IT202100021311A1 - Metodo perfezionato di analisi di un fluido. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

dell'invenzione avente per titolo:

"METODO PERFEZIONATO DI ANALISI DI UN FLUIDO"

La presente invenzione concerne un metodo di analisi di un fluido, in particolare per la misura di una o pi? propriet? di un fluido multifase. Preferibilmente, la presente invenzione concerne un metodo per la misura della fase liquida e/o gassosa in un fluido multifase e, in particolare, per effettuare la cosiddetta misura di ?water cut? o di rapporto acqua-liquido (?water liquid ratio? o WLR) di un fluido multifase. Vantaggiosamente, la presente invenzione concerne un metodo per la misura di una o pi? propriet? del fluido multifase, quali la permettivit? e/o conducibilit? dell?acqua, la salinit? dell?acqua, la frazione volumetrica di acqua in un fluido.

La presente invenzione riguarda altres? un apparato di analisi di un fluido, in particolare per la misura di una o pi? propriet? di un fluido multifase. Preferibilmente, la presente invenzione concerne un apparato per la misura della fase liquida e/o gassosa in un fluido multifase e, in particolare, per la cosiddetta misura di ?water cut? o di ?water liquid ratio? di un fluido multifase. Vantaggiosamente, la presente invenzione concerne un apparato per la misura di una o pi? propriet? del fluido multifase, quali la permettivit? e/o conducibilit? dell?acqua, la salinit? dell?acqua, la frazione volumetrica di acqua in un fluido multifase. L?apparato di misura secondo l?invenzione ? particolarmente adatto a venire impiegato nel settore della produzione petrolifera.

Com'? noto, in campo petrolifero vi ? l'esigenza di determinare la composizione dei fluidi multifase estratti dai pozzi, fluidi che sono comunemente costituiti da una fase liquida, comprendente olio (petrolio), acqua ed eventualmente altri componenti, e da una fase gassosa.

Una delle operazioni comunemente effettuate per determinare le propriet? di un fluido consiste nel misurare la composizione della fase liquida e, in particolare, la concentrazione volumica d?acqua, o di altri tipi di liquido, rispetto all?intera quantit? di liquido; questa misura ? comunemente denominata ?water-cut? oppure ?rapporto acqua-liquido? (WLR) e, appunto, definisce il rapporto tra la portata d'acqua e la portata totale del liquido (acqua e olio).

Attualmente, queste misure vengono effettuate con l'ausilio di opportune sonde tra cui, ad esempio, le ben note sonde NIR (Near Infrared), che sfruttano il principio dell'attenuazione di un fascio di luce infrarossa che attraversa il liquido. Queste sonde sono inserite nel condotto in cui defluisce il fluido da misurare, in modo da venire investite dal flusso del fluido stesso misurando cos? le propriet? del fluido multifase. Nei sistemi noti, la misura di concentrazione ottenibile ? tanto meno affidabile e precisa quanto maggiore ? la quantit? di gas rispetto alla fase liquida che ? definita in termini di ?Gas Volume Fraction? (detta anche ?GVF?) e che, pi? in dettaglio, indica il rapporto tra la portata volumetrica del gas e la portata volumetrica totale del gas e del liquido. Infatti, con l?aumentare del GVF, si riduce l'affidabilit? e la precisione delle misurazioni effettuate sulla fase liquida, in quanto diminuisce la percentuale in volume del liquido contenuto nel fluido. Pi? in dettaglio, con l?aumentare del GVF, il liquido tende progressivamente a disperdersi in gocce pi? o meno isolate all'interno del flusso di gas o a formare un film liquido sulle pareti del tubo in alcune zone specifiche della tubazione. Di conseguenza, la sonda viene investita dalle suddette gocce in modo discontinuo e questo rende difficile effettuare una misura di composizione affidabile e precisa.

Un dispositivo noto per accumulare e raccogliere il liquido di un fluido multifase in un punto di rilevazione per misurare poi una o pi? propriet? del fluido stesso ? descritto ad esempio in WO2013/114194. Questo dispositivo, tuttavia, risulta particolarmente invasivo.

