RU38944U1 - DEVICE FOR DETERMINING THE VOLUME SHARE OF WATER IN A PIPELINE WITH A GAS-LIQUID MIXTURE - Google Patents
DEVICE FOR DETERMINING THE VOLUME SHARE OF WATER IN A PIPELINE WITH A GAS-LIQUID MIXTUREInfo
- Publication number
- RU38944U1 RU38944U1 RU2004107380/22U RU2004107380U RU38944U1 RU 38944 U1 RU38944 U1 RU 38944U1 RU 2004107380/22 U RU2004107380/22 U RU 2004107380/22U RU 2004107380 U RU2004107380 U RU 2004107380U RU 38944 U1 RU38944 U1 RU 38944U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- water
- pipeline
- liquid mixture
- coil
- Prior art date
Links
Abstract
Полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использована в газовой и нефтедобывающей промышленности для определения объемной доли воды в трубопроводе с газожидкостной смесью без разделения на фракции продуктов непосредственно на скважинах или на коллекторных участках первичной переработки газоконденсатных и нефтегазовых промыслов в реальном масштабе времени. Технический результат - повышение точности определения объемной доли воды в потоке газожидкостной смеси в трубопроводе за счет исключения влияния ее солености на результаты измерения. В устройстве, содержащем отрезок трубы из диэлектрического материала, пропущенный через витки двух идентичных катушек, соединенных одна с опорным, другая - с измерительным автогенераторами, внутри катушки, соединенной с опорным автогенератором, размещен электрический экран с продольной щелью (экран Фарадея), охватывающий трубу.The utility model relates to the field of measurement technology and can be used in the gas and oil industry to determine the volume fraction of water in a pipeline with a gas-liquid mixture without fractioning the products directly at the wells or in the collector sections of the primary processing of gas condensate and oil and gas fields in real time. EFFECT: increased accuracy of determining the volume fraction of water in a gas-liquid mixture flow in a pipeline by eliminating the influence of its salinity on the measurement results. In a device containing a piece of pipe made of dielectric material, passed through turns of two identical coils connected to a reference coil and the other to measuring oscillators, an electric screen with a longitudinal slot (Faraday screen) is placed inside the coil connected to a reference oscillator, covering the pipe.
Description
Полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использована в газовой и нефтедобывающей промышленности для определения объемной доли воды в трубопроводе с газожидкостной смесью (ГЖС) без разделения на фракции продуктов добычи непосредственно на скважинах или на коллекторных участках первичной переработки газоконденсатных и нефтегазовых промыслов в реальном масштабе времени.The utility model relates to the field of measurement technology and can be used in the gas and oil industry to determine the volume fraction of water in a pipeline with a gas-liquid mixture (GHS) without dividing into fractions of the products of production directly at the wells or in the collector sections of the primary processing of gas condensate and oil and gas fields in real time scale.
В расходометрии ГЖС широко используются сепараторы, обеспечивающие периодический контроль покомпонентного расхода ГЖС. В последнее время интенсивно развивается расходометриия многофазных потоков в реальном масштабе времени, в основном для нефтедобычи. Созданы измерители на комплексном использовании классических однофазных расходомеров, например, турбинных, диафрагменных, кориолисовых, сопел Вентури и другие. Однако такие измерительные средства не получили широкого распространения, в основном из-за низкой надежности, при эксплуатации в многофазных потоках нефтегазовых скважин.In the flow metering of GHS, separators are widely used, which provide periodic monitoring of the component flow rate of GHS. Recently, real-time flow metering of multiphase flows has been intensively developing, mainly for oil production. Meters have been created on the integrated use of classic single-phase flow meters, for example, turbine, diaphragm, Coriolis, Venturi nozzles and others. However, such measuring tools are not widely used, mainly due to low reliability, when operating in multiphase flows of oil and gas wells.
Известно устройство для определения объемного содержания воды в потоке ГЖС, описанное в труде: Daisake Yamazaki, Shuichi Haruyama. Development of multiphase flowmeter without radioactive sourse. - Yokogava, Electric corporation: В сборнике - BP Exploration Multiphase Mesurement Course, 1997, стр.69.A device for determining the volumetric water content in the flow of GHS described in the work: Daisake Yamazaki, Shuichi Haruyama. Development of multiphase flowmeter without radioactive sourse. - Yokogava, Electric Corporation: Collected - BP Exploration Multiphase Mesurement Course, 1997, p. 69.
