DE69928422T2

DE69928422T2 - Behebung der wirkung vorübergehender blasen in coriolis durchflussmesser

Info

Publication number: DE69928422T2
Application number: DE69928422T
Authority: DE
Inventors: E. Robert DUTTON
Original assignee: Micro Motion Inc
Current assignee: Micro Motion Inc
Priority date: 1998-09-30
Filing date: 1999-09-09
Publication date: 2006-06-01
Anticipated expiration: 2019-09-10
Also published as: HK1042546A1; CA2344830A1; KR20010075515A; CN1179198C; JP2002525623A; HK1042546B; KR100505955B1; PL191413B1; WO2000019175A1; RU2229102C2; BR9914089A; AU6244699A; AR021495A1; EP1117976A1; JP3547708B2; ID28717A; MY122061A; CA2344830C; US6327914B1; AU753229B2

Description

1. Sachgebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Coriolis-Massendurchflussmesser. Insbesondere enthalten die Coriolis-Massendurchflussmesser Selbst-Diagnostika, die die Genauigkeit verbessern, die von den Messgeräten beim Messen eines Zwei-Phasen-Flusses, umfassend Mischungen aus Gas und Flüssigkeit, oder beim Identifizieren von Messungen, die durch den Niederschlag von Ablagerungen oder Wachs innerhalb des Messgeräts hervorgerufen werden können, erhaltbar sind.
2. Beschreibung des Problems
Coriolis-Durchflussmesser messen direkt die Rate eines Massenflusses durch einen Kanal. Wie in dem Stand der Technik, wie beispielsweise in den US-Pat. Nr. 'n 4,491,025 (herausgegeben für J. E. Smith et al am 1. Jan. 1985 und nachfolgend bezeichnet als U.S. Pat. Nr. 4,491,025) und in der Re. 31,450 (herausgegeben für J. E. Smith am 11. Febr. 1982 und nachfolgend bezeichnet als das U.S. Pat. Nr. Re. 31,450) offenbart ist, besitzen diese Durchflussmesser eine oder mehrere Durchflussröhren einer geraden oder gekrümmten Anordnung. Jede Durchflussröhren-Anordnung in einem Coriolis-Massendurchflussmesser besitzt einen Satz von natürlichen Vibrationsmoden, die von einem einfachen Biege-Torsions- oder gekoppelten Typ sein können. Fluid fließt in den Durchflussmesser von einer angrenzenden Rohrleitung an der Einlassseite hinein, wird durch das Durchflussrohr oder die Durchflussröhren gerichtet und verlässt den Durchflussmesser über die Auslassseite des Durchflussmessers. Die natürlichen Vibrationsmoden des vibrierenden, mit Fluid gefüllten Systems werden teilweise durch die kombinierte Masse der Durchflussröhren und des Fluids innerhalb der Durchflussröhren definiert. Jedes Durchflussrohr wird so betrieben, um bei einer Resonanz in einer dieser natürlichen Moden zu oszillieren.
Wenn dort kein Fluss durch den Durchflussmesser vorhanden ist, oszillieren alle Punkte entlang des Durchflussrohrs mit einer identischen Phase. Wenn Fluid beginnt zu fließen, bewirken Coriolis-Beschleunigungen, dass jeder Punkt entlang des Durchflussrohrs eine unterschiedliche Phase besitzt. Die Phase an der Einlassseite des Durchflussrohrs läuft der Antriebseinrichtung hinterher, während die Phase auf der Auslassseite der Antriebseinrichtung vorangeht. Sensoren können an dem Durchflussrohr angeordnet sein, um sinusförmige Signale zu erzeugen, die für die Bewegung des Durchflussrohrs repräsentativ sind. Die Phasendifferenz zwischen zwei Sensorsignalen ist proportional zu der Massenflussrate des Fluids durch die Durchflussröhre. Ein verkomplizierender Faktor bei dieser Messung ist derjenige, dass die Dichte von typischen Prozessfluiden variiert. Änderungen in der Dichte bewirken, dass die Frequenzen der natürlichen Moden variieren. Da das Steuersystem des Durchflussmessers eine Resonanz beibehält, variiert die Oszillationsfrequenz in Abhängigkeit davon.
Eine Massendurchflussrate in dieser Situation ist proportional zu dem Verhältnis einer Phasendifferenz und einer Oszillationsfrequenz.
Die U.S. Pat. Nr. Re. 31,450 offenbart einen Coriolis-Durchflussmesser, der das Erfordernis vermeidet, sowohl eine Phasendifferenz als auch eine Oszillationsfrequenz zu messen. Eine Phasendifferenz wird durch Messen der Zeitverzögerung zwischen den Level-Kreuzungen der zwei sinusförmigen Signale bestimmt. Wenn dieses Verfahren verwendet wird, heben sich die Variationen in der Oszillationsfrequenz auf und die Massendurchflussrate ist proportional zu der gemessenen Zeitverzögerung. Dieses Messverfahren wird nachfolgend als eine Zeitverzögerungsmessung bezeichnet.
Ein Problem bei derzeit erhältlichen Coriolis-Durchflussmessvorrichtungen ist eine begrenzte Eignungsfähigkeit bei Gasanwendungen. Gase sind weniger dicht als Flüssigkeiten und demzufolge werden, bei denselben Strömungsgeschwindigkeiten, kleinere Coriolis-Beschleunigungen erzeugt. Diese Situation erfordert einen Durchflussmesser mit einer höheren Empfindlichkeit. Alternativ könnte ein Durchflussmesser mit einer herkömmlichen Empfindlichkeit verwendet werden, wenn die Fließgeschwindigkeit erhöht wird, um dieselben Coriolis-Beschleunigungen zu erreichen. Allerdings führt diese Alternative zu einem Durchflussmesser, der eine Empfindlichkeit besitzt, die nicht konstant ist.
Die Probleme bei einem Gasfluss durch Coriolis-Durchflussmesser ist noch ausgeprägter in Systemen mit Mehrphasen-Fluss, umfassend Flüssigkeiten und Gas. Das Gas dämpft das System mit dem Effekt einer Verringerung der Empfindlichkeit in Bezug auf die Messung. Dieser Dämpfungseffekt kann so stark sein, dass das Messgerät nicht Durchflussmessungen durchführen kann.
Situationen, die die Verwendung von Coriolis-Durchflussmessern einsetzen, um einen Mehrphasen-Strom zu messen, entstehen oftmals in der Petroleumindustrie, wo Ölbohrlöcher Öl, Gas und Wasser erzeugen. Gasbohrungen erzeugen ähnlich Gas Kondensat und Wasser. Das US-Patent Nr. 5,654,502 beschreibt ein Bohrloch-Testsystem, bei dem ein Verteiler so aufgebaut ist, um ein ausgewähltes Bohrloch durch einen Test-Separator fließen zu lassen, der die Produktion von dem Bohrloch in jeweilige Anteile, umfassend Gas, Öl oder Kondensat, und Wasser, separiert. Ein Coriolis-Durchflussmesser wird dazu verwendet, die Massendurchflussrate der jeweiligen Öl- und Wasserkomponenten zu messen. Die Genauigkeit der Messungen des Durchflussmessers werden unter Verwendung einer elektronisch abgeleiteten Water-Cut-Messung erhöht, um die gemessene Dichte der segregierten Ölphase für einen Restwassergehalt zu korrigieren. Dieser Korrekturvorgang ist schwierig oder unmöglich in einigen Situationen zu verwenden, da nicht alle Bohrlöcher mit einem Test-Separator verbunden sind. Es ist manchmal wünschenswert, den Fluss von einem Bohrloch direkt und ohne die Verwendung oder den Kostenaufwand eines Test-Separators zu messen. In diesen Situationen kann das Vorhandensein von Gas in dem System ein kritischer, begrenzender Faktor in der Genauigkeit von Messungen sein, die von dem Messgerät erhaltbar sind.
Das United States Patent Nr. 5,029,482 lehrt die Verwendung von empirisch abgeleiteten Korrelationen, die dadurch erhalten werden, dass kombinierte Gas- und Flüssigkeitsdurchflussströme, die bekannte Massenprozentsätze der jeweiligen Gas- und Flüssigkeits-Komponenten haben, durch ein Coriolis-Messgerät fließen gelassen werden. Die empirisch abgeleiteten Korrelationen werden dann dazu verwendet, den Prozentsatz an Gas und den Prozentsatz an Flüssigkeit in einem kombinierten Gas- und Flüssigkeitsstrom mit bekannten Gas- und Flüssigkeitsprozentsätzen basierend auf einer direkten Coriolis-Messung der gesamten Massendurchflussrate zu berechnen. Das '482 Patent wendet sich nicht der Beseitigung der Effekte einer Gasdämpfung in den Systemmessungen zu, obwohl dieser Dämpfungseffekt einen Effekt auf die empirischen Korrelationen haben kann.