? noto altres? l?utilizzo di sensori localizzati basati su diversi principi di misura (ad esempio spettroscopia ottica, microonde, capacit? elettrica) e che ? a differenza dei sensori a passaggio totale che misurano il fluido multifase su tutta la sezione trasversale di passaggio - hanno una sensibilit? maggiore, specialmente quando la presenza del gas diventa dominante (cio? con l?aumentare del GVF). In particolare, i sensori localizzati sono sensori configurati per effettuare una rilevazione del fluido in corrispondenza di una zona che ? vicina alla testa del sensore stesso, e quindi misurano una propriet? locale che potrebbe non rappresentare la propriet? dell?intero flusso del fluido multifase.

Infatti, la distribuzione locale delle fasi di un fluido multifase dipende, tra l'altro, dalla forma e dall'orientamento del tubo di passaggio, nonch? dalla velocit? della componente gassosa e della componente liquida. Pertanto, la posizione di installazione all?interno della tubazione di un sensore localizzato configurato per rilevare la composizione della fase liquida del fluido gioca un ruolo importante nelle prestazioni di misurazione del sensore stesso.

Ad oggi, ? altres? noto che un raccordo di tipologia denominata ?T-blind? o ?Tee-blind? (di seguito semplicemente ?T-blind?) provoca un mescolamento delle fasi presenti in un fluido multifase e una concentrazione della fase liquida. In particolare, un raccordo ?T-blind? (cfr. fig. 1A e 1B) comprende un (primo) tratto di condotto di monte Tu che ? chiuso ad un?estremit? e che ? fluidicamente collegato con un (secondo) tratto di condotto di valle Td in corrispondenza di un?apertura di passaggio B che ? ricavata su una parete del tratto di monte Tu e che ? distanziata rispetto alla faccia chiusa C (che definisce cos? un fondo cieco) del condotto di monte Tu; inoltre, il tratto di valle Td si sviluppa longitudinalmente lungo una direzione Dd che ? perpendicolare rispetto alla direzione di sviluppo longitudinale Du del tratto di monte Tu. In particolare, il raccordo T-blind ? installato in modo che il tratto di monte Tu risulti orientato orizzontalmente ed il tratto di valle Td risulti orientato verticalmente, nonch? in modo che il flusso F, che ha attraversato il tratto di monte Tu, attraversi poi il tratto di valle Td dal basso verso l?alto (i.e. in verso sostanzialmente opposto rispetto al verso della forza di gravit? terrestre G).

Allo stato attuale, i sensori localizzati S per rilevare le caratteristiche di un fluido multifase sono generalmente installati sul tratto di valle Td, i.e. a valle del raccordo T-blind, oppure sono installati sul tratto di monte Tu in posizione allineata con l?asse di sviluppo longitudinale Dd del tratto di valle Td (cfr. fig. 1A), oppure ancora sono installati sulla faccia chiusa C prevista all?estremit? del tratto di monte Tu (cfr. fig. 1B).

Ulteriormente, le soluzioni note prevedono di installare sul raccordo T-blind una pluralit? di sensori che sono localizzati in varie posizioni.

Scopo dell?invenzione ? quello di proporre un metodo per l?analisi di un fluido multifase, in particolare per la misura di una o pi? propriet? di un fluido multifase, che consenta di superare ? almeno in parte - gli inconvenienti delle note soluzioni.

Altro scopo dell?invenzione ? quello di proporre un metodo che sia implementabile in modo semplice, rapido e con bassi costi.

Altro scopo dell?invenzione ? quello di proporre un metodo che risulti poco invasivo, in particolare in termini di ingombro della strumentazione all?interno del condotto attraversato dalla miscela da misurare.

Altro scopo dell?invenzione ? quello di proporre un metodo che effettui una misura localizzata, senza prevedere o richiedere cos? una misura del fluido multifase su tutta la sezione trasversale di passaggio.

Altro scopo dell?invenzione ? quello di proporre un metodo che non richieda un miscelatore statico al fine di miscelare opportunamente la fase liquida e gassosa in modo da renderle omogenee.

Altro scopo dell?invenzione ? quello di proporre un metodo di misura del ?water cut? o del ?water liquid ratio? di un fluido multifase in modo preciso, affidabile e accurato.

