【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于流体能量含量的实时确定的系统和方法
[0001]以下描述的实施方式涉及确定流动流体的特性，更具体地，涉及确定具有不同组成的流动流体的特性。
技术介绍
[0002]在流体的组成预期会改变的系统中动态地确定流动流体的能量含量是具有挑战性的问题。用于测量流动流体的能量含量的现有系统通常是笨重的并且难以在需要实时测量的环境中部署。
[0003]例如，在气和油应用中，流动流体的能量含量通常会影响流动流体的财务价值。能量含量的常见度量包括例如热值(Calorific Value)(在下文中称为“CV”)和沃泊指数(Wobbe index)。可以使用本领域现有的方法根据CV容易地确定包括沃泊指数的能量含量度量，因此本说明书强调使用CV作为能量含量的度量。CV可以以千焦/千克为单位(即“按质量计”)或千焦/标准立方米(在20℃和1.013巴(bar)的基本条件下)为单位来表示。考虑其他单位制，例如，可以使用英制热单位/磅来代替千焦/千克，并且可以使用英制热单位/立方英尺来代替千焦/标准立方米。
[0004]本说明书不限于...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于确定推断的能量含量与至少一个测量的量之间的推断关系的方法，所述推断关系产生推断的能量含量，所述方法使用计算机(200)，所述计算机(200)具有被配置成基于存储在存储器(220)中的数据执行命令的处理器(210)，所述处理器(210)实施存储在所述存储器(220)中的推断模块(204)的步骤，所述方法包括：由所述推断模块(204)通过分析至少一种流体的至少一个测量的能量含量的已知测量结果与和所述至少一个测量的量相同类型的至少一个对应的测量值之间的关系来确定所述推断关系，其中，所述推断关系具有密度项(B)，其中，所述至少一个测量的量中的一个测量的量是测量的密度(ρ)并且所述密度项(B)具有逆密度(1/ρ)，所述密度项(B)表示密度(ρ)与所述推断的能量含量之间的反比关系，并且其中，所述测量的密度(ρ)不是空气密度(ρ
air
)。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述推断模块(204)在所述密度项(B)中没有考虑粘度(η)、比重和所述空气密度(ρ
air
)中的任何一个。3.根据权利要求1和2所述的方法，其中，所述推断模块(204)在不考虑热容、热导率、介电常数、折射率、热扩散率、层流阻力和湍流阻力中的任何一个的情况下确定所述推断关系。4.根据权利要求1至3所述的方法，其中，所述至少一个测量的量中的另一测量的量是测量的粘度(η)，所述推断关系还包括偏移项(A)和粘度项(C)，所述粘度项(C)考虑所述测量的粘度(η)。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述推断关系是所述偏移项(A)、所述密度项(B)和所述粘度项(C)的总和。6.根据权利要求3至5所述的方法，其中，所述粘度项(C)具有粘度(η)，所述粘度项(C)表示粘度(η)与所述推断的能量含量之间的直接关系。7.根据权利要求3至6所述的方法，其中，所述至少一个测量值还包括测量的温度(T)和测量的压力(P)，其中，所述偏移项(A)包括对应的依赖于温度和压力的偏移项系数(k1(P,T))，所述密度项(B)包括对应的依赖于温度和压力的密度项系数(k2(P,T))，并且所述粘度项(C)包括对应的依赖于温度和压力的粘度项系数(k3(P,T))。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述密度项(B)是所述密度项系数(k2(P,T))乘以所述逆密度(1/ρ)。9.根据权利要求7和8所述的方法，其中，所述粘度项(C)是所述粘度项系数(k3(P,T))乘以所述粘度(η)。10.根据权利要求7至9所述的方法，其中，所述偏移项(A)是所述偏移项系数(k1(P,T))。11.根据权利要求7至10所述的方法，其中，所述推断关系由等式表示。12.根据权利要求7至11所述的方法，其中，使用与所述至少一种流体相关联的对应的系数常数(例如，a1‑