Это устройство содержит встраиваемый в трубопровод измерительный участок, зауженный в поперечном сечении, измерители скорости, давления и температуры, вычислительно-управляющий блок. Измерительный участок охватывают два кольцевых электрода (чувствительные элементы), установленные параллельно друг к другу и концентрично трубе. Один электрод соединен This device includes a built-in measuring section narrowed in cross section, speed, pressure and temperature meters, a control and computing unit. The measuring section is covered by two ring electrodes (sensitive elements) mounted parallel to each other and concentrically to the pipe. One electrode connected
с источником переменного напряжения, другой - с входом измерителя емкостного тока. Значение тока определяется емкостью между электродами, которая зависит от диэлектрической проницаемости потока, зависящей, в свою очередь, от объемного содержания воды в потоке. К недостаткам данного устройства следует отнести малую протяженность участка взаимодействия чувствительных элементов с потоком, вследствие чего затруднено пространственное интегрирование переменных плотности и скорости потока, поэтому снижается точность измерения. Кроме того, не учитывается соленость воды, влияющая на ее проводимость, а в результате и на точность измерения.with an AC voltage source, the other with the input of a capacitive current meter. The current value is determined by the capacitance between the electrodes, which depends on the dielectric constant of the stream, which, in turn, depends on the volumetric water content in the stream. The disadvantages of this device include the small length of the area of interaction of sensitive elements with the flow, which makes spatial integration of variables of density and flow velocity difficult, therefore, the measurement accuracy is reduced. In addition, the salinity of the water, which affects its conductivity, and, as a result, the measurement accuracy, is not taken into account.
Известны устройства, где в качестве чувствительного элемента используется многовитковая катушка, например, в зондах для исследования проводимости (Н.Хинд, Х.Хортон. Микроволновая диагностика плазмы. - Атомиздат, 1968 г., стр.351). Но зонды для исследования проводимости, учитывающие влияние солености, не могут быть использованы для измерения доли воды в потоке ГЖС.Devices are known where a multi-turn coil is used as a sensitive element, for example, in conductivity probes (N. Hind, H. Horton. Microwave plasma diagnostics. - Atomizdat, 1968, p. 351). But conductivity probes that take into account the influence of salinity cannot be used to measure the proportion of water in the GHS stream.
Наиболее близким к заявляемому является устройство для определения объемных долей нефти, газа и воды в жидком потоке в трубопроводе (патент США G 01 N 22/04 US 5389883 "Mesurement of gas and water content in oil" (прототип)).Closest to the claimed is a device for determining the volume fractions of oil, gas and water in a liquid stream in a pipeline (US patent G 01 N 22/04 US 5389883 "Mesurement of gas and water content in oil" (prototype)).
Устройство содержит отрезок диэлектрической трубы, пропущенный через витки множества катушечных резонаторов с различными резонансными частотами. Катушечные резонаторы объединены в множество групп, каждая из которых включает множество резонаторов, имеющих одинаковую собственную частоту. Резонансные частоты резонаторов зависят от диэлектрической постоянной и объемного содержания материалов, протекающих через трубу. Путем измерения изменений резонансных частот могут быть вычислены пропорции нефти, газа и воды в потоке.The device contains a piece of dielectric pipe, passed through the turns of many coil resonators with different resonant frequencies. Coil resonators are combined into many groups, each of which includes many resonators having the same natural frequency. The resonant frequencies of the resonators depend on the dielectric constant and volumetric content of the materials flowing through the pipe. By measuring changes in resonant frequencies, the proportions of oil, gas, and water in the stream can be calculated.
Основным недостатком данного устройства является низкая точность измерения объемной доли воды в потоке из-за невозможности учета ее солености. The main disadvantage of this device is the low accuracy of measuring the volume fraction of water in the stream due to the impossibility of taking into account its salinity.