Altro scopo dell?invenzione ? quello di proporre un metodo di misura preciso, affidabile e accurato di varie propriet? di un fluido multifase, quali ad esempio la permettivit? e/o conducibilit? del fluido, la salinit? dell?acqua, la frazione volumetrica di acqua in un fluido multifase.

Altro scopo dell?invenzione ? quello di proporre un metodo per la misura della fase liquida e/o gassosa in un fluido multifase che sia utilizzabile anche per fluidi con basse percentuali volumiche di liquido.

Altro scopo dell?invenzione ? quello di proporre un metodo per la misura delle propriet? di un fluido multifase che sia implementabile in real-time.

Altro scopo ? quello di proporre un metodo per la contabilizzazione pi? accurata della quantit? di petrolio estratta da un pozzo.

Altro scopo dell?invenzione ? quello di proporre un metodo che consenta di utilizzare sensori gi? disponibili in commercio.

Altro scopo dell?invenzione ? di proporre un metodo che sia migliorativo e/o alternativo rispetto alle soluzioni tradizionali.

Altro scopo dell?invenzione ? di proporre un metodo con una caratterizzazione alternativa, sia in termini funzionali che implementativi, rispetto a quelle tradizionali.

Altro scopo dell?invenzione ? di proporre un apparato per l?analisi di un fluido, in particolare multifase, preferibilmente per la misura di almeno un parametro di detto fluido, in modo preciso, affidabile ed accurato, e altres? semplice e veloce da installare e manutenere.

Altro scopo dell?invenzione ? di proporre un apparato che sia migliorativo e/o alternativo rispetto alle soluzioni tradizionali.

Altro scopo dell?invenzione ? di proporre un apparato con una caratterizzazione alternativa, sia in termini funzionali che implementativi, rispetto a quelle tradizionali.

Altro scopo dell?invenzione ? di proporre un apparato che operi in realtime.

Altro scopo dell?invenzione ? di proporre un apparato che risulti particolarmente compatto e poco invasivo.

Altro scopo dell?invenzione ? di proporre un apparato che sia altamente integrato e stand-alone.

Tutti gli scopi qui menzionati, considerati sia singolarmente sia in una loro qualsiasi combinazione, e altri ancora che risulteranno dalla descrizione che segue sono raggiunti, secondo l?invenzione, con un metodo come definito nella rivendicazione 1 e con un apparato come definito nella rivendicazione 10.

La presente invenzione viene qui di seguito ulteriormente chiarita in alcune sue preferite forme di pratica realizzazione riportate a scopo puramente esemplificativo e non limitativo con riferimento alle allegate tavole di disegni, in cui:

la figura 1A mostra in vista schematica una prima soluzione secondo lo stato dell?arte,

la figura 1B mostra in vista schematica una seconda soluzione secondo lo stato dell?arte,

la figura 2 mostra in vista schematica una soluzione secondo la presente invenzione,

la figura 3 mostra in vista schematica una forma di realizzazione preferenziale della soluzione secondo la presente invenzione,

la figura 4 mostra in vista schematica una seconda forma di realizzazione della soluzione secondo l?invenzione,

la figura 5 mostra in vista schematica una terza forma di realizzazione della soluzione secondo l?invenzione,

la figura 6 mostra in vista schematica una quarta forma di realizzazione della soluzione secondo l?invenzione,

la figura 7 mostra una vista in sezione dell?apparato secondo la presente invenzione,

la figura 8 mostra una vista in sezione di una variante dell?apparato secondo la presente invenzione.

La presente invenzione concerne un metodo per l?analisi di un fluido multifase F, in particolare per la misura di una o pi? propriet? di un fluido multifase F. Preferibilmente, la presente invenzione concerne un metodo per l?acquisizione di dati da utilizzare per determinare una o pi? grandezze e/o propriet? della fase liquida e/o gassosa in un fluido multifase F e, in particolare, per effettuare la cosiddetta misura di ?water cut? o di rapporto acqua-liquido (?water liquid ratio? o WLR) di un fluido multifase.

