RU2589354C2 - Multiphase flow meter - Google Patents
Multiphase flow meter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2589354C2 RU2589354C2 RU2014146313/28A RU2014146313A RU2589354C2 RU 2589354 C2 RU2589354 C2 RU 2589354C2 RU 2014146313/28 A RU2014146313/28 A RU 2014146313/28A RU 2014146313 A RU2014146313 A RU 2014146313A RU 2589354 C2 RU2589354 C2 RU 2589354C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- wall
- pipe wall
- flow meter
- section
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/74—Devices for measuring flow of a fluid or flow of a fluent solid material in suspension in another fluid
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F15/00—Details 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к многофазному расходомеру, согласно ограничительной части п. 1 формулы изобретения.The invention relates to a multiphase flow meter, according to the restrictive part of paragraph 1 of the claims.
Для определения точной массы расхода многофазных текучих сред, таких как смеси нефти, воды и газа, в трубопроводах необходимо определять как объемный поток, так и фазовый состав текучей среды. Объемный поток можно определять с помощью обычных детекторов расхода, например, посредством регистрации падения давления в трубке Вентури.To determine the exact mass flow rate of multiphase fluids, such as mixtures of oil, water and gas in pipelines, it is necessary to determine both the volumetric flow and the phase composition of the fluid. The volumetric flow can be determined using conventional flow detectors, for example, by recording the pressure drop in the venturi.
Для измерения фазового состава известно применение поглощения рентгеновского излучения с использованием того факта, что газовая и жидкая фазы обычно имеют различные коэффициенты поглощения. Поэтому посредством измерения поглощения рентгеновского или гамма-излучения по меньшей мере на двух различных длинах волн можно определять соотношение отдельных фаз. Пример расходомера, основанного на этой технологии, известен из US 6265713 В1.To measure the phase composition, it is known to use X-ray absorption using the fact that the gas and liquid phases usually have different absorption coefficients. Therefore, by measuring the absorption of x-ray or gamma radiation at least at two different wavelengths, the ratio of the individual phases can be determined. An example of a flow meter based on this technology is known from US 6,265,713 B1.
Одной из проблем, затрудняющих точное измерение расхода, являются свойства потока многофазных смесей внутри труб. В частности, жидкая фаза имеет тенденцию к образованию пленки вдоль стенки трубы, которая перемещается со скоростью, отличной от скорости основного потока. Присутствие такой жидкой пленки может затруднять определение соотношения фаз и тем самым приводить к неправильному измерению потока.One of the problems that make accurate flow measurement difficult is the flow properties of multiphase mixtures inside pipes. In particular, the liquid phase tends to form a film along the pipe wall, which moves at a speed different from the speed of the main stream. The presence of such a liquid film may make it difficult to determine the phase ratio and thereby lead to an incorrect flow measurement.
Поэтому задачей изобретения является создание многофазного расходомера, согласно ограничительной части п. 1 формулы изобретения, который обеспечивает улучшенную точность измерения.Therefore, the object of the invention is the creation of a multiphase flow meter, according to the restrictive part of paragraph 1 of the claims, which provides improved measurement accuracy.
Задача решена с помощью расходомера, согласно п. 1 формулы изобретения.The problem is solved using a flow meter, according to paragraph 1 of the claims.
Многофазный рентгеновский расходомер, согласно изобретению, содержит первое детекторное средство для измерения объемного расхода многофазной текучей среды внутри секции трубы и второе детекторное средство для определения поглощения рентгеновского излучения текучей средой внутри секции трубы по меньшей мере на двух различных длинах волн.The multiphase X-ray flow meter according to the invention comprises first detection means for measuring the volumetric flow rate of the multiphase fluid inside the pipe section and second detection means for determining the absorption of X-ray radiation by the fluid inside the pipe section at least at two different wavelengths.
