktøyet 10 kan være forsynt med en buefjær 11 eller en tilsvarende eksenteranordning slik at verktøyet 10 roteres slik at følerhuset 24 føres mot toppveggen i brønnhullet 1 når leddarmen 26 strekkes ut. Leddarmen 26 kan være av en type som er kjent for fagmannen. Det allerede kjente følerhuset 24 innbefatter to temperatursensorer eller -følere 20, 22 anordnet i en forbestemt avstand fra hverandre langs huset 24. Varmelegemer, som kan være elektrisk motstandsbaserte varmeelementer, vist ved 18A og 18B, kan være plassert ved hver ende av huset 24. Varmelegemene 18A og 18B kan bli aktivisert periodisk med pulser av elektrisk kraft generert av styrekretser (ikke vist) i verktøyet 10. Gassen 12 i kontakt med elementet 18A, 18B vil få en litt forhøyet temperatur når kraftpulsen påtrykkes på elementene 18A, 18B. Avhengig av hastigheten til gassen 12 vil den oppvarmede gassen 12 bevege seg slik at den forbigående hever temperaturen ved én av følerne 20 eller 22, og så etter en tidsforsinkelse forbigående hever temperaturen ved den andre føleren 22 eller 20. To varmelegemer, 18A og 18B, er tilveiebragt for å åpne for den muligheten at hastigheten til verktøyet 10 i forhold til hastigheten til gassen 12 kan gjøre at den oppvarmede gassen 12 beveges i den ene eller andre retningen i forhold til de to følerne 20, 22. Hastigheten til gassen 12 kan bestemmes ved å måle tidsforsinkelsen mellom den forbigående temperaturøkningen ved én føler 20 og så den andre føleren 22, og dividere tidsforsinkelsen med den forbestemte avstanden mellom følerne / sensorene 20, 22. Som vil forstås av fagmannen kan tidsforsinkelsen bestemmes ved å krysskorrelere temperaturmålinger fra de to følerne 20, 22 og bestemme en tidsforsinkelsesverdi for hvilken korrelasjonsverdien mellom målinger gjort av de to følerne har et maksimum. Som angitt over gjør ikke foreliggende oppfinnelse bruk av temperaturfølere eller -sensorer.

[0016] Figur 4A viser et skjematisk lengdesnitt av et verktøy ifølge foreliggende oppfinnelse. Den primære sensor- eller følerpakken omfatter en 2-dimensjonal oppstilling av akustiske anemometere 401 anordnet langs de innvendige overflatene av et par av vinger (stive plater) 403a, 403b. Vingene kan omtales som støttestrukturer. Disse kan dreies om verktøylegemet 411 slik at vingene kan strekkes utover til kontakt med brønnhullsveggen 1. For å forenkle illustrasjonen vil nå dreiepunktene og mekanismen for å strekke ut vingene bli vist. Som kan sees er anemometrene 401 atskilt med forskjellige radiale avstander fra sentrum av brønnhullet (kanalen). Et andre par av vinger 405a, 405b er anordnet aksialt atskilt fra det første vingeparet 403a, 403b. Som kan sees er vingene skråstilt på kanalens lengdeakse. I forbindelse med foreliggende oppfinnelse er et anemometer definert som et instrument for å måle hastigheten til en fluidstrømning. Figur 4B viser en tegning sett forfra av én av vingene i figur 4A med åpninger 421, 423, 425 der akustiske transdusere kan bli plassert.

[0017] Figur 4C viser anordningen av akustiske transdusere i en åpning 425 i én av vingene 403a. Minst ett fluid fra blandingen av et flertall fluider strømmer gjennom åpningen. En første par av akustiske transdusere 451a, 451b omtales som en motstrømsforplantningsdetektor som følge av det faktum at den akustiske gangbanen fra transduseren 451a til transduseren 451b har en komponent mot fluidstrømningsretningen, mens den akustiske gangbanen fra 451b til 451a har en komponent med fluidstrømningsretningen. Som følge av vinklingen av vingen 403a befinner transduserparet 451a og 451b seg oppstrøms og nedstrøms i forhold til hverandre. Det blir gjort "skrå og fang (pitch and catch)"-målinger mellom transduserene 451a, 451b. Tanken bak motstrømsforplantning-anemometeret er enkel. Lydbølger som forplanter seg med fluidstrømningen forplanter seg raskere enn lydbølger som beveger seg mot fluidstrømningen. En enkel analogi er at en båt beveger seg raskere medstrøms enn den gjør motstrøms. Dersom en kjenner avstanden mellom transduserene 451a og 451b, medstrøms-gangtid td og motstrøms-gangtid tu for en akustisk puls mellom transduserene 451a og 451b, er det således mulig å estimere komponenten av strømningsraten i retningen mellom 451a og 451b. Dersom en kjenner vinkelen mellom vingen 403a og lengderetningen til kanalen eller brønnhullet 1, kan strømningsraten langs brønnhullet estimeres.