Das US-Patent 5,594,180 offenbart eine Vorrichtung und Verfahren zum Erfassen und zum Korrigieren verschiedener Fehlerzustände in einem arbeitenden Coriolis-Effekt- Massendurchflussmesser. Die Vorrichtung erhält Informationen von einem arbeitenden Coriolis-Massendurchflussmesser und vergleicht die Informationen mit Schwellwert-Signaturen, die verschiedene Fehlerzustände darstellen. Wenn ein Fehlerzustand erfasst ist, werden Ausgangssignale dazu verwendet, einen Bediener zu informieren und die Massendurchflussrate durch den Durchflussmesser zu steuern, um den Fehlerzustand zu korrigieren. Genauer gesagt erfassen die Verfahren das Vorhandensein eines Risses in den Durchflussröhren und unterbrechen den Fluss von Material, um eine Freisetzung des Materials durch die gerissenen Durchflussröhren zu verhindern. Andere Verfahren erfassen die Leerstellen-Fraktion von Material, das durch die Durchflussröhren fließt, berechnen eine korrigierte, tatsächliche Massendurchflussrate und steuern die Massendurchflussrate durch den Durchflussmesser, um die Effekte der Leerstellen-Fraktion zu kompensieren. Signatur-Informationen, die sich auf Schwellwerte für eine gemessene Frequenz, Antriebsleistung, Temperatur und einen Massendurchfluss des arbeitenden Durchflussmessers beziehen, werden in einem Speicher innerhalb der Fehlererfassungsvorrichtung gespeichert.
Dementsprechend ist ein tatsächliches Erfordernis nach einem Coriolis-Durchflussmesser vorhanden, der weniger empfindlich auf die Effekte einer Gasdämpfung unter Dichtemessungen in einem Mehrphasen-Strom ist.
LÖSUNG
Die vorliegende Erfindung beseitigt die Probleme, die vorstehend angegeben sind, und bildet den Stand der Technik durch Schaffen eines Coriolis-Durchflussmessers fort, der weniger auf Effekte einer Gasdämpfung unter Dichtemessungen in einem Mehrphasen-Strom ist. Die Messelektroniken sind für eine spezielle Verarbeitung programmiert, die eine Antriebs-Verstärkung gegenüber einem Schwellwert als einen Indikator eines Mehrphasen-Stroms vergleicht.
Der Coriolis-Durchflussmesser ist in breiter Weise zur Verwendung als ein vibrierender Densitometer in Umgebungen eines mehrphasigen Stroms, umfassend Kombinationen aus Gas und Flüssigkeiten, Gas und Feststoffen oder Feststoffen und Flüssigkeiten, geeignet. Der Durchflussmesser umfasst mindestens eine Durchflussröhre, einen Antrieb zum Vibrieren der Durchflussröhre bei einer Frequenz basierend auf einem Antriebssignal, und Abgreifer zum Erzeugen von Abgriff-Signalen, die auf ein Material ansprechen, das durch die Durchflussröhre fließt. Die Messelektroniken überwachen die Antriebs- Verstärkung in der vibrierenden Durchflussröhre in Bezug auf eine Änderung im Wert, um die Existenz eines Mehrphasen-Stroms durch die Durchflussröhre zu bestimmen. Diese Änderung in dem Wert ist typischerweise ein Vergleich gegenüber einem Schwellwert, wo eine Mehrphasen-Strömung, die Gas und Flüssigkeit umfasst, durch die Antriebs-Verstärkung, die den Schwellwert übersteigt, angezeigt wird. Ein zweiter Vergleich kann gegenüber einem zweiten Schwellwert vorgenommen werden, um die Existenz eines Mehrphasen-Stroms anzuzeigen, der Gas und Feststoffe, Flüssigkeit und Feststoffe, oder Flüssigkeit, Gas und Feststoffe umfasst, die ähnliche Dämpfungseffekte wie solche von Gas- und Flüssigkeitssystemen zeigen können. Die Messelektroniken sprechen auf das Vorhandensein eines mehrphasigen Stroms in der Durchflussröhre für die gesamte Dauer des mehrphasigen Stroms an. Dieses Ansprechen ist typischerweise das Bereitstellen von historischen Dichte-Daten zur Verwendung beim Bestimmen volumetrischer Durchflussraten von Realzeit-Massendurchfluss-Ratendaten von dem Messgerät. Andere nützliche Dichte-Werte zur Verwendung während des Intervalls eines gedämpften Mehrfachphase-Stroms können Dichtemessungen, erhalten von ausgewählten Komponenten des Mehrphasen-Fluids, umfassen.
Die historischen Dichte-Werte zur Verwendung während des Intervalls während eines gedämpften mehrphasigen Stroms werden typischerweise über ein Zeitintervall gemittelt, um einen durchschnittlichen Dichte-Wert bereitzustellen. Diese Werte können auch einer statistischen Analyse unterworfen werden, um falsche Messungen dahingehend zu beseitigen oder zu verringern, dass sie in dem durchschnittlichen Dichte-Wert eingeschlossen werden. Als eine Alternative dazu, historische Messdaten zu verwenden, können Dichte-Werte für repräsentative Fluide von Laboratoriums-Messungen oder von empirisch abgeleiteten Korrelationen für Fluid-Eigenschaften, umfassend eine Dichte, erhalten werden.
Der Coriolis-Durchflussmesser ist zur Verwendung in irgendeiner Umgebung vorgesehen, wo ein mehrphasiger Strom existiert, wo ein mehrphasiger Strom als ein Strom definiert ist, der mindestens zwei Zustände eines Materials umfasst: fest, flüssig oder gasförmig. Der Durchflussmesser ist besonders nützlich in Mehrfachphasen-Systemen, umfassend Gas und Flüssigkeit oder Gas und Feststoffe. Diese Umgebungen sind besonders in der Petroleumindustrie üblich, wo ein produzierendes Ölbohrloch oder Gasbohrloch Nebel, Blasen oder andere Mehrfachphasen-Fluidsysteme fließen lassen kann. Der Durchflussmesser ist besonders beim Durchführen von Fließtests an Bohrlöchern nützlich, um die volumetrischen Durchflussraten eines Bohrlochs, in Bezug auf Wasser, Gas und Öl oder Kondensat, zu bestimmen. In diesen Situationen können die Messelektroniken einen Vorgang vornehmen, um das Problem einer Gasdämpfung zu beseitigen, und zwar direkt durch Erhöhen des Gegendrucks an dem Bohrloch, um Gas in eine Lösung hinein zu drücken, oder durch Anzeigen eines Alarm-Zustands, um einen Eingriff eines Bedieners zu fordern.
Die Erfindung betrifft auch eine Steuersoftware, umfassend Anweisungen zum Durchführen der Aufgaben der Erfindung. Insbesondere sind die Anweisungen dann wirksam, wenn sie durch einen Prozessor ausgeführt werden, um den Prozessor anzuweisen, die Antriebs-Verstärkungseingänge von einer Coriolis-Messeinrichtung aufzunehmen und die Antriebs-Verstärkungseingänge so zu verarbeiten, um die Existenz eines mehrphasigen Stroms durch den Coriolis-Durchflussmesser durch Vergleichen der Antriebs-Verstärkungseingänge gegen einen Schwellwert, der für einen mehrphasigen Strom kennzeichnend ist, zu bestimmen und Ausgänge bereitzustellen, die einen historischen Dichte-Wert umfassen, der nicht für tatsächliche Dichtemessungen für die Dauer des mehrphasigen Stroms repräsentativ ist. Diese Anweisungen werden auf einem maschinenlesbaren Speichermedium für ein Aufsuchen, wenn sie benötigt werden, gespeichert.
Ein erster Aspekt dieser Erfindung ist ein Coriolis-Durchflussmesser, der zum Messen von Dichten von Materialien ausgeführt ist, wobei der Durchflussmesser umfasst:
wenigstens eine Durchflussröhre;
eine Antriebseinrichtung, die so ausgeführt ist, dass sie die wenigstens eine Durchflussröhre auf Basis eines Antriebssignals mit einer Frequenz antreibt;
Abgriff-Einrichtungen, die an der wenigstens einen Durchflussröhre befestigt und so ausgeführt sind, dass sie in Reaktion auf das Material, das durch die wenigstens eine Durchflussröhre fließt, Abgriff-Signale erzeugen; und
Messelektronik, die so ausgeführt ist, dass sie die Dichte des Materials, das durch die wenigstens eine Durchflussröhre strömt, auf Basis wenigstens eines der Abgriff-Signale bestimmt;
wobei der Durchflussmesser dadurch gekennzeichnet ist, dass die Messelektronik des Weiteren so ausgeführt ist, dass sie:
eine Antriebs-Verstärkung auf eine Wertänderung hin überwacht, um zu bestimmen, ob das Material einen mehrphasigen Strom umfasst, und
wenn das Material einen mehrphasigen Strom umfasst, die Dichte des Materials auf Basis wenigstens eines gespeicherten Dichte-Wertes bestimmt, statt die Dichte des Materials auf Basis des wenigstens einen der Abgriff-Signale zu bestimmen.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Messelektronik des Weiteren so ausgeführt, dass sie die Antriebs-Verstärkung auf eine Änderung des Wertes hin überwacht, um zu bestimmen, ob das Material keinen mehrphasigen Strom mehr umfasst; und wenn das Material keinen mehrphasigen Strom mehr umfasst, die Dichte des Materials auf Basis des wenigstens einen der Abgriff-Signale bestimmt, statt die Dichte des Materials auf Basis des wenigstens einen gespeicherten Dichte-Wertes zu bestimmen.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Messelektronik weiterhin so ausgeführt, dass sie bestimmt, ob die Antriebs-Verstärkung einen ersten Schwellenwert übersteigt, um zu bestimmen, ob das Material den mehrphasigen Strom umfasst.