Vantaggiosamente, la presente invenzione concerne un metodo per l?acquisizione di dati da utilizzare per la misura di una o pi? grandezze e/o propriet? del fluido multifase, in particolare relative alla fase liquida, quali la permettivit? e/o conducibilit? del fluido, la salinit? dell?acqua, la frazione volumetrica di acqua in un fluido multifase.

Il metodo e l?apparato di misura secondo l'invenzione sono particolarmente adatti per rilevare ed acquisire dati per determinare la composizione della fase liquida in un fluido multifase liquido-gas estratto da un pozzo petrolifero. ? comunque evidente che l'invenzione pu? venire applicata in modo analogo per rilevare e acquisire dati per determinare la composizione di un liquido contenuto in un qualsiasi fluido multifase liquido-gas.

Il metodo secondo l?invenzione prevede di far scorrere il fluido F da misurare all?interno di un raccordo di tipologia denominata ?T-blind? o ?Teeblind? (di seguito semplicemente ?T-blind?), cio? di una tipologia:

? che comprende un tratto di condotto di monte Tu che ? chiuso ad un?estremit? e che ? fluidicamente collegato con un tratto di condotto di valle Td attraverso un?apertura di passaggio B che ? ricavata su una parete laterale del tratto di monte Tu e che ? distanziata rispetto alla faccia chiusa C (che definisce cos? un fondo cieco) del condotto di monte Tu;

? in cui il tratto di valle Td si sviluppa longitudinalmente lungo una direzione Dd che ? angolata, preferibilmente perpendicolare, rispetto alla direzione di sviluppo longitudinale Du del tratto di monte Tu.

In particolare, il raccordo T-blind comprende altres? un?apertura di ingresso I che ? definita nel tratto di condotto di monte Tu ed un?apertura di uscita O che ? definita nel tratto di condotto di valle Td. Opportunamente, il fluido F scorre all?interno del raccordo T-blind attraversando l?apertura di ingresso I, lungo il tratto di monte Tu, attraverso poi l?apertura di passaggio B e lungo il tratto di valle Td, per fuoriuscire infine attraverso l?apertura di uscita O.

Opportunamente, la faccia chiusa C agisce come condizionatore del flusso che forza il flusso, cos? condizionato, attraverso l?apertura di passaggio B all?interno del tratto di valle Td.

Opportunamente, il raccordo T-blind ? installato in modo che il tratto di valle Td risulti orientato sostanzialmente in verticale, i.e. risulti sostanzialmente allineato parallelamente rispetto all?asse gravitazionale terrestre G.

Opportunamente, il raccordo T-blind ? installato in modo che il tratto di monte Tu risulti orientato sostanzialmente in orizzontale, i.e. risulti sostanzialmente perpendicolare all?asse gravitazionale terrestre G. Opportunamente, quindi, la zona inferiore Zb (pi? vicina al fondo) del tratto di monte Tu ? pi? ricca di liquido, mentre la zona superiore Zu ? pi? ricca di gas.

Opportunamente, la faccia chiusa C ? una faccia piena che, preferibilmente, ? piana.

Come detto, il fluido F fluisce nel raccordo T-blind dal tratto di monte Tu verso il tratto di valle Td attraversando l?apertura di passaggio B. Opportunamente, almeno nella parte iniziale del tratto di monte Tu, il flusso del fluido F avanza parallelamente alla direzione Du del tratto di monte stesso; opportunamente, almeno nella parte terminale del tratto di valle Td il flusso del fluido F avanza parallelamente alla direzione Dd del tratto di valle stesso.

Preferibilmente, il raccordo T-blind ? installato in modo che il flusso di fluido F attraversi il tratto di valle Td dal basso verso l?alto, i.e. in verso sostanzialmente opposto rispetto al verso della forza di gravit? terrestre G. Opportunamente, in una possibile forma di realizzazione non rappresentata, il raccordo T-blind potrebbe essere installato in modo che il flusso di fluido F attraversi il tratto di valle Td dall?alto verso il basso, i.e. in verso sostanzialmente concorde con il verso della forza di gravit? terrestre G.

Opportunamente, l?asse Au ? l?asse che si sviluppa lungo la direzione di sviluppo longitudinale Du del tratto di monte Tu e che passa per il centro della sezione trasversale di quest?ultimo.

