用于多相流量计的取样模块制造技术

一种取样模块4，用于安装在具有多相流量计2的管线18中并且用于接收来自管线18的多相流体16，其中取样模块4包括：分离室6，用于接收和分离来自多相流体16的样品体积的流体，分离室6当在使用中时具有竖直尺寸；下阀门8，用于打开和关闭在分离室6的下端部和管线18之间的流体路径；上阀门10，用于打开和关闭在分离室6的上端部和管线18之间的流体路径；下传感器12，用于测量在分离室6的下部分中的流体的流体性质；以及上传感器14，用于测量在分离室6的上部分中的流体的流体性质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于多相流量计的取样模块本专利技术涉及一种取样模块，用于安装在具有多相流量计的管子中并且用于接收来自管线的多相流体，并且涉及一种使用取样模块的用于获得用于多相流量计的输入参数的方法。在某些示例性的实施方式中，取样模块和多相流量计在海底地点中并且管线是海底设施的管线。在油气工业，以及其它工业中，具有对于获得关于多相流体的信息的需要。多相流量计在油气工业中被广泛地使用，用于分配目的和生产优化并且它们是对于海底接头的测量特别地重要的。被多相流量计提供的流量通过测量值的组合被计算，典型地电磁的、核子的和压差测量值。为了实现规格，多相流量计依赖于流体性质的精确的认识，例如多相流体中的油、气体和水的电容率和衰减系数，以及对于压力和温度的精确的输入。多相流体中的水的盐度或电导率也被需要，虽然这也可以被在某些多相流量计中的专用的传感器测量。多相流量计的准确性依赖于输入参数的准确性。多相流量计使用被提供合适的输入参数的算法以计算多相流量的测量值。因此可以是重要的是具有用于保持向多相流量计的输入数据和/或根据正在被测量的流体性质的任何改变被更新的算法的系统。多相流量计经常地用于海底设施和被经过这样的海底设施的多相流体，多相流体可以例如是来自油田的生产流体。将意识到，具有关于这的挑战，由于海底设施的地点并且因为被关心的流体是具有不可预测的特性的天然地生产的流体。为了有效的监测，在合并来自许多井的产品之前执行多相测量是必需的，并且这因此要求多相流量计被安装在海面以下的遥远的地点中。在这种情况下，具有与多相流量计的校准以及确保用于确定多相流体的测量值的输入参数的准确性相关联的甚至更大的挑战。从第一方面看，本专利技术提供一种取样模块，用于安装在具有多相流量计的管线中并且用于接收来自管线的多相流体，其中取样模块包括：分离室，用于接收和分离来自多相流体的样品体积的流体，分离室当在使用中时具有竖直尺寸；下阀门，用于打开和关闭在分离室的下端部和管线之间的流体路径；上阀门，用于打开和关闭在分离室的上端部和管线之间的流体路径；下传感器，用于测量在分离室的下部分中的流体的流体性质；以及上传感器，用于测量在分离室的上部分中的流体的流体性质；其中样品模块包括用于在以下的操作中的每一个中打开和关闭阀门的控制器：共同地打开和关闭下阀门和上阀门二者；在下阀门保持关闭的同时打开和关闭上阀门；以及在上阀门保持关闭的同时打开和关闭下阀门。使用这种取样模块，来自管线的多相流体的样品体积能够随着一个或两个阀门打开被接收在分离室中，并且然后被保持在分离室内，直到样品体积已经分离。上传感器和下传感器然后能够测量在分离室的不同的部分的性质以测量在分离之后的流体的不同的部分的性质。这允许对分离之后的多相流体的分析以获得多相流体的组成部分的参数。这种分析的结果可以然后用于保持或改进多相流量计的准确性，例如通过多相流量计的校准或再校准和/或通过更新被多相流量计使用的输入参数。该过程可以有利地与经过管线和/或经过多相流量计的流体的正在进行的流动平行地进行，例如通过将取样模块装配在旁路或并行流线中，如下文讨论的，使得取样不停止经过多相流量计的流动。取样模块可以被周期性地使用以识别随时间推移的多相流体的任何变化和/或响应于上游改变被使用，例如生产参数的改变，以确保由此导致的多相流体的构成的改变被考虑在内并且多相流量计的准确性能够被保持。以这种方式，取样模块能够提供多相流量计的在线校准，例如通过允许多相流量计设置或输入数据响应于被取样模块测量到的流体的参数的改变被更新。多相流体可以是来自油和气体设备的流体，例如包含气态烃、液体烃和水中的两个或更多个的混合物。因此，管线可以是连接至油和气体设备的油和气体管线。该取样模块可以在海底设备中使用并且因此其可以是用于接收来自海底井或管线的流体的海底取样模块。在这种情况下，多相流量计是海底多相流量计。将意识到，由于为了校准和/或确认海底多相流量计的准确性的目的到达海底地点以取得样品的困难性，确保海底多相流量计的准确性是显著的挑战。因此，使用所提出的用于海底设备的取样模块具有显著的优点，因为其允许对被多相流量计使用的参数的持续的更新，而不需要在多相流量计的海底地点的任何干涉。