[0018] Gangbanen mellom transduserene 453a og 453b har ingen komponent parallelt med fluidstrømningen, slik at gangtiden mellom transduserene 453a og 453b kan bli anvendt for å avlede hastigheten til trykkbølger i det stillestående fluidet. Transduserene 453a og 453b kan omtales som tverrstilte transdusere. Bruken av de tverrstilte transduserene er beskrevet nærmere i en tilleggsutførelse av oppfinnelsen nedenfor.

[0019] Fagmannen som leser denne beskrivelsen, vil gjenkjenne at gangtidsmålinger av typen omtalt over er spesielt pålitelige i énfasestrømning med lav strømningsrate. Med énfasestrømning menes at én enkel, kontinuerlig fluidfase befinner seg mellom et par av akustiske transdusere.

[0020] Et typisk eksempel på en flerfasestrømning er vist i figur 5. I det mest generelle tilfellet kan det være et område 501 med gasstrømning, et område 503 med blandet gass og olje, et område 505 med olje, et område 507 med olje og vann, og et område 509 med vann. Som kan sees kan ett enkelt vindu, så som 511 i vingen 403a, ha to forskjellige fluider (med forskjellige hastigheter) strømmende innenfor vinduet. Under slike forhold er det ikke klart hvilken fase som svarer til en hastighetsmåling gjort av motstrømsforplantning-anemometeret. Foreliggende oppfinnelse løser dette problemet på én av to måter.

[0021] I en utførelsesform av oppfinnelsen blir målinger gjort ved motsvarende vinduer i to vinger korrelert. Dette er illustrert grafisk i figur 6. Vist der er et plott 601 av tidsdifferansen ΔΤ = tu - td for transduserene 451a og 451b i vinduet 511 i vingen 403a, og et plott 603 av tidsdifferansen ΔΤ = tu - td for de motsvarende motstrømsforplantning-transduserene i vinduet 513 i vingen 405a. Det kan tydelig sees selv med det blotte øye at de to kurvene er atskilt av en tid T basert på korrelasjonen av de to kurvene. Dette svarer til strømningsraten mellom vinduet 511 og vinduet 513. I en utførelsesform av oppfinnelsen blir korrelasjonen derfor gjort av minst én prosessor og kan være basert på korrelasjon av målt ΔΤ. For formålet med foreliggende oppfinnelse skal det bemerkes at vingen 403a støtter en første delmengde av motstrømsforplantningsdetektorene og vingen 405a støtter en andre delmengde av motstrømsforplantningsdetektorene. Maksimumpunktet i tidsdifferansen ΔT kan være forbundet med en virvel i strømningen.

[0022] I en alternativ utførelsesform av oppfinnelsen kan målingen gjort mellom det tverrstilte transduserparet 453a og 453b bli anvendt. Dette transduserparet kan detektere endringer i impedans eller en virvel i strømningsveien. Korrelasjon av målingene gjort av transduserparet 453a og 453b med målinger gjort av et andre par av tverrstilte transdusere som befinner seg nedstrøms på vingen 405a kan gi strømningsraten.

[0023] I en annen utførelsesform av oppfinnelsen illustrert i figur 7 blir motstrømsforplantningsmålingene gjort mellom vingene. Dette er illustrert i figur 7 av de ytterligere akustiske transduserene 701, 703 på vingene 403a, 405a og vist av strålebanen 711. Kun ett par av transdusere er vist for å forenkle illustrasjonen, men et flertall slike transduserpar plassert langs vingene kan bli anvendt for å gjøre motstrømsforplantningsmålinger langs hele bredden til borehullet 1 for å tilveiebringe målinger av strømningshastighet.