a4、b1‑
b4、c1‑
c4、d1‑
d4)得到所述偏移项系数(k1(P,T))、所述密度项系数(k2(P,T))和所述粘度项系数(k3(P,T))。13.根据权利要求7至12所述的方法，其中，所述偏移项系数(k1(P,T))依赖于所述测量的压力(P)、所述测量的温度(T)与所述系数常数(例如，a1‑
a4、b1‑
b4、c1‑
c4、d1‑
d4)中的至少
一个偏移系数常数(例如，a1‑
a4)之间的关系，所述密度项系数(k2(P,T))依赖于所述测量的压力(P)、所述测量的温度(T)与所述系数常数(例如，a1‑
a4、b1‑
b4、c1‑
c4、d1‑
d4)中的至少一个密度系数常数(例如，b1‑
b4)之间的关系，并且所述粘度项系数(k3(P,T))依赖于所述测量的压力(P)、所述测量的温度(T)与所述系数常数(例如，a1‑
a4、b1‑
b4、c1‑
c4、d1‑
d4)中的至少一个粘度系数常数(例如，c1‑
c4)之间的关系。14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述测量的压力(P)、所述测量的温度(T)与所述至少一个偏移系数常数(例如，a1‑
a4)之间的关系由等式k1(P，T)＝[a1+a2(T
‑
20)]+[a3+a4(T
‑
20)]
×
P表示，所述测量的压力(P)、所述测量的温度(T)与所述至少一个密度系数常数(例如，b1‑
b4)之间的关系由等式k2(P，T)＝[b1+b2(T
‑
20)]+[b3+b4(T
‑
20)]
×
P表示，并且所述测量的压力(P)、所述测量的温度(T)与所述至少一个粘度系数常数(例如，c1‑
c4)之间的关系由等式k3(P，T)＝[c1+c2(T
‑
20)]+[c3+c4(T
‑
20)]
×
P表示。15.根据权利要求1至4所述的方法，所述推断关系还包括惰性项(D)，所述惰性项考虑二氧化碳的百分比组成(％CO2)，所述惰性项(D)具有依赖于温度(T)和压力(P)的惰性项系数(k4(P,T))，其中，所述惰性项系数(k4(P,T))使用惰性项系数常数(例如，d1
‑
d4)来确定。16.根据权利要求15所述的方法，所述惰性项系数(k4(P,T))根据关系k4(P，T)＝[d1+d2(T
‑
20)]+[d3+d4(T
‑
20)]
×
P来确定，所述推断关系是17.根据权利要求11至16所述的方法，其中，由所述推断模块(204)进行的所述分析还包括将所述系数常数(例如，a1‑
a4、b1‑
b4、c1‑
c4、d1‑
d4)与至少一类流体相关联，所述至少一种流体中的一种或更多种流体是所述至少一类流体的成员。18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述至少一类流体是燃料气、天然气、火炬气、液化天然气、沼气、页岩气和与地理区域相关联的一类流体中的一种或更多种。19.根据权利要求13至18所述的方法，其中，所述推断关系能够由所述系数常数(例如，a1‑
a4、b1‑
b4、c1‑
c4、d1‑
d4)表征，使得所述系数常数能够在推断的能量含量的实时推断确定中被用作预定的系数常数(例如，a1‑
a4、b1‑
b4、c1‑
c4、d1‑