Кроме того, измерительная секция устройства имеет громоздкую конструкцию, требует сложной и трудоемкой настройки и регулировки, включающей в себя разворот, смещение и фиксацию резонаторов вдоль трубы, тарировку устройства при всех положениях резонаторов и т.п.In addition, the measuring section of the device has a cumbersome design, requires complex and time-consuming settings and adjustments, including turning, moving and fixing the resonators along the pipe, calibrating the device at all positions of the resonators, etc.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение точности определения объемной доли воды в потоке ГЖС в трубопроводе за счет исключения влияния ее солености на результаты измерения.The technical result of the claimed utility model is to increase the accuracy of determining the volume fraction of water in the GHS stream in the pipeline by eliminating the influence of its salinity on the measurement results.
Технический результат достигается тем, что в устройстве, содержащем отрезок трубы из диэлектрического материала, пропущенный через витки двух идентичных катушек, соединенных одна с опорным, другая - с измерительным автогенераторами, внутри катушки, соединенной с опорным автогенератором, размещен электрический экран с продольной щелью (экран Фарадея), охватывающий трубу.The technical result is achieved by the fact that in a device containing a piece of pipe made of dielectric material, passed through the turns of two identical coils, one connected to a reference one, the other to a measuring self-oscillator, an electric screen with a longitudinal slot is placed inside the coil connected to a reference self-generated generator (screen Faraday) covering the pipe.
На фиг.1 изображено устройство, встроенное в трубопровод.Figure 1 shows a device built into the pipeline.
Устройство для определения объемной доли воды в трубопроводе с газожидкостной смесью, показанное на фиг.1, содержит отрезок трубы 1 из диэлектрического материала, помещенный в прочный корпус 2 между входным 3 и выходным 4 диффузорами. Внутреннее сечение трубы 1 с целью создания гомогенизированного (однородного по сечению) потока ГЖС по площади значительно меньше сечения трубопровода 5. На трубу 1 намотана катушка 6, соединенная с опорным автогенератором 7, и катушка 8, соединенная с измерительным автогенератором 9. При этом катушка 6 намотана непосредственно на электрический экран 10 с продольной щелью 11 (экран Фарадея), охватывающий трубу 1 и препятствующий взаимодействию электрического поля катушки с потоком ГЖС. Автогенераторы 7 и 9 для получения коротких соединений с катушками размещены в съемном блоке 12, установленном на корпусе 2.The device for determining the volume fraction of water in a pipeline with a gas-liquid mixture, shown in figure 1, contains a piece of pipe 1 made of a dielectric material, placed in a durable housing 2 between the input 3 and output 4 diffusers. The inner cross section of the pipe 1 in order to create a homogenized (uniform cross-section) GHS flow over the area is much smaller than the cross-section of the pipeline 5. A coil 6 is wound on the pipe 1, connected to a reference oscillator 7, and a coil 8, connected to a measuring oscillator 9. In this case, coil 6 wound directly on the electric screen 10 with a longitudinal slit 11 (Faraday shield), covering the pipe 1 and preventing the interaction of the electric field of the coil with the flow of GHS. Autogenerators 7 and 9 for receiving short connections with coils are placed in a removable block 12 mounted on the housing 2.
Устройство встраивается в трубопровод в непосредственной близости от скважины. Перед эксплуатацией производится настройка, регулировка и тарировка устройства.The device is built into the pipeline in the immediate vicinity of the well. Before operation, the device is configured, adjusted and calibrated.
С помощью автогенераторов возбуждают магнитное поле внутри катушки 6 и электромагнитное поле внутри катушки 8, настраивают автогенераторы на одинаковую частоту и измеряют ее значение Fo в отсутствие потока ГЖС в трубе 1.Using self-oscillators, a magnetic field inside the coil 6 and an electromagnetic field inside the coil 8 are excited, the self-oscillators are tuned to the same frequency and its value F o is measured in the absence of the GHS flow in the pipe 1.