Для исключения образования жидкой пленки, стенка секции трубы содержит окружное поднутрение, расположенное по потоку перед первым и вторым детекторным средством. Жидкие пленки, образованные по потоку перед секцией трубы, могут соскребаться со стенки у поднутрения, так что жидкая фаза снова соединяется с основным потоком текучей среды в зоне трубы, используемой для измерения, что уменьшает неточности, вызываемые неправильным определением соотношения фаз внутри потока.To prevent the formation of a liquid film, the wall of the pipe section contains a circumferential undercut located downstream of the first and second detector means. Liquid films formed upstream of the pipe section can be scraped off the wall at the undercut, so that the liquid phase is again connected to the main fluid stream in the area of the pipe used for measurement, which reduces the inaccuracies caused by the incorrect determination of the phase ratio within the stream.
Мертвая зона текучей среды, создаваемая поднутрением, помогает предотвращать образование снова жидкой пленки на значительной части трубы, так что может обеспечиваться свободное от пленки состояние во всей зоне измерения.The dead zone of the fluid created by the undercut helps to prevent the formation of a liquid film again on a large part of the pipe, so that a film-free state in the entire measurement zone can be ensured.
В одном предпочтительном варианте выполнения изобретения поднутрение образует имеющую острый угол кромку, при этом первая часть стенки трубы находится по потоку перед поднутрением. Наличие такой острой кромки облегчает разрыв пленки и образование капель жидкости, которые могут уноситься основным потоком текучей среды.In one preferred embodiment of the invention, the undercut forms a sharp-angled edge, with the first part of the pipe wall being upstream of the undercut. The presence of such a sharp edge facilitates tearing of the film and the formation of liquid droplets that can be carried away by the main fluid stream.
Кроме того, предпочтительно образована вторая часть стенки трубы по потоку перед первой частью стенки трубы, которая наклонена наружу от центра трубы в направлении, противоположном направлению потока. Другими словами, труба сужается по потоку перед поднутрением, направляя и концентрируя жидкую пленку к кромке и способствуя разрушению пленки.In addition, preferably, the second part of the pipe wall is formed upstream of the first part of the pipe wall, which is inclined outward from the center of the pipe in the opposite direction to the flow direction. In other words, the pipe narrows downstream before undercutting, directing and concentrating the liquid film to the edge and contributing to the destruction of the film.
В другом варианте выполнения изобретения вторая часть стенки трубы по существу параллельна части стенки поднутрения, проходящей непосредственно от кромки. Такая геометрия помогает разрушать пленку и обеспечивает достаточно длинную свободную от пленки часть трубы для правильного измерения соотношения фаз.In another embodiment, the second portion of the pipe wall is substantially parallel to the portion of the undercut wall extending directly from the edge. This geometry helps to destroy the film and provides a sufficiently long film-free part of the pipe for the correct measurement of the phase ratio.
В альтернативном варианте выполнения изобретения, первая часть стенки трубы наклонена наружу от центра трубы под углом, меньшим, чем вторая часть стенки трубы. Капли, образующиеся из пленки у кромки первой части стенки трубы в направлении потока, направляются за счет этого к центру трубы, замедляя прикрепление капель снова к стенке трубы, что приводит к увеличению длины части трубы, пригодной для измерения расхода.In an alternative embodiment of the invention, the first part of the pipe wall is inclined outward from the center of the pipe at an angle smaller than the second part of the pipe wall. Drops formed from the film at the edge of the first part of the pipe wall in the flow direction are thereby directed to the center of the pipe, slowing down the attachment of the drops again to the pipe wall, which leads to an increase in the length of the pipe part suitable for measuring flow.
Ниже приводится пояснение изобретения и его вариантов выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:The following is an explanation of the invention and its embodiments with reference to the accompanying drawings, which depict:
фиг. 1 - труба, используемая в одном примере выполнения расходомера, согласно изобретению, в изометрической проекции;FIG. 1 is a pipe used in one embodiment of a flowmeter according to the invention in an isometric view;
фиг. 2 - кромка стенки трубы, ограничивающая измерительную часть трубы, согласно фиг. 1, в увеличенном масштабе;FIG. 2 - pipe wall edge bounding the measuring part of the pipe, according to FIG. 1, on an enlarged scale;
фиг. 3 - поперечное сечение кромки стенки трубы, согласно фиг. 2;FIG. 3 is a cross-sectional view of the edge of a pipe wall according to FIG. 2;
фиг. 4 - поперечное сечение кромки стенки трубы с другой геометрией.FIG. 4 is a cross section of the edge of the pipe wall with a different geometry.