[0024] Når det gjelder de tverrstilte detektorene 453a, 453b skal det bemerkes at disse gir en måling av trykkbølgehastigheten i én enkelt fase. I det konkrete tilfelle hvor den ene fasen omfatter en blanding av gass og olje, kan den målte hastigheten bli anvendt for å estimere gass/olje-forholdet. Kjente måter å måle en hastighets avhengighet av gass/olje-forhold (GOR), så som den i figur 8, kan bli anvendt for å estimere GOR i tillegg strømningshastighet og væskefraksjon (holdup). Estimering av GOR er et eksempel på estimering av fasefraksjon: i dette konkrete eksempelet er fluidene gass og olje. Fagmannen som leser denne beskrivelsen, vil gjenkjenne at lydhastigheten målt av de tverrstilte detektorene kun er den for fluidet og ikke er påvirket av strømningshastigheten. Hastighetsmålingen som gjøres av de tverrstilte detektorene kan derfor bli anvendt sammen med et tabelloppslag for å bestemme fluidtype. Det skal videre angis at gangtidene som måles av motstrømsforplantningsdetektorene også kan bli anvendt for å estimere hastigheten til trykkbølger i fluidet.

[0025] Forekomst av gassbobler i strømningen kan bli detektert enten av motstrømsforplantningsdetektorene eller av de tverrstilte detektorene. Forekomst av gassbobler kjennetegnes ved et sterkt dempet signal eller også fravær av signal.

[0026] Som angitt over, etter at fluidhastighetene er estimert, er det er mulig å estimere volumstrømningsratene av de forskjellige bestanddelene. I denne forbindelse kan hastighetsmålingene gjort ved hjelp eller bruk av fremgangsmåtene beskrevet over, bli kombinert med de estimert ved hjelp eller bruk av fremgangsmåten til Song, dvs. kapsasitans- og oppvarmingsmålinger, for å oppnå bedre estimater av volumstrømning og holdup.

[0027] Beskrivelsen over er gitt med støtte i en bestemt oppstilling av akustiske motstrømsforplantningsdetektorer og tverrstilte akustiske detektorer på vinger som befinner seg i hovedsakelig samme plan. Dette skal ikke forstås som en begrensning, men andre oppstillinger kan bli anvendt. Spesifikt kan transduserene være anordnet i en tredimensjonal oppstilling uten å fjerne seg fra prinsippene skissert over.

[0028] Prosesseringen av dataene kan bli utført av en nedihullsprosessor. Alternativt kan målinger bli lagret på en passende minneanordning og prosesert etter opphenting av minneanordningen for detaljert analyse. Implisitt i styringen og prosesseringen av dataene er bruk av et dataprogram på et passende maskinlesbart medium som setter den minst ene prosessoren i stand til å utføre styringen og prosesseringen. Det maskinlesbare mediet kan innbefatte ROM, EPROM, EAROM, flashminner og optiske platelagre. Alle disse mediene er i stand til å lagre dataene innhentet av loggeverktøyet og til å lagre instruksjonene for prosessering av dataene.

[0029] Mens beskrivelsen over er rettet mot konkrete utførelsesformer av oppfinnelsen, vil forskjellige modifikasjoner som faller innenfor rammen definert av de vedføyde kravene, være åpenbare for fagmannen. Det er ment at alle slike variasjoner som faller innenfor rammen definert av de vedføyde kravene, skal omfattes av den foregående beskrivelsen.

Claims

PATENTKRAV

1. Anordning innrettet for estimering av en volumstrømningsrate av hvert fluid i en blanding av et flertall av fluider (12, 14) i en kanal (1), der de flere fluidene har en laminær strømning, anordningen omfattende:

et flertall av motstrømsforplantningsdetektorer (451a, 451b) anordnet i den laminære strømningen ved et flertall av radiale avstander fra et sentrum av kanalen (1); og

en første støttestruktur (403a, 403b) innrettet for å støtte en første delmengde av de flere motstrømsforplantningsdetektorene (451a, 451b), idet den første delmengden omfatter minst to detektorer; og

en andre støttestruktur (405a, 405b) aksialt atskilt fra den første støttestrukturen (403a, 403b) og innrettet for å støtte en andre delmengde av de flere motstrømsforplantningsdetektorene (451a, 451b), idet den andre delmengden omfatter minst to detektorer; og

minst én prosessor innrettet for å:

anvende gangtidsmålinger gjort av minst én av motstrømsforplantningsdetektorene (451a, 451b) for å estimere en strømningshastighet for hvert av fluidene, og

estimere volumstrømningsraten av hvert fluid ved bruk av den estimerte strømningshastigheten for hvert av fluidene.