Opportunamente, l?asse Ad ? l?asse che si sviluppa lungo la direzione di sviluppo longitudinale DD del tratto di valle Tu e che passa per il centro della sezione trasversale di quest?ultimo.

Opportunamente, il tratto di monte Tu ha una sezione trasversale che rimane preferibilmente costante, in termini di forma e dimensioni, lungo tutto il suo sviluppo longitudinale Du (ad eccezione della bocca di ingresso).

Opportunamente, il tratto di valle Td ha una sezione trasversale che rimane preferibilmente costante, in termini di forma e dimensioni, lungo tutto il suo sviluppo longitudinale Dd (ad eccezione della bocca di uscita).

Preferibilmente, la sezione trasversale del tratto di monte Tu e/o del tratto di valle Td ? circolare, tuttavia potrebbe avere anche forme.

Opportunamente, ID1 ? il diametro della sezione trasversale del tratto di monte Tu, mentre ID2 ? il diametro della sezione trasversale del tratto di valle Td.

Opportunamente, il diametro ID1 della sezione trasversale del tratto tubolare di monte Tu pu? essere uguale o anche differente rispetto al diametro ID2 della sezione trasversale del tratto tubolare di valle Td.

Il metodo prevede di utilizzare un sensore S che ? configurato per rilevare una o pi? grandezze rappresentative delle propriet? del fluido F, preferibilmente della fase liquida del fluido F, in corrispondenza del sensore stesso, in particolare di un volume V di fluido F che ? localizzato in prossimit? del sensore stesso. In particolare, il sensore S ? un sensore localizzato, cio? ? del tipo che rileva le caratteristiche del fluido in prossimit? di una testa T del sensore stesso che ? a contatto diretto con il fluido e/o ? in prossimit? di quest?ultimo. Opportunamente, il sensore S ? configurato per rilevare localmente un segnale che ? rappresentativo di una grandezza e/o propriet? che il fluido ha localmente, e non lungo l?intera sezione di passaggio del fluido stesso all?interno del tratto di monte o di valle.

In particolare, il sensore S ? configurato per rilevare almeno un segnale che:

? ? rappresentativo di una o pi? grandezze relative alla composizione della fase liquida e/o gassosa del fluido F in corrispondenza del sensore stesso, e/o

? ? atto ad essere utilizzato per determinare una o pi? grandezze relative alla composizione della fase liquida e/o gassosa del fluido F in corrispondenza del sensore stesso.

Opportunamente, il sensore S comprende almeno un trasduttore. Opportunamente, il sensore S comprende una testa T che ? a contatto diretto con il fluido, o in prossimit? di quest?ultimo. Preferibilmente, il sensore S comprende una sonda e, opportunamente, la testa T ? definita in corrispondenza della punta della sonda.

Preferibilmente, il sensore S pu? essere un sensore elettromagnetico. Preferibilmente, il sensore S pu? essere un sensore ottico.

Opportunamente, il sensore S ? configurato per rilevare la conduttivit? e/o permettivit? del fluido multifase.

Opportunamente, il sensore S pu? essere un tradizionale sensore localizzato del tipo a microonde elettromagnetiche che ? utilizzato per rilevare la conduttivit? dell?acqua e per determinare la salinit? dell?acqua, la frazione dell?acqua e il ?water cut? o rapporto acqua-liquido (WLR) di un fluido multifase.

Opportunamente, il sensore S ? elettronicamente collegato, preferibilmente via cavo, con un?unit? elettronica di comando del sensore stesso e/o con un?unit? elettronica di elaborazione dei dati rilevati dal sensore stesso.

Opportunamente, l?unit? elettronica di comando comprende almeno una scheda elettronica per generare e ricevere i segnali da trasmettere ai sensori.

Opportunamente, l?unit? elettronica di elaborazione comprende almeno un controllore (preferibilmente un microcontrollore), un processore (preferibilmente un microprocessore), oppure un elaboratore, che ? configurato per ricevere e/o elaborare i segnali rilevati dal sensore.

Opportunamente, l?asse As ? l?asse che passa per il centro del sensore S e, in particolare, che passa perpendicolarmente per il centro della testa T del sensore S. Opportunamente, l?asse As attraversa la sonda lungo il suo sviluppo longitudinale.