Для обеспечения точного определения массового потока внутри трубопровода, транспортирующего смесь нефти, воды и газа, предусмотрена труба 10, состоящая из широкой секции 17 и более узкой секции 14 по потоку после широкой секции в направлении 16 потока текучей среды.To ensure accurate determination of the mass flow inside the pipeline transporting the mixture of oil, water and gas, a
На границе между секциями 12, 14 стенка 18 трубы образует поднутрение 20 и острую кромку 22. Жидкая пленка может образовываться на стенках секции 12. Стенка 18, стенка 24, кромка 22 и поднутрение 20 предназначены для отделения жидкой пленки и ее разрушения. При достижении первой кромки между стенками 18 и 24 и кромки 22 эта пленка жидкости разрывается и образует капли, которые уносятся внутри основного потока текучей среды. Поэтому стенка 18 трубы в узкой секции по потоку после края 22 в основном свободна от прилипающей жидкости. Это позволяет точно определять фазовый состав текучей среды внутри узкой секции с помощью спектроскопии поглощения рентгеновского излучения на двух различных длинах волн.At the boundary between
На фиг. 3 показана более подробно геометрия стенки 18 трубы, окружающей кромку 22. Часть стенки 18 трубы, образующая поднутрение 20, образует острый угол β с первой частью 24 стенки трубы, проходящей параллельно основной оси трубы 10. Выше по потоку часть 24 стенки трубы продолжается второй частью 26 стенки трубы, которая проходит приблизительно параллельно стенке 28 поднутрения, непосредственно соединенной с кромкой 22, и образует угол α с первой частью 24 стенки трубы, который приблизительно равен углу β.In FIG. 3 shows in more detail the geometry of the
Наклон второй части 26 стенки трубы помогает направлять жидкую пленку, прилипшую к стенке трубы, в направлении центра трубы 10. После разрушения указанной пленки на кромке 22, поднутрение 20 предотвращает образование снова пленки на значительной длине узкой секции 14.The inclination of the
На фиг. 4 показана альтернативная геометрия части кромки трубы 10. Она отличается от показанного на фиг. 3 варианта выполнения тем, что первая часть 24 стенки трубы не параллельна основной оси трубы, а наклонена наружу относительно направления 16 потока на угол γ, который меньше угла α между первой частью 24 и второй частью 26 стенки трубы. Это придает дополнительно момент в направлении центра трубы каплям, образующимся на кромке 22, за счет чего замедляется прикрепление снова указанных капель к стенке трубы.In FIG. 4 shows an alternative geometry of a portion of the edge of the
ПЕРЕЧЕНЬ ПОЗИЦИЙLIST OF POSITIONS
10 Труба10 pipe
12 Широкая секция12 wide section
14 Узкая секция14 Narrow section
16 Направление потока16 flow direction
18 Стенка трубы18 pipe wall
20 Поднутрение20 Undercut
22 Кромка22 Edge
24 Часть стенки трубы24 Part of the pipe wall
26 Часть стенки трубы26 Part of the pipe wall
28 Часть стенки поднутрения.28 Part of the undercut wall.