2. Anordning ifølge krav 1, hvor hver av motstrømsforplantningsdetektorene (451a, 451b) er posisjonert i et vindu (511, 513) til en støttestruktur (403a, 403b, 405a, 405b), der vinduet er innrettet for å tillate strømning av minst ett fluid av de flere fluidene derigjennom.

3. Anordning ifølge krav 2, hvor hver av motstrømsforplantningsdetektorene (451a, 451b) videre omfatter et par av akustiske transdusere (451a, 451b) på motsatte sider av vinduet (511, 513).

4. Anordning ifølge krav 2, hvor støttestrukturen er skråstilt i forhold til en lengdeakse til kanalen (1).

5. Anordning ifølge krav 1, hvor den minst ene prosessoren videre er innrettet for å estimere en strømningshastighet for minst ett av de flere fluidene ved å korrelere målinger gjort av én av motstrømsforplantningsdetektorene (451a, 451b) på den første støttestrukturen (403a, 403b), med målinger gjort av én av motstrømsforplantningsdetektorene (451a, 451b) på den andre støttestrukturen (405a, 405b).

6. Anordning ifølge krav 1, videre omfattende en ytterligere motstrømsforplantningsdetektor (451a, 451b) omfattende en første akustisk transduser på den første støttestrukturen (403a, 403b) og en andre akustisk transduser på den andre støttestrukturen (405a, 405b), idet den minst ene prosessoren videre er innrettet for å estimere en strømningshastighet for minst ett av de flere fluidene ved bruk av målinger gjort av den ytterligere motstrømsforplantningsdetektoren.

7. Anordning ifølge krav 2, videre omfattende et par av tverrstilte akustiske transdusere (453a, 453b) anbragt i vinduet (511, 513) i støttestrukturen (403a, 403b, 405a, 405b) og innrettet for å gjøre en måling av en trykkbølgehastighet i det minst ene fluidet i vinduet, og hvor den minst ene prosessoren videre er innrettet for å estimere minst én av: (i) en fasefraksjon av det minst ene fluidet i vinduet ved bruk av målinger gjort av de tverrstilte akustiske detektorene (453a, 453b), (ii) en fasefraksjon av det minst ene fluidet i vinduet ved bruk av målinger gjort av et par av motstrømsforplantningsdetektorer (451a, 451b), (iii) en type til det minst ene fluidet i vinduet ved bruk av målinger gjort av de tverrstilte akustiske detektorene (453a, 453b), (iv) en type til det minst ene fluidet i vinduet ved bruk av målinger gjort av paret av motstrømsforplantningsdetektorer (451a, 451b), (v) en forekomst av gassbobler i vinduet ved bruk av målinger gjort av de tverrstilte akustiske detektorene (453a,453b), og/eller (vi) en forekomst av gassbobler i vinduet ved bruk av målinger gjort av paret av motstrømsforplantningsdetektorer (451a, 451b).

8. Fremgangsmåte for å estimere en volumstrømningsrate av hvert fluid i en blanding av et flertall av fluider (12, 14) i en kanal (1), der de flere fluidene har en laminær strømning, fremgangsmåten omfattende trinnene med å:

anvende minst én av et flertall av motstrømsforplantningsdetektorer (451a, 451b) anordnet i den laminære strømningen ved et flertall av radiale avstander fra et sentrum av kanalen (1) for å gjøre en måling av en gangtid for et akustisk signal i motsatte retninger;

hvor et arrangement av motstrømsforplantningsdetektorene (451a, 451b) omfatter:

anvende minst én prosessor for å:

estimere en strømningshastighet for hvert fluid ved bruk av gangtidsmålingene gjort i motsatte retninger, og

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, videre omfattende trinnene med å:

anbringe hver av motstrømsforplantningsdetektorene (451a, 451b) i et vindu (511, 513) til en støttestruktur (403a, 403b, 405a, 405b), der vinduet er innrettet for å tillate strømning av minst ett fluid av de flere fluidene derigjennom; og

utføre målingen av gangtider på fluidet i vinduet.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9, videre omfattende trinnet med å anvende, for hver av motstrømsforplantningsdetektorene (451a, 451b), et par av akustiske transdusere (451a, 451b) på motsatte sider av vinduet (511, 513).