In einer Ausführungsform der Erfindung stellt der erste Schwellenwert dar, dass der mehrphasige Strom Gas und Flüssigkeiten enthält.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Messelektronik des Weiteren so ausgeführt, dass sie bestimmt, ob die Antriebs-Verstärkung einen zweiten Schwellenwert übersteigt, wobei der zweite Schwellenwert darstellt, dass der mehrphasige Strom Flüssigkeit und Feststoff umfasst.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Messelektronik des Weiteren so ausgeführt, um vergangene bzw. historische, durchschnittliche Dichtemessungen über einen Zeitraum zu mitteln, um die Dichte zu bestimmen, wenn das Material den mehrphasigen Strom umfasst.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Messelektronik des Weiteren so ausgeführt, um eine statistische Analyse auf die historischen Dichtemessungen anzuwenden, um falsche Messungen zu verringern.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Messelektronik weiterhin so ausgeführt, um Dichtemessungen, die aus Labormessungen gewonnen werden, zu verarbeiten, um die Dichte zu bestimmen, wenn das Material den mehrphasigen Strom umfasst.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Messelektronik des Weiteren so ausgeführt, um Korrelationen zu verarbeiten, um die Dichte zu bestimmen, wenn das Material den mehrphasigen Strom umfasst.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist der Durchflussmesser des Weiteren eine Schaltung auf, die so ausgeführt ist, dass sie ein Ventil schließt, um in Reaktion auf Bestimmen des mehrphasigen Stroms einen Bohrlochtest zu unterbrechen, der an einem Fluid durchgeführt wird, das aus einem Förderbohrloch strömt.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist der Durchflussmesser des Weiteren eine Einrichtung auf, die eine Warnmeldung anzeigt, die den mehrphasigen Strom anzeigt.
Ein zweiter Aspekt dieser Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben eines Coriolis-Durchflussmessers zum Messen von Dichten von Materialien, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Versetzen wenigstens einer Durchflussröhre des Coriolis-Durchflussmessers in Schwingung bei einer Frequenz auf Basis eines Antriebssignals,
Erzeugen von Abgriff-Signalen, die eine Bewegung der wenigstens einen Durchflussröhre darstellen, wenn das Material durch die wenigstens eine Durchflussröhre strömt; und
Bestimmen der Dichte des Materials, das durch die wenigstens eine Durchflussröhre strömt, auf Basis wenigstens eines der Abgriff-Signale;
wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:
Überwachung einer Antriebs-Verstärkung auf eine Änderung des Wertes, um zu bestimmen, ob das Material einen mehrphasigen Strom umfasst; und
wenn das Material den mehrphasigen Strom umfasst, Bestimmen der Dichte des Materials auf Basis wenigstens eines gespeicherten Dichte-Wertes, statt die Dichte des Materials auf Basis des wenigstens einen der Abgriff-Signale zu bestimmen.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist das Verfahren auf:
Überwachen der Antriebs-Verstärkung, um zu bestimmen, ob das Material keinen mehrphasigen Strom mehr umfasst; und
wenn das Material keinen mehrphasigen Strom mehr umfasst, Bestimmen der Dichte des Materials auf Basis des wenigstens einen der Abgriff-Signale, statt die Dichte des Materials auf Basis des wenigstens einen gespeicherten Wertes zu bestimmen.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Schritt des Überwachens ein Vergleichen der Antriebs-Verstärkung mit einem ersten Schwellenwert, um zu bestimmen, ob die Antriebs-Verstärkung den ersten Schwellenwert übersteigt, um zu bestimmen, ob das Material den mehrphasigen Strom umfasst.
In einer Ausführungsform der Erfindung schließt der Schritt des Vergleichens ein, dass der erste Schwellenwert so gesetzt wird, dass er darstellt, dass der mehrphasige Strom Gas und Flüssigkeiten enthält.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Schritt des Vergleichens, dass ein zweiter Schwellenwert so gesetzt wird, dass er darstellt, dass der mehrphasige Strom Flüssigkeiten und Feststoff enthält, und die Antriebs-Verstärkung mit dem zweiten Schwellenwert verglichen wird, um zu bestimmen, ob die Antriebs-Verstärkung den zweiten Schwellenwert übersteigt.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Schritt des Bestimmens der Dichte des Materials auf Basis des wenigstens einen gespeicherten Dichte-Wertes des Weiteren einen Schritt des Mittelns vergangener Dichtemessungen über einen Zeitraum zum Bestimmen der Dichte.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Schritt des Mittelns der vergangenen Dichtemessungen des Weiteren einen Schritt des Anwendens einer statistischen Analyse auf die vergangenen Dichtemessungen zum Verringern von Fehlmessungen.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Schritt des Bestimmens der Dichte des Materials auf Basis des wenigstens einen gespeicherten Dichte-Wertes des Weiteren das Verarbeiten von aus Labormessungen gewonnenen Dichtemessungen zum Bestimmen der Dichte.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Schritt des Bestimmens der Dichte des Materials auf Basis des wenigstens einen gespeicherten Dichte-Wertes des Weiteren das Verarbeiten von Korrelationen zum Bestimmen der Dichte.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist das Verfahren des Weiteren ein Schließen eines Ventils, um in Reaktion auf Bestimmen des mehrphasigen Stroms einen Bohrlochtest zu unterbrechen, der an einem Fluid durchgeführt wird, das aus einem Förder-Bohrloch strömt, auf.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren des Weiteren ein Anzeigen einer Warnmeldung, die den mehrphasigen Strom anzeigt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt einen Coriolis-Durchflussmesser;
2 zeigt ein Blockdiagramm der Messelektronik in dem Coriolis-Durchflussmesser;
3 zeigt ein schematisches Diagramm einer vibrierenden Feder und eines Gewichtungssystems;
4 zeigt ein schematisches Diagramm einer vibrierenden Feder und eines Gewichtungssystems ähnlich zu demjenigen der 3, allerdings zusätzlich einen Gasdämpfer umfassend, der analog zu einem Gas in einem mehrphasigen Strömungssystem ist;
5 zeigt einen Ausdruck einer Durchlässigkeit gegenüber einer Vibrationsfrequenz, umfassend einen Vergleich zwischen einem hypothetischen Flüssigkeitssystem und einem hypothetischen Flüssigkeitssystem, das durch die Zugabe einer Gaskomponenten in einem mehrphasigen Strom gedämpft ist;
6 zeigt einen Ausdruck einer Antriebs-Verstärkung gegenüber der Zeit während eines Übergangs-Blasen-Ereignisses, das eine Berichtigung erfordert;
7 zeigt ein schematisches Prozess-Steuerdiagramm, das ein Verfahren für eine Berichtigung eines Übergangs-Blasen-Ereignisses, dargestellt in 6, demonstriert; und
8 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Bohrloch-Testsystems, das eine Steuerschaltung einsetzt, die zum Ausführen des Verfahrens, dargestellt in 7, geeignet ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Coriolis-Durchflussmesser allgemein – 1
1 stellt einen Coriolis-Durchflussmesser 5 dar, der eine Durchflussmesseranordnung 10 und eine Messelektronik 20 aufweist. Die Messelektronik 20 ist mit einer Messanordnung 10 über Leitungen 100 verbunden, um die Dichte, die Massenströmungsrate, die Volumenströmungsrate, den aufsummierten Massenfluss und andere Informationen über den Pfad 26 bereitzustellen. Es sollte für Fachleute auf dem betreffenden Fachgebiet ersichtlich sein, dass die vorliegende Erfindung durch irgendeinen Typ eines Corio lis-Durchflussmessers ungeachtet der Zahl von Antrieben oder der Zahl von Abgriff-Sensoren verwendet werden kann.
Die Durchflussmesser-Anordnung 10 umfasst ein Paar Flansche 101 und 101', einen Verteiler 102 und Durchflussröhren 103A und 103B. Verbunden mit den Durchflussröhren 103A und 103B sind ein Antrieb 104 und Abgriff-Sensoren 105 und 105'. Verstärkungsteile 106 und 106' dienen dazu, die Achsen W und W', über die die Durchflussröhre 103A und 103B oszilliert, zu definieren.
Wenn die Durchflussmesser-Anordnung 10 in ein Rohrleitungssystem (nicht dargestellt) eingesetzt ist, das das Material führt, das gemessen werden soll, tritt Material in die Durchflussmesser-Anordnung 10 über den Flansch 101 ein, führt durch den Verteiler 102 hindurch, wo das Material so gerichtet wird, um in die Durchflussröhren 103A und 103B einzutreten, fließt durch die Durchflussröhren 103A und 103B zurück in den Verteiler 102, wo es die Messanordnung 10 über den Flansch 101' verlässt.
Durchflussröhren 103A und 103B sind ausgewählt und geeignet an dem Verteiler 102 so befestigt, um im Wesentlichen dieselbe Massenverteilung, Trägheitsmomente und elastischen Module über die Biegeachsen W-W und W'-W' jeweils zu haben. Die Durchflussröhren erstrecken sich nach außen von dem Verteiler in einer im Wesentlichen parallelen Art und Weise.