При тарировке измеряют частоты опорного Foп и измерительного Fизм автогенераторов во время протекания потока ГЖС с известным объемным содержанием воды. Изменение частоты опорного автогенератора ΔFоп, равноеDuring calibration, the frequencies of the reference F op and the measuring F ISM of the oscillators are measured during the flow of the GHS with a known volumetric water content. The change in the frequency of the reference oscillator ΔF op equal to
ΔFоп=Fоп-Fо=ΔFмагн,ΔF op = F op -F o = ΔF magn
где Fo - частота опорного автогенератора в отсутствие потока;where F o - the frequency of the reference oscillator in the absence of flow;
Foп - частота опорного автогенератора при протекании потока;F op - the frequency of the reference oscillator during flow;
ΔFмагн - изменение частоты опорного автогенератора из-за изменения магнитного поля при протекании потока, обусловлено влиянием проводимости (солености) воды на магнитное поле катушки 6, а изменение частоты измерительного автогенератора ΔFизм, равноеΔF magn - change in the frequency of the reference oscillator due to a change in the magnetic field during flow, due to the influence of the conductivity (salinity) of water on the magnetic field of coil 6, and a change in the frequency of the measuring oscillator ΔF ISM equal to
ΔFизм=Fизм-Fо=ΔFмагн+ΔFэлектр,.DELTA.F ism ism -F = F = ΔF of the mag + ΔF electric,
где Fo - частота измерительного автогенератора в отсутствие потока;where F o is the frequency of the measuring oscillator in the absence of flow;
Fизм - частота измерительного автогенератора при протекании потока;F ISM - frequency measuring oscillator during flow;
ΔFмагн - изменение частоты измерительного автогенератора из-за изменения магнитного поля при протекании потока,ΔF magn - change in the frequency of the measuring oscillator due to changes in the magnetic field during the flow,
ΔFэлектр - изменение частоты измерительного автогенератора из-за изменения электрического поля при протекании потока, обусловлено влиянием как проводимости воды на магнитное поле катушки 8, так и диэлектрической постоянной потока ГЖС на электрическое поле этой катушки. При идентичности катушек в разности изменений частотΔF electron is a change in the frequency of the measuring oscillator due to a change in the electric field during the flow, due to the influence of both the conductivity of the water on the magnetic field of coil 8 and the dielectric constant of the GHS flow on the electric field of this coil. When the coils are identical in the difference in frequency changes
ΔFизм-ΔFоп=ΔFмагн+ΔFэлектр-ΔFмагн=ΔFэлектр Edited -ΔF op ΔF = ΔF + ΔF magn RE -ΔF magn = Δ Felektr
изменения, вызванные влиянием проводимости, компенсируют друг друга, поэтому разность частотchanges caused by the influence of conductivity cancel each other out, therefore the frequency difference
(Fизм-Fо)-(Fоп-Fо)=Fизм-Fоп=ΔFэлектр (F meas -F o ) - (F op -F o ) = F meas -F op = ΔF electron
определяется влиянием только диэлектрической постоянной потока ГЖС, пропорциональной объемной доле воды в потоке Θв, на электрическое поле катушки 8. Коэффициент пропорциональности k (изменение разности частот на один процент объемной доли воды в потоке) устанавливают при тарировке устройства во время прохождения через него потока ГЖС с известным объемным содержанием воды по формуле:is determined by the influence of only the dielectric constant of the GHS stream, proportional to the volume fraction of water in the stream Θ in , on the electric field of coil 8. The proportionality coefficient k (changing the frequency difference by one percent of the volume fraction of water in the stream) is set when the device is calibrated while the GHS stream passes through it with a known volumetric water content according to the formula:
k=(Fизм-Fоп)/Θв.k = (F meas -F op ) / Θ c .
При эксплуатации объемную долю воды ©в в потоке ГЖС вычисляют по формуле:During operation, the volume fraction of water © in the GHS stream is calculated by the formula:
Θв=(Fизм-Fоп)/k,Θ in = (F meas -F op ) / k,
где Fизм - частота измерительного автогенератора при протекании потока ГЖС;where F ISM is the frequency of the measuring oscillator during the flow of the GHS;
Foп - частота опорного автогенератора при протекании потока ГЖС;F op - the frequency of the reference oscillator during the flow of the GHS;
k - коэффициент пропорциональности, установленный при тарировке устройства. При этом значение коэффициента k не зависит от солености воды в потоке.k is the coefficient of proportionality established during calibration of the device. The value of the coefficient k does not depend on the salinity of the water in the stream.