为了接收样品体积，分离室被经过阀门中的一个或二者开放一段时间。阀门可以然后被关闭允许的沉降时间以将样品体积保持在分离室内并且允许其沉降。因为分离室具有竖直尺寸，然后多相流体的较轻的成分将运动至室的上部分，并且多相流体的较重的成分将运动至室的下部分。取决于已经进入室的流体，这能够导致气态或液体烃在室的上部分毗邻于上传感器，并且液体烃或水在室的下部分毗邻于下传感器。上传感器和下传感器能够因此用于测量多相流体的不同的组成部分，典型地通过多相流体的单相的测量。为了获得样品体积的作为完全的混合物的多相流体，取样模块可以被布置为打开下阀门和上阀门二者，使得来自管线的多相流体流动经过取样模块，并且被布置为然后关闭两个阀门二者以将样品体积的多相流体保留在分离室中。当该流体已经在分离室的竖直尺寸内沉降时，然后其将分离为多相流体的组成部分。经常地，在多相流体中将具有三个相(即气态烃、液体烃和水)。为了向多相流量计提供精确的输入信息，要求知道关于每个相的参数。使用所提出的两个传感器，那么对于每个样品仅两个相能够被测量。是可能的是在不同的水平加入更多的传感器以允许沿着分离室的竖直尺寸的更细的分辨率，但是这增加成本和复杂性。是有益的是能够取样多相流体的仅较重的部分或仅较轻的部分以找到关于所有的三个相的参数。为了获得多相流体的样品体积的仅较重的部分，取样模块可以被布置为在下阀门保持关闭的同时打开上阀门。多相流体的较重的部分，例如多相流体的液体部分，可以然后进入样品体积，置换任何较轻的相，其上升至室的顶部并且可以离开开放的上阀门。这些较重的部分可以成为被俘获在分离室内，使得来自多相流体的样品体积的流体主要地包含较重的相。上阀门可以然后被关闭持续在测量值被使用上传感器和下传感器取得之前被允许的分离时间。这可以允许测量集中在较重的部分，其可以包括较重的部分的向分离室的上部分和下部分中的分离，例如液体烃从水的分离。也是可能的是获得多相流体的样品体积的较轻的部分。为了进行这，取样模块可以被布置为在上阀门保持关闭的同时打开下阀门。多相流体的较轻的部分，例如多相流体的气态部分，可以然后进入样品体积，置换任何较重的相，并且这些较轻的部分可以成为被俘获在分离室内，使得来自多相流体的样品体积的流体主要地包含较轻的部分。下阀门可以然后被关闭持续在测量值被使用上传感器和下传感器取得之前被允许的分离时间。这可以允许测量集中在较轻的相，其可以包括较轻的部分的向上部分中的和较重的部分的向分离室的下部分中的分离，例如气态烃从较轻的液体烃的分离。取样模块可以包括用于控制取样模块的操作的控制器。控制器可以被布置为控制阀门打开和关闭操作的顺序和计时。例如，控制器可以被布置为控制下阀门和上阀门，如上文讨论的，以打开和关闭以获得样品体积的作为整体的多相流体、多相流体的较重的部分或多相流体的较轻的部分。控制器可以被布置为打开所要求的阀门本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种取样模块，用于安装在具有多相流量计的管线中并且用于接收来自管子的多相流体，其中所述取样模块包括：/n分离室，用于接收和分离来自所述多相流体的样品体积的流体，所述分离室当在使用中时具有竖直尺寸；/n下阀门，用于打开和关闭在所述分离室的下端部和所述管线之间的流体路径；/n上阀门，用于打开和关闭在所述分离室的上端部和所述管线之间的流体路径；/n下传感器，用于测量在所述分离室的下部分中的流体的流体性质；以及/n上传感器，用于测量在所述分离室的上部分中的流体的流体性质，/n其中所述样品模块包括用于在以下的操作中的每一个中打开和关闭所述阀门的控制器：共同地打开和关闭所述下阀门和所述上阀门二者；在所述下阀门保持关闭的同时打开和关闭所述上阀门；以及在所述上阀门保持关闭的同时打开和关闭所述下阀门。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171213 GB 1720750.71.一种取样模块，用于安装在具有多相流量计的管线中并且用于接收来自管子的多相流体，其中所述取样模块包括：
分离室，用于接收和分离来自所述多相流体的样品体积的流体，所述分离室当在使用中时具有竖直尺寸；
下阀门，用于打开和关闭在所述分离室的下端部和所述管线之间的流体路径；
上阀门，用于打开和关闭在所述分离室的上端部和所述管线之间的流体路径；
下传感器，用于测量在所述分离室的下部分中的流体的流体性质；以及
上传感器，用于测量在所述分离室的上部分中的流体的流体性质，
其中所述样品模块包括用于在以下的操作中的每一个中打开和关闭所述阀门的控制器：共同地打开和关闭所述下阀门和所述上阀门二者；在所述下阀门保持关闭的同时打开和关闭所述上阀门；以及在所述上阀门保持关闭的同时打开和关闭所述下阀门。