Die Durchflussröhren 103A und 103B werden durch eine Antriebseinrichtung 104 in entgegengesetzten Richtungen über deren jeweilige Biegeachsen W und W' und an dem, was als der erste Ausgang der Biegefaltung des Durchflussmessers bezeichnet ist, angetrieben. Die Antriebseinrichtung 104 kann eine oder mehrere ausreichend bekannte Anordnung(en) aufweisen, wie beispielsweise einen Magnet, befestigt an der Durchflussröhre 103A, und einer gegenüberliegenden Spule, befestigt an der Durchflussröhre 103B. Ein Wechselstrom wird durch die gegenüberliegende Spule hindurchgeführt, um zu bewirken, dass beide Röhren oszillieren. Ein geeignetes Antriebssignal wird durch die Messelektronik 20 über die Leitung 110 an den Antrieb 104 angelegt.
Die Beschreibung der 1 ist nur als ein Beispiel für den Betrieb eines Coriolis-Durchflussmessers vorgesehen und ist nicht dazu vorgesehen, die Lehre der vorliegenden Erfindung einzuschränken. Die vorliegende Erfindung ist ebenso bei anderen Typen eines Coriolis-Durchflussmessers anwendbar, umfassend eine Messeinrichtung mit einer einzelnen Röhre, ebenso wie solche, die mehrere Abgriffe oder mehrere Antriebe haben.
Die Messelektronik 20 nimmt das rechte und das linke Geschwindigkeits-Signal, das an den Leitungen 111 und 111' jeweils auftritt, auf. Die Messelektronik 20 erzeugt das Antriebssignal an der Leitung 110, was bewirkt, dass der Antrieb 104 die Durchflussröhren 103A und 103B oszillieren lässt. Die vorliegende Erfindung, wie sie hier beschrieben ist, kann mehrere Antriebssignale von mehreren Antrieben erzeugen. Die Messelektronik 20 verarbeitet das linke und das rechte Geschwindigkeitssignal, um eine Massendurchflussrate zu berechnen und das Validitierungssystem der vorliegenden Erfindung zu schaffen. Ein Pfad 26 bildet eine Eingabe- und eine Ausgabeeinrichtung, um zu ermöglichen, dass sich die Messelektroniken 20 mit einem Bediener schnittstellenmäßig verbinden.
Messelektronik 20 allgemein – 2
2 stellt ein Blockdiagramm der Bauteile der Messelektronik 20 dar, die die Prozesse, die sich auf die vorliegende Erfindung beziehen, durchführt. Pfade 111 und 111' übertragen das linke und das rechte Geschwindigkeitssignal von der Durchfluss-Messanordnung 10 zu der Messelektronik 20. Die Geschwindigkeitssignale werden durch einen Analog/Digital-(A/D)-Wandler 203 in der Messelektronik 20 aufgenommen. Der A/D-Wandler 203 wandelt das linke und das rechte Geschwindigkeitssignal in digitale Signale, benutzbar durch einen Prozessor 201, um, und sendet die digitalen Signale über einen Pfad 213 zu einem I/O-Bus 210. Die digitalen Signale werden durch den I/O-Bus 210 zu einem Prozessor 201 geführt. Ansteuersignale werden über den I/O-Bus 210 zu einem Pfad 212 geführt, der die Signale an einen Digital/Analog-(D/A)-Wandler 202 anlegt. Die analogen Signale von dem D/A-Wandler 202 werden zu dem Antrieb 104 über einen Pfad 110 übertragen. Der Pfad 26 ist mit einem I/O-Bus 210 verbunden und führt Signale zu Eingabe- und Ausgabeeinrichtungen (nicht dargestellt), die der Messelektronik 20 ermöglichen, Daten von einem Bediener aufzunehmen und zu diesem hin zu schicken.
Der Prozessor 201 liest Anweisungen zum Durchführen der verschiedenen Funktionen des Durchflussmessers, umfassend, allerdings nicht darauf beschränkt, diejenigen, eine Massendurchflussrate eines Materials zu berechnen, eine Volumenströmungsrate eines Materials zu berechnen und eine Dichte eines Materials zu berechnen, und zwar von einem Read Only Memory (ROM) 220 über einen Pfad 221. Diese Daten ebenso wie Anweisungen zum Durchführen der verschiedenen Funktionen sind in einem Random Access Memory (RAM) 230 gespeichert. Der Prozessor 201 führt Lese- und Schreibvorgänge in dem RAM-Speicher 230 über den Pfad 231 durch. In einem größeren Sinne um fasst die Messelektronik 20 ein zusätzliches Steuerinstrumentarium und andere Prozessoren, die optional mit der Messelektronik 20 über den Pfad 26 verbunden werden können.
Fluiddichte-Berechnungen
3 zeigt eine ungedämpfte, dynamische Federanordnung 300, die auf denselben, physikalischen Prinzipien wie die Durchflussröhren 103A und 103B des Coriolis-Durchflussmessers 5 (siehe 1) in einem Einzel-Phasen-Strom arbeitet. Die Feder 302 ist mit einem Anker 304 und einer Masse 306 verbunden. Die Masse 306 bewegt sich auf einem Pfad parallel zu einem Doppelpfeil 308 hin und her oder vibriert dort entlang. Die natürliche Frequenz, f_n, der Anordnung 300 ist:
wobei K_s die Federkonstante der Feder 203 ist und m die Masse der Masse 306 ist. In dem Fall des Coriolis-Durchflussmessers 5 ist m das kombinierte Gewicht der Durchflussröhren 103A und 103B zusammen mit der Masse des Materials innerhalb der Röhren.
Dort, wo Gleichung (1) auf eine Durchflussröhre 103A oder 103B angewandt wird, wird sie:
wobei A und B Kalibrierungskonstanten sind, die in einer herkömmlichen Art und Weise für Coriolis-Durchflussmesser bestimmt sind, ρ die Dichte der Medien ist, die durch die Durchflussröhre fließen, und f_n die natürliche Frequenz ist. Demzufolge kann man, unter der Kenntnis der natürlichen Frequenz, die Dichte des Fluids bestimmen.
Coriolis-Durchflussmesser messen eine Massenflussrate durch Messen der Coriolis-Verdrehung einer vibrierenden Sensorröhre, z.B. einer der Durchflussröhren 103A und 103B (siehe 1). Die Vibrationen der Sensorröhre haben den Effekt, dass sie das winkelmäßige Moment eines Fluids oder von Fluiden, die innerhalb der Röhre fließen, ändern. Eine Coriolis-Verdrehkraft ist relativ klein, und die Durchflussröhren sind relativ steif. Um die Durchflussröhren 103A und 103B mit einer ausreichenden Amplitude vibrieren zu lassen, um die Coriolis-Verdrehkraft erfassbar zu gestalten, liefert die Messelektronik 20 eine Ansteuerspannung, um eine Spule 104 anzusteuern, die die Durchflussröhren 103A und 103B bei deren natürlicher Frequenz vibrieren lässt. Demzufolge liefert der Prozessor 201 (siehe 2) einen Ausgang, der kontinuierlich das Transmissionsverhältnis oder die An steuerverstärkung in einer herkömmlichen Art und Weise für Coriolis-Durchflussmesser maximiert. Zum Beispiel wird die Antriebsspannung typischerweise dann erhöht, wenn sich das Durchlässigkeitsverhältnis oder die Antriebs-Verstärkung verringert. Gleichzeitig kann die Ansteuerspannung nicht über einen bestimmten, maximalen Grenzwert hinaus erhöht werden, oder die Spannung wird auch gelegentlich zu groß mit der Folge, dass die Messeinrichtung durch eine übermäßige Spannung oder übermäßige Vibrationsamplituden beschädigt wird.
Der Effekt einer Gasdämpfung an dem System
4 zeigt eine gedämpfte, dynamische Feder- und Massenanordnung 400, die auf denselben, physikalischen Prinzipien wie Durchflussröhren 103A und 103B des Coriolis-Durchflussmessers 5 (siehe 1) in einer mehrphasigen Strömung, umfassend Gas und Flüssigkeit, arbeitet. Dort, wo es möglich ist, sind ähnliche Nummerierungen in 4 für identische Elemente in 3 beibehalten worden. 4 unterscheidet sich von 3 durch die Hinzufügung einer Dämpfungseinrichtung 402, die den Effekt hat, die Amplitude einer Vibration entlang des Pfads 308 zu verringern. Die Gleichungen (1) und (2) gelten noch für das System, das in 4 dargestellt ist, allerdings ist die Gesamtgröße einer Vibration gering aufgrund des Dämpfers 402.