Повышение точности определения объемной доли воды в трубопроводе с ГЖС способствует снижению затрат на коллекторных участках первичной переработки газоконденсатных или нефтегазовых промыслов, а также более точному прогнозированию жизни скважин.Improving the accuracy of determining the volume fraction of water in the pipeline with GHS contributes to lower costs in the collector sections of the primary processing of gas condensate or oil and gas fields, as well as more accurate prediction of well life.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004107380/22U RU38944U1 (en) | 2004-03-15 | 2004-03-15 | DEVICE FOR DETERMINING THE VOLUME SHARE OF WATER IN A PIPELINE WITH A GAS-LIQUID MIXTURE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004107380/22U RU38944U1 (en) | 2004-03-15 | 2004-03-15 | DEVICE FOR DETERMINING THE VOLUME SHARE OF WATER IN A PIPELINE WITH A GAS-LIQUID MIXTURE |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU38944U1 true RU38944U1 (en) | 2004-07-10 |
Family
ID=48231818
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004107380/22U RU38944U1 (en) | 2004-03-15 | 2004-03-15 | DEVICE FOR DETERMINING THE VOLUME SHARE OF WATER IN A PIPELINE WITH A GAS-LIQUID MIXTURE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU38944U1 (en) |
-
2004
- 2004-03-15 RU RU2004107380/22U patent/RU38944U1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2833329C (en) | Nuclear magnetic flow meter and method for operation of nuclear magnetic flow meters | |
US20050229716A1 (en) | Detection and measurement of two-phase flow | |
JP2011526366A (en) | Speed enhancement flow measurement | |
EP0160673B1 (en) | An apparatus for the measurement of the fraction of gas in a two-component fluid flow comprising a liquid and a gas in mixture | |
Jia et al. | Electrical resistance tomography sensor for highly conductive oil-water two-phase flow measurement | |
US4638251A (en) | Method and apparatus for measuring flow of non-homogeneous material in incompletely filled flow channels | |
US20210223080A1 (en) | Measuring device for determining the density, the mass flow rate and/or the viscosity of a flowable medium, and method for operating same | |
RU38944U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING THE VOLUME SHARE OF WATER IN A PIPELINE WITH A GAS-LIQUID MIXTURE | |
RU2261435C1 (en) | Device for measuring volume fraction of water in pipeline containing gas-liquid mixture | |
RU2678955C1 (en) | Method of moister content measuring and sampling in three-component mixtures from extracting oil wells and device for its implementation | |
RU2665758C2 (en) | Device for measuring mass flow, molecular weight and humidity of gas | |
RU2259556C1 (en) | Method for determining volumetric share of water in pipeline with gas-liquid mixture | |
RU2343423C1 (en) | Electromagnetic flowmeter | |
Al-Rabeth et al. | On the ability to dry calibrate an electromagnetic flowmeter | |
CN109115821B (en) | Nuclear magnetic resonance fluid meter probe and fluid metering method | |
RU74710U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING THE COMPOSITION AND CONSUMPTION OF MULTICOMPONENT LIQUIDS BY THE NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE METHOD | |
RU2152006C1 (en) | Nuclear-magnetic flow meter for multiphase medium | |
GB2402222A (en) | Determining the phase of a signal | |
RU2275604C1 (en) | Arrangement for measuring consumption of the components of the flow of gas-liquid mixture of the products of gas-oil production in a pipeline | |
Zhilin et al. | Diagnostics of liquid metal flows using fibre-optic velocity sensor | |
RU2406976C1 (en) | Device for measuring gas flow rate | |
Jia et al. | A study on measurement uncertainty of a vortex flow meter in discrete liquid phase | |
SU921627A1 (en) | Apparatus for determining content of magnetic fraction in iron ore pulp solid phase | |
US11486748B2 (en) | Electromagnetic flowmeter having concentric coils | |
Zhang et al. | Comparison of Transverse With Axial Excitation Modes Cross Correlation Flowmeters in High Water-Cut Oil–Water Flow Measurement |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20100316 |