11. Fremgangsmåte ifølge krav 9, videre omfattende trinnet med å anbringe støttestrukturen med en skråstilling i forhold til en lengdeakse til kanalen (1).

12. Fremgangsmåte ifølge krav 8, videre omfattende trinnet med å anvende den første støttestruktur (403a, 403b) for å støtte den første delmengde av de flere motstrømsforplantningsdetektorene (451a, 451b), og den andre støttestruktur (405a, 405b), aksialt atskilt fra den første støttestrukturen (403a, 403b), for å støtte den andre delmengde av de flere motstrømsforplantningsdetektorene (451a, 451b).

13. Fremgangsmåte ifølge krav 12, videre omfattende trinnet med å anvende den minst ene prosessoren for å estimere en strømningshastighet for minst ett fluid av de flere fluidene ved å korrelere målinger gjort av en motstrømsforplantningsdetektor (451a, 451b) på den første støttestrukturen (403a, 403b), med målinger gjort av en motstrømsforplantningsdetektor (451a, 451b) på den andre støttestrukturen (405a, 405b).

14. Fremgangsmåte ifølge krav 12, videre omfattende trinn med å anvende en ytterligere motstrømsforplantningsdetektor omfattende en første akustisk transduser på den første støttestrukturen (403a, 403b) og en andre akustisk transduser på den andre støttestrukturen (405a, 405b), og å anvende den minst ene prosessoren for å estimere en strømningshastighet for minst ett fluid av de flere fluidene ved bruk av målinger gjort av den ytterligere motstrømsforplantningsdetektoren.

15. Fremgangsmåte ifølge krav 9, videre omfattende trinn med å anvende et par av tverrstilte akustiske transdusere (453a, 453b) anbragt i vinduet (511, 513) til støttestrukturen (403a, 403b, 405a, 405b) for å gjøre en måling av en trykkbølgehastighet i det minst ene fluidet i vinduet, og å anvende den minst ene prosessoren for å estimere minst én av: (i) en fasefraksjon av det minst ene fluidet i vinduet fra den målte trykkbølgehastigheten ved bruk av målinger gjort av de tverrstilte akustiske detektorene (453a, 453b), (ii) en fasefraksjon av det minst ene fluidet i vinduet ved bruk av målinger gjort av et par av motstrømsforplantningsdetektorer (451a, 451b), (iii) en type til det minst ene fluidet i vinduet ved bruk av målinger gjort av de tverrstilte akustiske detektorene (453a, 453b), (iv) en type til det minst ene fluidet i vinduet ved bruk av målinger gjort av paret av motstrømsforplantningsdetektorer (451a, 451b), (v) en forekomst av gassbobler i vinduet ved bruk av målinger gjort av de tverrstilte akustiske detektorene (453a, 453b), og/eller (vi) en forekomst av gassbobler i vinduet ved bruk av målinger gjort av paret av motstrømsforplantningsdetektorer (451a, 451b).

16. Ikke-volatilt datamaskinlesbart mediumprodukt som lagrer instruksjoner som når de blir lest av minst én prosessor, bevirker den minst ene prosessoren til å utføre en fremgangsmåte, fremgangsmåten omfattende trinnene med å:

estimere en strømningshastighet for hvert fluid i en blanding av fluider (12, 14) i en laminær strømning i en kanal (1) ved bruk av målinger gjort av et flertall av motstrømsforplantningsdetektorer (451a, 451b) anordnet i den laminære strømningen ved et flertall av radiale avstander fra et sentrum av kanalen (1);

17. Ikke-volatilt datamaskinlesbart mediumprodukt ifølge krav 16, videre omfattende minst én av: (i) et ROM, (ii) et EPROM, (iii) et EAROM, (iv) et flashminne, og/eller (v) et optisk platelager.

18. Anordning ifølge krav 1, hvor gangtidsmålingene er gjort av de flere motstrømsforplantningsdetektorene (451a, 451b), og hvor den minst ene prosessoren er konfigurert til å korrelere første gangtidsmålinger fra en første av de flere motstrømsforplantningsdetektorene (451a, 451b), med andre gangtidsmålinger fra en andre av de flere motstrømsforplantningsdetektorene (451a, 451b) for å estimere strømningshastigheten for hvert av fluidene.