5 zeigt einen Ausdruck von hypothetischen Daten, die die praktischen Effekte von Gas, das bei dem Frequenzansprechverhalten, bei der die Durchflussröhren 103A und 103B in dem Coriolis-Durchflussmesser 5 dämpft (siehe auch 1), demonstrieren. Der Logarithmus der Durchlässigkeit ist als eine Funktion der Frequenz und einer Wechselspannung, angelegt an die Ansteuerspule 104, ausgedruckt, z.B. bei Frequenzen f₀, f₁, und f₂. Das Durchlässigkeitsverhältnis T₄ gleicht dem Abgriff-Ausgang, der durch den Ansteuereingang geteilt ist, d.h. T_r ist die Antriebs-Verstärkung:
wobei die V_ac-Abgriff-Spule die Wechselspannung an Leitung 111 und 111' von Abgriffen 105 und 105' ist und V_ac-Antriebs-Spule die Wechselspannung an einer Leitung 110 zu der Antriebs-Spule 104 ist. Diese Spannungen können proportional durch eine Kalibrierungskonstante eingestellt werden, um Differenzen in dem Maßstab zwischen der Antriebs-Spule 104 und den Abgriffen 105 und 105' zu berücksichtigen. Eine erste Kurve 500 entspricht dem nicht gedämpften System der Gleichung (1) und 3, d.h. kein Gas ist in dem Fluid, das gemessen wird, vorhanden. Eine zweite Kurve 502 entspricht dem gedämpften System der Gleichung (3). Beide Kurven 500 und 502 besitzen einen optimalen Wert 504 und 504', jeweils, bei der natürlichen Frequenz f_n. Der Bereich 506 der Kurven 500 und 502 links von f_n stellt eine Situation dar, bei der die Durchflussröhren 103A und 103B (siehe 1) in Phase vibrieren. Der Bereich 508 der Kurven 500 und 502 rechts von f_n stellt eine Situation dar, in der die Durchflussröhren 103A und 103B (siehe 1) außerhalb der Phase vibrieren. Der optimale Punkt 504' ist schwieriger zu erfassen als der optimale Punkt 504, und zwar aufgrund der verringerten Amplitude des optimalen Punkts 504'. Wenn sich die Amplitude aufgrund einer Gasdämpfung verringert, kann der Coriolis-Durchflussmesser 5 (siehe 1) nicht länger effektive Flussmessungen durchführen, und zwar in Abhängigkeit von der Empfindlichkeit des Durchflussmessers.
Die Messelektronik 20 ist so ausgelegt, um eine Antriebs-Verstärkung oder eine Durchlässigkeit zu überwachen, und um die Amplitude der Durchlässigkeit basierend auf einem Verhältnis der Spannung an der Abgriff-Spule, geteilt durch die Spannung an der Antriebs-Spule, zu optimieren. Diese Optimierung wird basierend auf einer Steigungs-Analyse der Kurve 500 durchgeführt. Zum Beispiel wird eine erste Vorwärts-Differenz, genommen von neuen Daten, erzeugt durch eine schnellere Frequenz einer Vibration an der Antriebs-Spule, eine Steigung erzeugen, die einen Null-Wert (optimierter Zustand) einen negativen Wert (Bereich 508) oder einen positiven Wert (Bereich 506) besitzt. Die Messelektronik steuert dann die Vibration schneller oder langsamer an, wie das Erfordernis durch die Steigung der Daten angezeigt ist, bis eine optimierte Durchlässigkeit erhalten ist. 6 zeigt einen Ausdruck von hypothetischen Daten, die die Beziehung zwischen der Antriebs-Verstärkung und der Zeit für ein Ereignis 600 darstellt, wo eine transiente Blase in einen Coriolis-Durchflussmesser 5 (siehe 1) zu der Zeit 602 eintritt und zu der Zeit 604 verlässt. Die Antriebs-Verstärkung wird als ein Prozentsatz in 6 ausgedrückt und als eine Funktion der Zeit bei Intervallen, z.B. t₁, t₂ und t₃, ausgedruckt. Entsprechend dem Konzept der vorliegenden Erfindung ist der Prozessor 201 (siehe auch 2) mit einem Schwellwert 606 basierend auf der Antriebs-Verstärkung oder der Durchlässigkeit programmiert. Wenn die Antriebs-Verstärkung oder die Durchlässigkeit der Kurve 608 den Schwellwert 606 übersteigt, hört der Prozessor 201 auf, einen Dichte-Wert, berechnet in der herkömmlichen Art und Weise entsprechend zu Gleichung (2), zu verwenden. Der Prozessor 201 geht dann weiter dazu über, eine Dichte entsprechend dem Flussdiagramm, dargestellt in 7, zu berechnen.
Die Effekte, dargestellt in den 5–6, sind ähnlich zu den Effekten eines mehrphasigen Flusses, umfassend Flüssigkeiten und Feststoffe, z.B. mit Paraffin, Sand oder Ablagerung in dem Fluid, oder mit einer Ablagerung, die sich tatsächlich auf den Innenwänden der Durchflussröhren 103A und 103B aufgebaut hat. Demzufolge ist ein System, das dazu geeignet ist, Gas und Flüssigkeit in einem mehrphasigen Fluss zu erfassen, auch in der Lage, unter Verwendung derselben Prinzipien, einen mehrphasigen Fluss zu erfassen, der Gas und Feststoffe, Flüssigkeit und Feststoffe und eine Ablagerung, innerhalb der Durchflussröhren, umfasst.
Beseitigungs-Modus einer vorübergehenden Blase
Es ist immer bevorzugt, Messungen zu verwenden, die entsprechend Gleichung (2) erhalten sind, für Messausgänge, umfassend Dichte-Werte; allerdings ist es nicht immer möglich, Gleichung (2) aufgrund der verschlechternden Effekte einer Gasdämpfung in einem mehrphasigen Fluss zu verwenden. 7 zeigt einen Vorgang P700 zum Berichtigen der Dichte-Werte, wenn eine vorübergehende Blase in den Coriolis-Durchflussmesser 5 mit dem Effekt einer Gasdämpfung des Systems eintritt. Der Vorgang P700 ist gemäß der Vorgabe entwickelt worden, dass, während eine Gasdämpfung Realzeit-Messungs-Schwierigkeiten hervorrufen kann, der nächste, beste Wert für eine Dichte, erhaltbar von dem Coriolis-Durchflussmesser, eine kurz vorher gemessene Dichte ist. Die jeweiligen Schritte des Vorgangs P700 werden in dem Zusammenhang der Bezugszeichen, die auch in 6 angegeben sind, beschrieben.
Im Schritt P702 bestimmt der Prozessor 201, dass die Antriebs-Verstärkung einen Schwellwert 606 als eine Folge der Kurve 608, die den Schwellwert 606 zu der Zeit 602 gekreuzt hat, überschritten hat. Aufgrund der Tatsache, dass der Bereich der Kurve 608, der der Zeit 602 vorausgeht, ein bestimmtes Rauschen aufgrund einer Blase besitzt, die dabei ist, in die Messeinrichtung einzutreten, sieht, während des Schritts P704, der Prozessor 201 zurück über ein vorbestimmtes Zeitintervall 610, um ein Intervall 612 zu mitteln. Eine Mittelung des Intervalls 612 kann einem einzelnen Datenpunkt entsprechen, allerdings weist sie vorzugsweise ein Intervall auf, das mehrere Datenpunkte besitzt, zu dem Zweck, fehlerhafte Messungen 614 zu glätten, die nach oben ausschlagen können, ohne den Schwellwert 606 zu übersteigen.
Im Schritt P706 bestimmt der Prozessor 201, ob irgendeine der Messungen in dem mittelnden Intervall 612 den Schwellwert 606 übersteigt. Falls dies der Fall ist, wird, im Schritt P708, ein mehrfaches oder ein Bruchteil des nach hinten gesehenen Intervalls 610 in der Berechnung verwendet, um an einem neuen, mittelnden Intervall 612 über eine Wiederholung von Schritt P704 anzukommen. Falls wiederholte Versuche über Schritt P706 fehlschlagen, an einem Intervall 612 anzukommen, das keine Punkte größer als der Schwellwert 606 hat, dann können fehlerhafte Messungen, z.B. eine Messung 614, umfassend solche größer als der Schwellwert 606, durch eine statistische Analyse eliminiert werden. Diese statistische Analyse kann eine Berechnung einer Standard-Abweichung oder Ignorieren aller Zahlen außerhalb der Standard-Abweichung oder Ignorieren aller Zahlen größer als der Schwellwert 606 umfassen, so lange wie einige Messungen in dem mittelnden Intervall 612 geringer als der Schwellwert 606 sind. Alternativ kann der Prozessor 201 so programmiert werden, um einen vorab ausgewählten Dichte-Wert auszugeben, wie er beispielsweise durch Laboratoriums-Messungen erhalten werden kann.
Schritt P710 umfasst eine Mittelung der Dichte-Werte über ein mittelndes Intervall 612, um einen gemittelten, repräsentativen Dichte-Wert zu liefern, der einem gemittelten Intervall 612 entspricht. Die Werte, die dazu verwendet werden, diese Mittelung zu berechnen, können durch eine statistische Analyse, wie sie vorstehend in Bezug auf Schritt P706 diskutiert ist, eingestellt werden. In Fällen, in denen die Messdiagnostiken zeigen, dass der Durchflussmesser nicht korrekt arbeitet, um eine Durchflussratenmessung aufgrund einer Gasdämpfung zu erzeugen, kann der Messausgang für die Massendurchflussrate auch entsprechend diesen selben Prinzipien gemittelt werden.
Gemäß Schritt P712 liefert der Prozessor 201 einen Messausgang des gemittelten Dichte-Werts, erhalten von Schritt P710, bis zu einer solchen Zeit, zu der die Kurve 608 unterhalb des Schwellwerts 606, zu der Zeit 604, fällt. Dementsprechend kommt der Prozess P700 an dem Schritt P714 mit dem Prozessor 201 überein, den Korrektur-Modus für eine vorübergehende Blase zu verlassen und zu der Messausgabe zurückzukehren, die aus Messungen besteht, die entsprechend Gleichung (2) durchgeführt sind.
