[發明專利]確定流體流參數的方法和器件

有效

• 申請號: 200710108565.1
• 申請日: 2007-06-06
• 公開（公告）號: CN101086457A
• 公開（公告）日: 2007-12-12
• 發明（設計）人: J·奧爾班;V·S·尼科拉維奇;S·E·米克哈伊洛維奇;Z·P·蒂克霍諾維奇
• 申請（專利權）人: 普拉德研究與開發有限公司
• 主分類號: G01F5/00
• 分類號: G01F5/00;G01K13/02;G01F1/86;G01N25/40
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 楊曉光;李崢

技術領域

本發明涉及到確定液體介質參數的方法和器件，它們可以用于確定油- 水混合流的參數，特別是在確定流速、溫度和流中的油水比的時候。

背景技術

已知有一種確定液體或氣體流的速度的方法(SU，作者證書1645902)。 按照這種方法，熱損失風速計(heat?loss?anemometer)的過熱傳感器 (overheated?sensor)在最大和最小流速處被預先校準，然后記錄下熱損失 風速計的輸出信號，用來確定目標流速；為了增加測量的精確性，在不同的 流溫下在最大和最小流速時對熱損失風速計傳感器進行初步校準。

應用領域的狹窄(只能確定流速)相信是這種方法的主要不利之處。

也已知有另一種確定載有多相流體的一個單相的井筒、流線和管道中壓 強分布的方法(RU，專利2263210)。在這種情形中，通過使用快動門將流 體流(fluid?flow)臨時(部分或完全地)堵住，連續記錄在逆流方向離所述 門很近的位置處的壓強；然后應用從Darcy-Weisbakh摩擦損失方程所得的 關系來確定所希望的流參數。

應用領域的狹窄(只能確定流的壓強分布)相信是這種方法的主要不利 之處。

也已知有一種在油井環(well?annulus)中測量流體流速的方法(SU， 作者證書1138487)。這種方法要求井筒部分用加熱器加熱，并確定套管流 體(in-casing?liquid)和環介質(annulus?medium)之間的熱交換強度；這 樣做的時候，對套管中的固定體積的液體進行加熱，同時在加熱液體和環介 質之間維持恒定的溫度差；用加熱器的功耗值來確定流速。

已知有一種器件，用來測量流過壓力管道的流體的成分(RU，專利 2122724)。該器件包括一個管道，該管道能夠安裝到壓力管道上，以使流體 流經該管道，包括一個輻射源，該輻射源的位置要使得輻射能夠穿過管道壁 和流體流，包括一個輻射探測器，用來探測穿過管道壁和流體流的輻射，以 及包括一個信號產生單元，該單元產生的信號對應著探測器要探測的輻射。 所述探測器是一種固體探測器結構，它配備有至少兩個輻射探測面以及一個 濾片，該濾片位于輻射源和第一探測面之間；所述濾片捕獲低能輻射而通過 高能輻射；所述管道壁由有纖維鎧裝的樹脂構成。

已知有一種用來確定含有飽和的氣和水的油的液相密度的方法和器件 (SU，作者證書1188583)，這可以被認為是最接近這里所要求的技術決策 的方法和器件。在所述方法中，液相的氣水飽和油流經一個具有準封閉 (pseudo-closed)體積的穿過型測量腔室(flow-through?measurement chamber)；對測量腔室中的液相的溫度、壓強和密度值進行測量；然后， 所述測量腔室的體積以恒定的頻率和幅度進行等容變化，以防止氣體溶解在 液相中；然后，對測量腔室的體積和液相壓強搏動的幅度進行測量，之后對 目標參數進行計算。用來實現所述方法的器件包括穿過型準封閉測量腔室、 在測量腔室中激發壓強搏動的機構、以及連接到計算單元上的液相平均密度 傳感器(transducer)、壓強傳感器和溫度傳感器。

發明內容

通過實現所要求的技術決策而獲得的技術結果是，流體泵浦設備布局的 優化和流體流參數(油水比和流速)確定過程的簡化。

為了實現所述技術結果，建議使用一種用于確定流體流參數的方法和器 件。

按照所建議的方法，在流體流中安裝一個取向為沿流體流方向的擴展的 加熱器；測量流體流的溫度，對所述加熱器進行加熱，測量“加熱器前表面 -流區”界面和“加熱器后表面-流區”界面處的溫度；對于這兩個界面，所 測量的值被用來計算所述加熱器和所述流之間的溫度差，同時通過計算(使 用數學關系或圖解關系)來確定水油關系。

為了實現所述方法，建議使用一種用于確定流體流參數的器件，該器件 包括一個擴展形狀的加熱器，在該加熱器的相對的兩端上裝有兩個熱傳感 器，這些傳感器能夠遙控發射測量數據。可以另外安裝第三個熱傳感器，用 來測量加熱器的操作區之外的流體流的溫度。因為在初始流溫度測量過程期 間加熱器是斷開的，不可能使用安裝在加熱器上的熱傳感器來進行初始流溫 度測量，如果在這種情況下要求連續地監視流體流參數，那么可以使用所述 第三個熱傳感器。