2.根据权利要求1所述的取样模块，其中所述管线是油和气体管线并且所述多相流体是来自油和气体设备的流体。


3.根据权利要求1或2所述的取样模块，其中所述取样模块是用于接收来自海底井或管线的流体的海底取样模块。


4.根据权利要求1、2或3所述的取样模块，其中为了获得样品体积的作为完全的混合物的所述多相流体，所述取样模块被布置为打开所述下阀门和所述上阀门二者，使得来自所述管线的多相流体流动经过所述取样模块，并且被布置为然后关闭两个阀门二者以将样品体积的所述多相流体保留在所述分离室中。


5.根据前述权利要求中任一项所述的取样模块，其中为了获得所述多相流体的样品体积的仅较重的相，所述取样模块被布置为在所述下阀门保持关闭的同时打开所述上阀门，使得所述多相流体的较重的部分，例如所述多相流体的液体部分，进入所述样品体积，置换任何较轻的部分，并且所述取样模块被布置为然后关闭所述上阀门以将所述多相流体的样品体积的所述较重的部分保留在所述分离室中。


6.根据前述权利要求中任一项所述的取样模块，其中为了获得所述多相流体的样品体积的仅较轻的相，所述取样模块被布置为在所述上阀门保持关闭的同时打开所述下阀门，使得所述多相流体的较轻的部分，例如所述多相流体的气态部分，进入所述样品体积，置换任何较重的部分，并且所述取样模块被布置为然后关闭所述下阀门以将所述多相流体的样品体积的所述较轻的部分保留在所述分离室中。


7.根据前述权利要求中任一项所述的取样模块，包括用于控制所述取样模块的操作的控制器，包括控制阀门打开和关闭操作的顺序和计时。


8.根据权利要求7所述的取样模块，其中所述控制器被布置为允许在所述分离室被密封之前被允许填充所述分离室的时间以用于所述样品体积的沉降并且所述时间取决于来自所述上传感器和/或所述下传感器的读数而变化的。


9.根据权利要求7或8所述的取样模块，其中所述控制器被布置为允许在两个阀门二者都被关闭之后的沉降时间以使得所述样品体积能够在所述分离室的所述竖直尺寸内分离。


10.根据权利要求9所述的取样模块，其中所述沉降时间取决于来自所述上传感器和/或所述下传感器中的一个或二者的读数而变化。


11.根据前述权利要求中任一项所述的取样模块，其中所述分离室包括毗邻于所述传感器的具有在50-100mm的范围内的宽度的管以及在800-1600mm的范围内的总的竖直尺寸。


12.根据前述权利要求中任一项所述的取样模块，其中所述上传感器和所述下传感器被上传感器组和下传感器组提供，其中所述上传感器组和所述下传感器组每个包括以下中的一个或更多个：密度计，例如伽玛密度计；电容率传感器；和/或电导率传感器。


13.根据前述权利要求中任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·弗尔格罗，J·科巴赫，A·哈兰格尔，M·B·霍尔斯塔德，奥温德·利斯特拉普，A·法内斯，E·A·奈斯古思，E·阿波罗，A·埃达尔，
申请(专利权)人：艾奎诺能源公司，
类型：发明
国别省市：挪威;NO