Die präzisen Niveaus oder die Dauern für den Schwellwert 606 des nach hinten gesehenen Intervalls 610 und des mittelnden Intervalls 610 sind dem Typ und der Größe einer Messeinrichtung ebenso wie der vorgesehenen Benutzungsumgebung zugeordnet. Zum Beispiel sind diese Werte für Messeinrichtungen unterschiedlich, die an einem Bohr loch installiert sind, mit dem tausend Barrel Öl pro Tag gefördert werden, gegenüber einem Bohrloch, das ein Barrel an C51 fördert. In der Praxis bestimmt ein Bediener den Schwellwert 606, bei dem der Coriolis-Durchflussmesser 5 ohne Blasen arbeitet. Diese Bestimmung wird durch eine Kombination aus Erfahrung, Versuch und Fehler, Empfehlungen des Herstellers, oder eine Aufzeichnung über die Zeit in der vorgesehenen Benutzungsumgebung, vorgenommen. Der Bediener gibt diesen Wert in die Messelektronik 20 als einen Sollwert zur Verwendung in dem Prozess P700 ein. Die Messelektronik überwacht kontinuierlich das Antriebs-Verstärkungsniveau. Anwendungen einer Korrektur-Technologie für eine vorübergehende Blase sind nicht auf Anwendungen in der Petroleumindustrie beschränkt, und umfassen irgendeine Situation, in der ein mehrphasiger Fluss, umfassend Gas und Flüssigkeiten, vorgefunden werden kann.
Dieselben Dämpfungsprinzipien, dargestellt in 5, als ein Vergleich zwischen Kurven 500 und 502, gelten für Situationen, in denen ein mehrphasiger Fluss Feststoff und Flüssigkeiten umfasst, obwohl mit einem geringeren Grad. Der mehrphasige Fluss kann auch eine Mischung aus Gas, Flüssigkeiten und Feststoffen umfassen. In der Benutzungsumgebung der Petroleumindustrie entstehen diese Situationen dort, wo die Flussströmung natürliches Gas, Öl oder Kondensat, Wasser, Paraffin, Sand und/oder Ablagerung enthält. Demzufolge können die Prinzipien der 6 und 7 dazu verwendet werden, fehlerhafte Dichte- oder Massenflussraten-Messungen aufgrund eines mehrphasigen Flusses, umfassend Feststoffe und Flüssigkeiten oder Gas und Feststoffe, ebenso wie Gas und Flüssigkeiten, zu korrigieren.
Die vorstehend beschriebenen Verfahrenselemente sind aus Anweisungen aufgebaut, die in einem Speichermedium gespeichert sind. Die Anweisungen können durch einen Prozessor aufgesucht und ausgeführt werden. Einige Beispiele von Anweisungen sind Software, Programm-Code und Firmware. Einige Beispiele eines Speichermediums sind Speichervorrichtungen, Band, Platten, integrierte Schaltungen und Server. Die Anweisungen sind arbeitend, wenn sie durch den Prozessor ausgeführt werden, um den Prozessor anzuweisen, gemäß der Erfindung zu arbeiten. Der Ausdruck „Prozessor" bezieht sich auf eine einzelne Verarbeitungsvorrichtung oder eine Gruppe von miteinander zusammenarbeitenden Verarbeitungsvorrichtungen. Einige Beispiele von Prozessoren sind integrierte Schaltungen, Computer und eine logische Schaltung. Fachleute auf dem betreffenden Fachgebiet sind mit Anweisungen, Prozessoren und Speichermedien vertraut.
Coriolis-Durchflussmesser und zugeordnete Messelektroniken, die so ausgestattet sind, um die Prinzipien der Korrektur einer vorübergehenden Blase, diskutiert vorstehend, auszuführen, können in irgendeiner Umgebung verwendet werden, die einen mehrphasigen Strom enthält, und die Messeinrichtungen arbeiten besonders gut dann, um einen vorübergehenden Nebel und feine Blasen zu korrigieren. In diesem Zusammenhang bedeutet „vorübergehend" einen Strömungszustand, der temporär oder periodisch über die Zeit existiert. Die Messeinrichtungen arbeiten auch akzeptabel gut, um Gaseffekte in Schwallströmungs- oder Propfenströmungszuständen zu korrigieren, obwohl die berechneten, volumetrischen Flussraten weniger zuverlässig unter diesen Strömungsbedingungen als für Strömungsbedingungen von Nebel sind. Spezifische Anwendungen umfassen chemische Prozesse mit Gas-Genesis in einem Reaktor oder einer Prozess-Strömungsleitung, eine Retorte-Verarbeitung von Nahrungsmitteln, mikrobiologische Prozesse mit Gas-Genesis, und irgendein anderes System mit mehrphasigen Fluiden, wie beispielsweise Förderbohrlöcher in der Petroleumindustrie, wo kein Separator vor der Mess- bzw. Dosiereinrichtung installiert worden ist.
Ein System zur Verwendung bei Testmessungen in einem Petroleum-Bohrloch
Wie in 8 dargestellt ist, die ein schematisches Blockdiagramm zeigt, umfasst ein System 800 einen Verteiler 802, der eine Mehrzahl von elektronisch betätigten Bohrlochkopfventilen 803, 803' und 803'' besitzt, die jeweils einen mehrphasigen Strom bereitstellen, umfassend Gas, Flüssigkeit und Feststoffe, und zwar zu einer Rohrleitung 804. Die Ventile 803, 803' und 803'' sind vorzugsweise elektronisch betätigte, pneumatisch betätigte Dreiwege-Ventile, wie beispielsweise das Xomox TUFFLINE 037AX WCB/316 Bohrloch-Umschaltventil mit einem MATRYX MX200 Aktuator. Die Ventile 803, 803' und 803'' sind wahlweise so konfiguriert, um eine Mehrfach-Phasenströmung von einem Bohrloch zu einem Zeitpunkt über den Verteiler 803 und einer Testleitung 804 zu einem Coriolis-Durchflussmesser 806 zu führen, der derselbe wie der Coriolis-Durchflussmesser 5 sein kann. Das Bohrloch, das durch den Coriolis-Durchflussmesser 806 fließt, befindet sich unter einem Test für seine volumetrische Durchflussrate, um seinen Beitrag zu den Gesamtverkäufen zu bestimmen. Der Rest der Bohrlöcher 803, 803' und 803'' fließt zu einer Sammelleitung 808 für eine Weiterführung über eine zweite Messeinrichtung 810, die eine Verkaufs-Messeinrichtung sein kann. Der Strom durch den Coriolis-Durchflussmesser 806 tritt in eine Messeinrichtung-Ausgabeleitung 812 aus und tritt in eine Wasser-Schnitt-Messeinrichtung 812 ein. Der Strom wird danach mit dem Strom in der Sammelleitung 808 für eine Messung durch die zweite Messeinrichtung 810 zusammengeführt. Beispielhafte Formen von Durchflussmessern 806 und 810 umfassen die ELITE Modelle CMV300356NU und Modell CMF300H551NU, die von Micro Motion, Boulder, Colorado, erhältlich sind.
Das System 800 umfasst einen Computer 816 (z.B. eine IBM kompatible Maschine), die mit einer Daten-Akquisitions- und -Programmiersoftware programmiert ist. Eine bevorzugte Form dieser Software ist die Intellution Software DMACS, die von INTELLUTION, eine Tochterfirma von Emerson Electric, erhältlich ist. Diese Software ist besonders bevorzugt, da sie Alarme erzeugen kann, die abnormale Bohrloch-Testzustände anzeigen, die für mechanische Fehler repräsentativ sind, die potenziell gefährlich sind. Der Computer 816 steuert das Programmieren von einer entfernten Betätigungs-Steuereinheit 818, die eine Mehrzahl von Treibern und Schnittstellen umfasst, die dem Computer 816 ermöglichen, mit entfernten Komponenten des Systems 800 zusammenzuwirken. Eine bevorzugte Form der Steuereinheit 818 für entfernte Operationen ist das Fisher Modell ROC364. Die Steuereinheit 818 kann auch mit einer Software programmiert sein, um die Ausführung von Steueranweisungen von dem Computer 816 zu erleichtern.
Die Ventilsteuerleitungen 820, 820' und 820'' verbinden die Steuereinheit 818 mit den elektronisch betätigten Ventilen 803, 803' und 803'' für eine wahlweise Steuerung der Ventile. Die Leitung 822 verbindet die Steuereinheit 818 mit einem Druckübertrager 824. Eine beispielhafte Form des Übertragers 824 ist das ELITE Modell RFT9739, das von Micro Motion, Boulder, Colorado, erhältlich ist. Die Leitung 826 verbindet die Steuereinheit 818 mit einer Wasser-Schnitt-Messeinrichtung 814. Die Funktionen der Steuereinheit 818, des Übertragers 824 und des Computers 816 können in einem einzelnen Prozessor, wie beispielsweise dem Prozessor 201 der Messelektronik 20 (siehe 2), kombiniert sein.