Claims (7)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/RU2012/000307 WO2013157980A1 (en) | 2012-04-19 | 2012-04-19 | Multi-phase flow meter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014146313A RU2014146313A (en) | 2016-06-10 |
RU2589354C2 true RU2589354C2 (en) | 2016-07-10 |
Family
ID=47215710
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014146313/28A RU2589354C2 (en) | 2012-04-19 | 2012-04-19 | Multiphase flow meter |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2589354C2 (en) |
WO (1) | WO2013157980A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2663418C1 (en) * | 2017-10-05 | 2018-08-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Корпорация Уралтехнострой" | Multiphase flowmeter |
RU2818330C1 (en) * | 2017-10-05 | 2024-05-02 | Общество с ограниченной ответственностью "Корпорация Уралтехнострой" | MULTIPHASE FLOWMETER |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2151203A (en) * | 1935-12-23 | 1939-03-21 | Hugh B Wilcox | Fluid meter and method of measuring the rate of flow of fluids |
US3469445A (en) * | 1967-07-20 | 1969-09-30 | United Aircraft Corp | Gas flow measuring system |
US3496771A (en) * | 1968-03-04 | 1970-02-24 | United Aircraft Corp | Mass flow measuring device for a gaseous medium |
US3514071A (en) * | 1967-04-14 | 1970-05-26 | United Aircraft Corp | Shock pulse generator |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6209388B1 (en) * | 1996-03-11 | 2001-04-03 | Daniel Industries, Inc. | Ultrasonic 2-phase flow apparatus and method |
FR2764064B1 (en) | 1997-05-30 | 1999-07-16 | Schlumberger Services Petrol | FLOW SECTION FOR MEASUREMENTS CONCERNING OIL WELL EFFLUENTS AND MEASUREMENT SYSTEM INCLUDING SUCH SECTION |
-
2012
- 2012-04-19 WO PCT/RU2012/000307 patent/WO2013157980A1/en active Application Filing
- 2012-04-19 RU RU2014146313/28A patent/RU2589354C2/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2151203A (en) * | 1935-12-23 | 1939-03-21 | Hugh B Wilcox | Fluid meter and method of measuring the rate of flow of fluids |
US3514071A (en) * | 1967-04-14 | 1970-05-26 | United Aircraft Corp | Shock pulse generator |
US3469445A (en) * | 1967-07-20 | 1969-09-30 | United Aircraft Corp | Gas flow measuring system |
US3496771A (en) * | 1968-03-04 | 1970-02-24 | United Aircraft Corp | Mass flow measuring device for a gaseous medium |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2663418C1 (en) * | 2017-10-05 | 2018-08-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Корпорация Уралтехнострой" | Multiphase flowmeter |
RU2818330C1 (en) * | 2017-10-05 | 2024-05-02 | Общество с ограниченной ответственностью "Корпорация Уралтехнострой" | MULTIPHASE FLOWMETER |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2013157980A1 (en) | 2013-10-24 |
RU2014146313A (en) | 2016-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8322228B2 (en) | Method of measuring flow properties of a multiphase fluid | |
US9068872B2 (en) | Method and apparatus for monitoring multiphase fluid flow | |
US10815773B2 (en) | Flow measurement insert | |
US8452551B2 (en) | Method and apparatus for monitoring multiphase fluid flow | |
BRPI0612768A2 (en) | multiphase flow measurement system that has a fluid separator | |
US20100138168A1 (en) | Apparatus and a method of measuring the flow of a fluid | |
TWI515433B (en) | Device and method for determining a flow velocity of a fluid or a fluid component in a pipeline | |
EP2191243A2 (en) | Multiphase flow measurement | |
RU2008146843A (en) | METHOD AND APPARATUS FOR TOMOGRAPHIC MEASUREMENTS OF MULTIPHASE FLOW | |
RU2013103767A (en) | MULTI-PHASE FLOW METER AND METHOD FOR MEASURING A LIQUID FILM | |
US8229686B2 (en) | Apparatus and method for measuring liquid and gas flow rates in a stratified multi-phase flow | |
Belfroid et al. | Forces on bends and T-joints due to multiphase flow | |
US20090320552A1 (en) | Parallel flow meter device for measuring flow rate in pipes | |
RU2589354C2 (en) | Multiphase flow meter | |
US8919185B2 (en) | System and method for swirl generation | |
US20110126636A1 (en) | Method and device for determining a flow rate of a fluid | |
Huang et al. | Issues of a combination of ultrasonic Doppler velocity measurement with a venturi for multiphase flow metering | |
JP6149587B2 (en) | Ultrasonic flow meter | |
JP5924556B2 (en) | Multiphase flow meter | |
Cargnelutti et al. | Multiphase fluid structure interaction in bends and T-joints | |
KR101820050B1 (en) | Flow rate measuring apparatus in drainpipe using temperature diference | |
JP2019105533A (en) | Simple flow rate measuring method and device | |
US20170248418A1 (en) | Method of detecting flow line deposits using gamma ray densitometry | |
RU2142642C1 (en) | Process determining profile of flow rate of liquid in section of pipe-line | |
RU2636139C2 (en) | Variable level flowmeter |