Il metodo secondo l?invenzione prevede di installare il sensore S sulla parete laterale del tratto di monte Tu che ? al di sotto dell?asse centrale longitudinale Au del tratto di condotto di monte Tu ed in una posizione P che: ? ? disallineata rispetto all?asse centrale longitudinale Ad del tratto di condotto di valle Td, e

? si trova tra l?asse centrale longitudinale Ad del tratto di condotto di valle Td e la faccia chiusa C del tratto di condotto di monte Tu.

In particolare, il sensore S ? installato una zona della parete laterale del tratto di monte Tu che si trova ad una altezza geodetica inferiore rispetto all?asse centrale longitudinale Au e, in particolare, ? installato sulla zona della parete laterale del tratto di monte Tu che si trova all?altezza geodetica pi? bassa.

Opportunamente, la posizione P di installazione del sensore S ? tale che quest?ultimo risulti disallineato rispetto all?asse centrale longitudinale Ad del tratto di condotto di valle Td e, in particolare, risulti disallineato verso la faccia chiusa C del tratto di monte Tu.

Preferibilmente, la posizione P di installazione del sensore S ? tale che quest?ultimo (ed in particolare la sua testa T) risulti attraversato da un prolungamento ideale PP della parete Pd del tratto di valle Td che ? pi? vicina alla faccia chiusa C. Opportunamente, il prolungamento PP giace sul piano definito dagli assi Au e Ad.

Preferibilmente, la posizione P di installazione del sensore S ? definita in modo che l?asse As del sensore (ed in particolare della sua testa T) risulti parallelo (e quindi non coincidente) rispetto all?asse centrale longitudinale Ad del tratto di condotto di valle Td e, al contempo, ? tale che il sensore S risulti attraversato da un prolungamento ideale PP della parete Pd del tratto di valle Td che ? pi? vicina alla faccia chiusa C.

In particolare, come detto, il sensore S ? installato sul tratto di monte Tu del raccordo T-blind al di sotto dell?asse centrale Au del tratto di condotto di monte Tu che lo attraversa longitudinalmente lungo la direzione Dd. Opportunamente, il sensore S ? montato in corrispondenza della zona di fondo Zb del tratto di monte Tu, in particolare sulle pareti della zona di fondo Zb del tratto di monte Tu. Pi? in dettaglio, il sensore S ? montato lungo una zona delle pareti del tratto di monte Tu che ? diametralmente opposta/affacciata rispetto a quelle in cui ? definita l?apertura di passaggio B per il collegamento fluidico con il tratto di valle Td.

Preferibilmente, in una possibile forma di implementazione, il metodo secondo l?invenzione prevede di utilizzare un unico/solo sensore S che ? installato nella posizione P.

Opportunamente, si ? verificato che tale posizione P di installazione del sensore S non ? fortemente influenzata dalle diverse condizioni di flusso del fluido e, in particolare, non ? influenzato dalla disposizione del raccordo T-blind, dalla velocit? del flusso del fluido e dalla GVF del fluido stessa.

La posizione di installazione P del sensore S ? particolarmente vantaggiosa in quanto garantisce la presenza di uno strato di liquido con le seguenti caratteristiche che consentono di effettuare una rilevazione con una buona accuratezza (i.e. uguale o superiore a ? 5%):

? altezza minima dello strato liquido di circa 2 mm,

? strato liquido esente da gas disciolti e/o bolle di gas

? composizione dello strato liquido omogenea (cio? buona miscelazione delle fasi liquide) e simile alla composizione dell?intera fase liquida.

Opportunamente, il sensore S ? ed in particolare la sua testa T - pu? essere in contatto diretto con il fluido oppure pu? essere separato dal fluido attraverso una opportuna finestra, ed in particolare pu? essere posizionato dietro ad una finestra in materiale dielettrico o trasparente.

Vantaggiosamente, il sensore S ? installato nel tratto di monte Tu in modo che il flusso scorra tangenzialmente rispetto al sensore S, ed in particolare rispetto alla sua testa T. Opportunamente, ci? garantisce che il volume rilevato/sensibile V in corrispondenza della testa T del sensore S venga continuamente rinfrescato dal flusso del fluido multifase e che non si formino zone di ristagno.