d4)，所述推断的能量含量是在进行与所述至少一个测量值相同类型的实时测量时实时确定的。20.根据权利要求1至19所述的方法，其中，所述推断的能量含量是推断的热值。21.一种用于使用流体的推断的能量含量与至少一个测量的量之间的推断关系的方法，预定的推断关系产生推断的能量含量，所述方法使用计算机(200)，所述计算机(200)具有被配置成基于存储在存储器(220)中的数据执行命令的处理器(210)，所述处理器(210)实施存储在所述存储器(220)中的推断模块(204)的步骤，所述方法包括：由所述推断模块(204)接收所述至少一个测量的量的类型的至少一个测量值；以及由所述推断模块(204)根据所述推断关系和所述至少一个测量的量来推断所述推断的能量含量，其中，所述推断关系具有密度项(B)并且所述至少一个测量值中的一个测量值是测量的密度(ρ)，并且所述密度项(B)具有逆密度(1/ρ)，所述密度项(B)表示所述测量的密度(ρ)与所述推断的能量含量之间的反比关系，并且其中，所述测量的密度(ρ)不是空气密度(ρ
air
)。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述推断模块(204)在所述密度项(B)中没有考虑粘度(η)、比重和所述空气密度(ρ
air
)中的任何一个。23.根据权利要求21和22所述的方法，其中，所述推断模块(204)在不考虑热容、热导率、介电常数、折射率、热扩散率、层流阻力和湍流阻力中的任何一个的情况下推断所述推断的能量含量。24.根据权利要求21至23所述的方法，其中，所述至少一个测量值中的另一测量值是测量的粘度(η)，所述推断关系还包括偏移项(A)和粘度项(C)，所述粘度项(C)考虑所述测量的粘度(η)。25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述推断关系是所述偏移项(A)、所述密度项(B)和所述粘度项(C)的总和。26.根据权利要求24和25所述的方法，其中，所述粘度项(C)具有粘度(η)，所述粘度项(C)表示粘度(η)与所述推断的能量含量之间的直接关系。27.根据权利要求24至26所述的方法，其中，所述至少一个测量值还包括测量的温度(T)和测量的压力(P)，其中，所述偏移项(A)包括对应的依赖于温度和压力的偏移项系数(k1(P,T))，所述密度项(B)包括对应的依赖于温度和压力的密度项系数(k2(P,T))，并且所述粘度项(C)包括对应的依赖于温度和压力的粘度项系数(k3(P,T))。28.根据权利要求27所述的方法，其中，所述密度项(B)是所述密度项系数(k2(P,T))乘以所述逆密度(1/ρ)。29.根据权利要求27和28所述的方法，其中，所述粘度项(C)是所述粘度项系数(k3(P,T))乘以所述粘度(η)。30.根据权利要求27至29所述的方法，其中，所述偏移项(A)是所述偏移项系数(k1(P,T))。31.根据权利要求27至30所述的方法，其中，所述推断关系由等式表示。32.根据权利要求27至31所述的方法，其中，使用与所述流体相关联的对应的预定的系数常数(例如，a1‑
a4、b1‑
b4、c1‑
c4、d1‑
d4)来评估所述偏移项系数(k1(P,T))、所述密度项系数(k2(P,T))和所述粘度项系数(k3(P,T))。33.根据权利要求27至32所述的方法，其中，由所述推断模块(204)使用所述测量的压力(P)、所述测量的温度(T)与所述预定的系数常数(例如，a1‑
a4、b1‑
b4、c1‑
c4、d1‑
d4)中的至少一个预定的偏移系数常数(例如，a1‑
a4)之间的关系来评估所述偏移项系数(k1(P,T))，由所述推断模块(204)使用所述测量的压力(P)、所述测量的温度(T)与所述预定的系数常数(例如，a1‑
a4、b1‑
b4、c1‑
c4、d1‑
d4)中的至少一个预定的密度系数常数(例如，b1‑
b4)之间的关系来评估所述密度项系数(k2(P,T))，并且由所述推断模块(204)使用所述测量的压力(P)、所述测量的温度(T)与所述预定的系数常数(例如，a1‑
a4、b1‑
b4、c1‑
c4、d1‑
d4)中的至少一个预定的粘度系数常数(例如，c1‑