Das System 800 arbeitet wie folgt. Der Verteiler 802 bewirkt, dass ein einzelnes Bohrloch 803, 803' oder 803'' durch den Coriolis-Durchflussmesser 806 fließt, um das Bohrloch zu testen und Informationen über die Durchflussrate, die sich auf das Bohrloch beziehen, bereitzustellen, während der Rest der Bohrlöcher in eine Sammelleitung 808 für einen kombinierten Verkauf, ausgegeben durch die zweite Messeinrichtung 810, fließt. Der Coriolis-Durchflussmesser 806 liefert Dichte- und Massenflussraten-Informationen als Messausgänge zu dem Übertrager 824, der, wiederum, Signale zu der Steuereinheit 818 auf der Leitung 822 zuführt. Entweder der Computer 816, die Steuereinheit 818, der Übertrager 824 oder der Coriolis-Durchflussmesser 806 (typischerweise Computer 816) führt eine Berechnung der gesamten, volumetrischen Durchflussrate Q_e gemäß Gleichung (4) durch:
wobei M_e die auf einer Coriolis-Kraft basierende Durchflussratenmessung, erhalten von dem gesamten, kombinierten Öl- und Wasserfluss-Strom, ist; und D_e eine Dichte des gesamten, kombinierten Öl-, Gas-, Wasser- und Feststoff-Stroms bei einer Messtemperatur T ist.
Eine volumetrische Durchflussrate von Öl wird entsprechend Gleichung (5) berechnet: Qe = Qo(1 – Xw) (5)wobei Q_o eine volumetrische Flussrate von Öl ist; X_w eine Teilströmungsrate von Wasser ist, und die restlichen Variablen vorstehend definiert sind.
Eine volumetrische Flussrate von Wasser wird entsprechend Gleichung (6) berechnet: Qw = Qe·Xw (6)wobei Q_w eine volumetrische Flussrate von Wasser ist, und die restlichen Variablen so, wie vorstehend, definiert sind.
Die volumetrischen Durchflussratenwerte Q_o und Q_w können zu einer Standard-Referenz-Temperatur T_r über eine Multiplikation der volumetrischen Durchflussratenwerte durch die Dichte bei einer Messtemperatur und Teilen durch die Dichte bei der Referenztemperatur, z.B. wie in Gleichung (7) korrigiert werden:
wobei Q_o eine volumetrische Ölflussrate bei einer Standard-Referenz-Temperatur T_ref ist; Q_O,T eine volumetrische Ölflussrate, gemessen bei einer Temperatur T, und berechnet gemäß Gleichung (5), ist; D_o eine gemessene Dichte von Öl von Laboratoriums-Messungen bei einer Referenztemperatur T_ref ist; und D_o,T eine Dichte von Öl, gemessen bei einer Temperatur T, ist.
Die Teildurchflussrate von Wasser wird berechnet als
wobei D_e eine Dichte des gesamten, kombinierten Öl- (oder Kondensat-) und Wasserdurchflusses bei einer Messtemperatur T ist, ρ_o,T eine Dichte der reinen Öl- (oder Kondensat-) Phase ohne irgendeinen restlichen Wassergehalt, der segregierten Ölkomponenten ist; ρ_w,T eine Dichte der reinen Wasserphase ist; und die restlichen Variablen so, wie vorstehend definiert, sind.
Der Wert X_w ist eine „Wasser-Schnitt"-Messung („Water-Cut"), die ein wichtiges Ergebnis von Bohrloch-Testmessungen ist. Der Ausdruck „Wasser-Schnitt" bzw. „Water-Cut" wird hier als irgendein Verhältnis bezeichnet, das eine Beziehung zwischen einem Volumen an Öl und einem Volumen an Wasser in einer Öl- und Wasser-Flüssigkeits-Mischung darstellt. Die Wasser-Schnitt-Messeinrichtung 814 verwendet eine Kapazität, einen Widerstand, Mikrowellenstrahlung oder andere Messungen, um den Wasser-Schnitt zu quantifizieren. In einigen Fällen ist das Volumen an Wasser so groß, dass es die Grenzen des Instrumentariums übersteigt. Zum Beispiel liefern Kapazitäts- oder Widerstands-Überwachungen akzeptabel genaue Wasser-Schnitt-Messungen nur dort, wo das Wasservolumen geringer als ungefähr 20% bis 30% des gesamten Stroms ist. Die obere 30% Genauigkeitsgrenze ist weit unterhalb des Niveaus, das bei vielen produzierenden Bohrlöchern beobachtet wird. Zum Beispiel kann das gesamte Flüssigkeits-Produktionsvolumen eines Ölbohrlochs 99% Wasser sein. Einige Wasser-Schnitt-Überwachungseinrichtungen sind deshalb dazu abgestellt, den Wasser-Schnitt in einer Ölkomponenten zu bestimmen, die einen niedrigen Wassergehalt besitzt. Wasser-Schnitt-Überwachungseinrichtungen können oftmals nicht dazu verwendet werden, den Wassergehalt in dem Material zu bestimmen, das von einem Zwei-Phasen-Separator aus fließt, da die gesamte Flüssigkeitskomponente einen Wassergehalt besitzt, der die obere Genauigkeitsgrenze von 30% übersteigt. Eine beispielhafte Form einer Wasser-Schnitt-Überwachungseinrichtung 66 ist die Kapazitäts-Überwachungseinrichtung Drexelbrook Modell CM-2. Entsprechend liefert Gleichung (8) ein Verfahren zum Berechnen eines Wasser-Schnitts und der volumetrischen Durchflussrate von Wasser und Öl oder Kondensat. Die Werte ρ_o,T und ρ_w,T können von herkömmlichen Laboratoriums-Messungen von produzierten Fluiden aus einem bestimmten Bohrloch erhalten werden.
Dort, wo der Wert X_w innerhalb der Funktions- und Genauigkeitsgrenzen der Wasser-Schnitt-Messeinrichtung 814 liegt, kann die Öldichte für den Wassergehalt wie folgt korrigiert werden:
wobei ρ_o,T die im Wasser korrigierte Öldichte bei einer Temperatur T ist; ρ_t die gesamte Dichte der kombinierten Wasser-Schnitt-Flüssigkeit, wie sie durch den Coriolis-Durchflussmesser 806 bei einer Temperatur T gemessen ist, ist; ρ_w die Dichte der Wasser-Komponenten ist, erhalten durch eine Laboratoriums-Messung, oder die eine konventionell, empirische Temperatur-Salzgehalt-Korrektur bei einer Temperatur T ist; und WC der „Water-Cut" bzw. „Wasser-Schnitt", gemessen durch die Wasser-Schnitt-Überwachungseinrichtung 814, ist.
Zusammengefasst ist es notwendig, Flüssigkeitsmessungen einer Messeinrichtung von Massendurchflussraten in volumetrische Flussraten zu Verkaufszwecken umzuwandeln, da Petroleum-Produkte über das Volumen verkauft werden. Dichte-Werte werden verwendet, um die Umwandlung von einer Massendurchflussrate in eine volumetrische Durchflussrate durchzuführen. Die Teildurchflussraten von Wasser und Öl sind durch eine direkte Messung eines Wasser-Schnitts bestimmbar, allerdings arbeitet dieses Verfahren nicht immer gut aufgrund von Einschränkungen des Instrumentariums, die Wasser-Schnitt-Messeinrichtungen eigen sind. Die direkte Messung von Wasser kann auch dazu verwendet werden, die Messeinrichtung für eine Änderung des Öl-Dichte-Werts über die Lebenszeit eines Förderbohrlochs zu kalibrieren. Ein Wasser-Schnitt ist aus der Dichte-Messung bestimmbar, falls die jeweiligen Dichten von Wasser und Öl aus anderen Quellen bekannt sind. Eine Gas-Dämpfung an dem System beeinträchtigt diese Berechnungen gemäß Gleichungen (8) und (9), da eine Dämpfung so stark sein kann, dass die Messeinrichtung damit aufhört, akkurate Dichte-Auslesungen von Material, das durch die Durchflussröhren fließt, zu liefern, oder da die gemessene Dichte einen ausreichenden Gasgehalt repräsentiert, um die Annahme eines zweiphasigen Flusses zu stören, der den Gleichungen (8) und (9) eigen ist. Die Rate eines Gasflusses kann durch empirische Korrelationen entsprechend dem United States Patent Nr. 5,029,482 bestimmt werden.
Es folgt, dass der Computer 816 oder die Steuereinheit 818 der 8 die Option einer Verarbeitung eines Dichte- oder Massendurchfluss-Ratenwerts, erhalten gemäß 7, haben, während eine vorübergehende Blase innerhalb des Durchflussmessers 806 erfasst wird. Alternativ umfassen, falls die Verwendung des Durchschnittswerts von dem Intervall 616 nicht erwünscht ist, alternative Optionen ein Unterbrechen des Bohrloch-Tests oder Anzeigen eines Alarms für einen Bediener-Eingriff. Eine noch andere Option ist für den Computer 816 gegeben, um der Steuereinheit 818 zu signalisieren, teilweise das ausgewählte eine der Ventile 803, 803' oder 803'' zu schließen, um den Gegendruck an dem Bohrloch zu erhöhen. In dem Fall eines Ölbohrlochs kann dieser Gegendruck freigesetztes Gas zurück in die Lösung drücken, um dadurch vollständig oder teilweise die Effekte einer Gasdämpfung an dem Coriolis-Durchflussmesser 806 durch eine gesamte oder teilweise Beseitigung des Gases von dem Produktionsfluid zu beseitigen.