c4)之间的关系来评估所述粘度项系数(k3(P,T))。34.根据权利要求33所述的方法，其中，所述测量的压力(P)、所述测量的温度(T)与所述至少一个预定的偏移系数常数(例如，a1‑
a4)之间的关系由等式k1(P，T)＝[a1+a2(T
‑
20)]+[a3+a4(T
‑
20)]
×
P表示，所述测量的压力(P)、所述测量的温度(T)与所述至少一个预定的密
度系数常数(例如，b1‑
b4)之间的关系由等式k2(P，T)＝[b1+b2(T
‑
20)]+[b3+b4(T
‑
20)]
×
P表示，所述测量的压力(P)、所述测量的温度(T)与所述至少一个预定的粘度系数常数(例如，c1‑
c4)之间的关系由等式k3(P，T)＝[c1+c2(T
‑
20)]+[c3+c4(T
‑
20)]
×
P表示。35.根据权利要求21至24所述的方法，所述至少一个测量值还包括测量的惰性含量，其中，所述测量的惰性含量是按体积计的二氧化碳的百分比组成(％CO2)，所述推断关系还具有惰性项(D)，所述惰性项(D)考虑所述二氧化碳的百分比组成(％CO2)，所述惰性项(D)具有依赖于温度(T)和压力(P)的惰性项系数(k4(P,T))，其中，所述惰性项系数(k4(P,T))使用惰性项系数常数(例如，d1
‑
d4)来确定。36.根据权利要求15所述的方法，所述惰性项系数(k4(P,T))根据关系k4(P，T)＝[d1+d2(T
‑
20)]+[d3+d4(T
‑
20)]
×
P来确定，所述推断关系是37.根据权利要求32至36所述的方法，其中，由所述推断模块(204)进行的所述推断包括使用与至少一类流体相关联的预定的系数常数(例如，a1‑
a4、b1‑
b4、c1‑
c4、d1‑
d4)来推断所述流体的所述推断的能量含量，所述至少一种流体中的一种或更多种流体是所述至少一类流体的成员。38.根据权利要求37所述的方法，其中，所述至少一类流体是燃料气、天然气、火炬气、液化天然气、沼气、页岩气和与地理区域相关联的一类流体中的一种或更多种。39.根据权利要求21至38所述的方法，还包括：在所述流体与振动传感器(5)相互作用时，由所述振动传感器(5)测量至少一个原始数据信号；由所述振动传感器(5)将所述至少一个原始数据信号提供给测量模块(202)；由所述测量模块(202)处理所述至少一个原始数据信号，以确定表示所述至少一个测量值中的一个或更多个测量值的数据；其中，由所述推断模块(204)进行的所述接收包括从所述测量模块(202)接收表示所述至少一个测量值中的一个或更多个测量值的所述数据。40.根据权利要求39所述的方法，其中，所述至少一个测量值中的所述一个或更多个测量值包括所述测量的密度(ρ)。41.根据权利要求28至40所述的方法，还包括由压力传感器(150)测量所述测量的压力(P)，其中，由所述推断模块(204)进行的所述接收包括接收所述测量的压力(P)。42.根据权利要求21至41所述的方法，其中，所述测量的温度(T)和所述测量的压力(P)中的一者或更多者被假定为一致。43.根据权利要求21至42所述的方法，其中，所述推断的能量含量是热值。44.一种用于使用流体的推断的能量含量与至少一个测量的量之间的推断关系的装置，所述推断关系产生推断的能量含量，所述装置具有计算机(200)，所述计算机(200)具有被配置成基于存储在存储器(220)中的数据执行命令的处理器(210)，所述处理器(210)实施存储在所述存储器(220)中的推断模块(204)的步骤，所述推断模块(204)被配置成：接收所述至少一个测量的量的类型的至少一个测量值；以及根据所述推断关系和所述至少一个测量的量来推断所述推断的能量含量，
其中，所述推断关系具有密度项(B)并且所述至少一个测量值中的一个测量值是测量的密度(ρ...
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