Die Gleichungen (8) und (9) beziehen sich spezifisch auf Öl und Wasser, allerdings beziehen sich die Gleichungen in breiter Weise auf irgendein unvermischbares Dual-Phasen-Flüssigkeitssystem, z.B. irgendeine kolloidale Lösung, die auch durch Gas als eine dritte Phase bewirkt werden kann. Die verschlechternden Effekte von Gas auf diese Systeme umfassen mehr als nur eine Dämpfung, da X_w Werte, berechnet unter Verwendung der Dichte von Gleichung (8), wie sie durch Gleichung (9) korrigiert ist, ein Fehler aufgrund des verringerten Dichte-Werts D_e besitzen, wenn die Gleichungen unter der Annahme von unvermischbaren Dual-Phasen-Flüssigkeiten ohne Berücksichtigung von Gas entwickelt wurden.
Der Erfinder bestätigt hier seine Absicht, sich auf der Doktrin der Äquivalente zu berufen, um seine vollen Rechte auf die Erfindung zu schützen.

Claims

Coriolis-Durchflussmesser (5), der zum Messen von Dichten von Materialien ausgeführt ist, wobei der Durchflussmesser umfasst: wenigstens eine Durchflussröhre (103A, 103B); eine Antriebseinrichtung (104), die so ausgeführt ist, dass sie die wenigstens eine Durchflussröhre auf Basis eines Antriebssignals mit einer Frequenz antreibt; Abgriffeinrichtungen (105, 105'), die an der wenigstens einen Durchflussröhre befestigt und so ausgeführt sind, dass sie in Reaktion auf das Material, das durch die wenigstens eine Durchflussröhre fließt, Abgriff-Signale erzeugen; und Messelektronik (20), die so ausgeführt ist, dass sie die Dichte des Materials, das durch die wenigstens eine Durchflussröhre strömt, auf Basis wenigstens eines der Abgriff-Signale bestimmt; wobei der Durchflussmesser dadurch gekennzeichnet ist, dass die Messelektronik des Weiteren so ausgeführt ist, dass sie: eine Antriebsverstärkung auf eine Wertänderung hin überwacht, um zu bestimmen, ob das Material einen mehrphasigen Strom umfasst, und wenn das Material einen mehrphasigen Strom umfasst, die Dichte des Materials auf Basis wenigstens eines gespeicherten Dichtewertes bestimmt, statt die Dichte des Materials auf Basis des wenigstens einen der Abgriff-Signale zu bestimmen.
Durchflussmesser (5) nach Anspruch 1, wobei die Messelektronik (20) des Weiteren so ausgeführt ist, dass sie: die Antriebsverstärkung auf eine Änderung des Wertes hin überwacht, um zu bestimmen, ob das Material keinen mehrphasigen Strom mehr umfasst; und wenn das Material keinen mehrphasigen Strom mehr umfasst, die Dichte des Materials auf Basis des wenigstens einen der Abgriff-Signale bestimmt, statt die Dichte des Materials auf Basis des wenigstens einen gespeicherten Dichtewertes zu bestimmen.
Durchflussmesser (5) nach Anspruch 1, wobei die Messelektronik des Weiteren so ausgeführt ist, dass sie bestimmt, ob die Antrebsverstärkung einen ersten Schwellenwert übersteigt, um zu bestimmen, ob das Material den mehrphasigen Strom umfasst.
Durchflussmesser (5) nach Anspruch 3, wobei der erste Schwellenwert darstellt, dass der mehrphasige Strom Gas und Flüssigkeiten enthält.
Durchflussmesser (5) nach Anspruch 4, wobei die Messelektronik (20) des Weiteren so ausgeführt ist, dass sie bestimmt, ob die Antriebsverstärkung einen zweiten Schwellenwert übersteigt, wobei der zweite Schwellenwert darstellt, dass der mehrphasige Strom Flüssigkeit und Feststoff umfasst.
Durchflussmesser (5) nach Anspruch 1, wobei die Messelektronik (20) des Weiteren so ausgeführt ist, dass sie vergangene Dichtemessungen über einen Zeitraum mittelt, um die Dichte zu bestimmen, wenn das Material den mehrphasigen Strom umfasst.
Durchflussmesser (5) nach Anspruch 6, wobei die Messelektronik (20) des Weiteren so ausgeführt ist, dass sie eine statistische Analyse der vergangenen Dichtemessungen durchführt, um Fehlmessungen zu verringern.
Durchflussmesser (5) nach Anspruch 1, wobei die Messelektronik (20) des Weiteren so ausgeführt ist, dass sie aus Labormessungen gewonnene Dichtemessun gen verarbeitet, um die Dichte zu bestimmen, wenn das Material den mehrphasigen Strom umfasst.
Durchflussmesser (5) nach Anspruch 1, wobei die Messelektronik (20) des Weiteren so ausgeführt ist, dass sie Korrelationen verarbeitet, um die Dichte zu bestimmen, wenn das Material den mehrphasigen Strom umfasst.
Durchflussmesser (5) nach Anspruch 1, der des Weiteren umfasst: eine Schaltung (818), die so ausgeführt ist, dass sie ein Ventil (803, 803', 803'') schließt, um in Reaktion auf Bestimmen des mehrphasigen Stroms einen Bohrlochtest zu unterbrechen, der an einem Fluid durchgeführt wird, das aus einem Förderbohrloch strömt.
Durchflussmesser (5) nach Anspruch 1, der des Weiteren umfasst: eine Einrichtung, die eine Warnmeldung anzeigt, die den mehrphasigen Strom anzeigt.
Verfahren zum Betreiben eines Coriolis-Durchflussmessers (5) und zum Messen von Dichten von Materialien, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Versetzen wenigstens einer Durchflussröhre (103A, 103B) des Coriolis-Durchflussmessers in Schwingung bei einer Frequenz auf Basis eines Antriebssignals, Erzeugen von Abgriff-Signalen, die Bewegung der wenigstens einen Durchflussröhre darstellen, wenn das Material durch die wenigstens eine Durchflussröhre strömt; und Bestimmen der Dichte des Materials, das durch die wenigstens eine Durchflussröhre strömt, auf Basis wenigstens eines der Abgriff-Signale; wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist: Überwachung einer Antriebsverstärkung auf eine Änderung des Wertes, um zu bestimmen, ob das Material einen mehrphasigen Strom umfasst; und wenn das Material den mehrphasigen Strom umfasst, Bestimmen der Dichte des Materials auf Basis wenigstens eines gespeicherten Dichtewertes, statt die Dichte des Materials auf Basis des wenigstens einen der Abgriff-Signale zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Verfahren des Weiteren umfasst: Überwachen der Antriebsverstärkung, um zu bestimmen, ob das Material keinen mehrphasigen Strom mehr umfasst; und wenn das Material keinen mehrphasigen Strom mehr umfasst, Bestimmen der Dichte des Materials auf Basis des wenigstens einen der Abgriff-Signale, statt die Dichte des Materials auf Basis des wenigstens einen gespeicherten Wertes zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Schritt des Überwachens der Antriebsverstärkung Vergleichen der Antriebsverstärkung mit einem ersten Schwellenwert umfasst, um zu bestimmen, ob die Antriebsverstärkung den ersten Schwellenwert übersteigt und zu bestimmen, ob das Material den mehrphasigen Strom umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Schritt des Vergleichens einschließt, dass der erste Schwellenwert so gesetzt wird, dass er darstellt, dass der mehrphasige Strom Gas und Flüssigkeiten enthält.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Schritt des Vergleichens einschließt, dass ein zweiter Schwellenwert so gesetzt wird, dass er darstellt, dass der mehrphasige Strom Flüssigkeiten und Feststoff enthält, und die Antriebsverstärkung mit dem zweiten Schwellenwert verglichen wird, um zu bestimmen, ob die Antriebsverstärkung den zweiten Schwellenwert übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Schritt des Bestimmens der Dichte des Materials auf Basis des wenigstens einen gespeicherten Dichtewertes des Weite ren einen Schritt des Mittelns vergangener Dichtemessungen über einen Zeitraum zum Bestimmen der Dichte umfasst.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Schritt des Mittelns der vergangenen Dichtemessungen des Weiteren einen Schritt des Anwendens einer statistischen Analyse auf die vergangenen Dichtemessungen zum Verringern von Fehlmessungen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Schritt des Bestimmens der Dichte des Materials auf Basis des wenigstens einen gespeicherten Dichtewertes des Weiteren das Verarbeiten von aus Labormessungen gewonnenen Dichtemessungen zum Bestimmen der Dichte umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Schritt des Bestimmens der Dichte des Materials auf Basis des wenigstens einen gespeicherten Dichtewertes des Weiteren das Verarbeiten von Korrelationen zum Bestimmen der Dichte umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12, das des Weiteren umfasst: Schließen eines Ventils (803, 803', 803''), um in Reaktion auf Bestimmen des mehrphasigen Stroms einen Bohrlochtest zu unterbrechen, der an einem Fluid durchgeführt wird, das aus einem Förder-Bohrloch strömt.
Verfahren nach Anspruch 12, das des Weiteren umfasst: Anzeigen einer Warnmeldung, die den mehrphasigen Strom anzeigt.