Opportunamente, in una possibile forma di realizzazione, la testa T del sensore S sporge radialmente dalle pareti del tratto di monte Tu verso l?interno del tratto di monte stesso. Opportunamente, in un?altra possibile forma di realizzazione, il sensore S comprende una testa T che ? a filo con le pareti del tratto di monte Tu circostanti la posizione P di installazione del sensore S.

Opportunamente, in una possibile e preferita forma di realizzazione, il sensore S pu? comprendere una sonda, preferibilmente di tipo coassiale, che ? installata in corrispondenza della posizione P all?interno delle pareti del condotto di monte Tu e che ? aperta ad una estremit? in modo da risultare a contatto con lo strato/volume V di fluido F che si forma in prossimit? della posizione P. Preferibilmente, in una possibile forma di realizzazione, l?estremit? della sonda del sensore S ? a filo con le pareti interne del condotto di monte Tu.

Preferibilmente, il sensore S ? configurato per rilevare le propriet? di permettivit? di un fluido multifase mediante l?assorbimento di energia di una pluralit? di onde radio ad alta frequenza. Opportunamente, sulla base della permettivit? cos? rilevata, viene poi determinato il ?water cut?.

Preferibilmente, in una possibile forma di realizzazione, il sensore S ? configurato per determinare la conduttivit? e/o permettivit? del fluido multifase che va a contatto diretto con la sonda del sensore S sulla base dell?ampiezza di attenuazione e dello sfasamento tra le onde riflesse rispetto a quelle incidenti; opportunamente, la conduttivit? e la permettivit? sono poi utilizzate per calcolare la salinit? dell?acqua, il ?water cut? o il rapporto acqua-liquido (?water liquid ratio? o WLR), la frazione volumetrica di acqua.

Preferibilmente, lo strato/volume V di fluido rilevato dal sensore S ha una profondit?/altezza di pochi millimetri fino a 10 mm, e ancora pi? preferibilmente fino a 2 mm.

Vantaggiosamente, in una possibile forma di realizzazione, il raccordo T-blind ? configurato in modo che la distanza tra l?asse centrale longitudinale Ad del tratto di valle Td e la faccia chiusa C del tratto di monte Tu ? che definisce cos? la distanza minima del ramo cieco Tc - sia corrispondente (cfr. fig. 4 - 6) o maggiore ad un quarto del diametro ID1 del tratto di monte Tu pi? met? del diametro ID2 del tratto di valle Td, cio? Tc ? 0,25 ID1 0,5 ID2. Vantaggiosamente, ci? consente di ridurre particolarmente gli ingombri ed ottimizzare i costi di produzione del raccordo di tipo T-blind.

Vantaggiosamente, in una possibile e preferita forma di realizzazione, la posizione di installazione P del sensore S ? tale che l?asse As passante per il centro della testa T del sensore S si trovi ad una distanza Sc dalla faccia chiusa C del tratto di monte Tu che ? sostanzialmente corrispondente (cfr. fig.

4 e 5) ad un quarto del diametro ID1 del tratto tubolare di monte Tu (cio? Sc = 0.25 ID1), oppure pu? essere maggiore (cfr. fig. 6) rispetto ad un quarto del diametro ID1 del tratto di monte Tu ma comunque inferiore alla distanza Tc (cio? Tc > Sc ? 0.25 ID1).

Preferibilmente, quando la distanza Tc tra l?asse centrale longitudinale Ad del tratto di valle Td e la faccia chiusa C del tratto di monte Tu ? sostanzialmente corrispondente almeno ad un quarto il diametro ID1 del tratto di monte Tu pi? met? del diametro ID2 del tratto di valle Td (cio? quando Tc ? 0,25 ID1 0,5 ID2), la posizione di installazione P ? definita in modo che l?asse As passante per il centro della testa T del sensore S risulti distanziato dalla faccia chiusa C di una distanza Sc sostanzialmente corrispondente (cfr. fig.4 e 5) ad un quarto del diametro ID1 del tratto di monte Tu (cio? Sc = 0.25 ID1), oppure pu? essere maggiore (cfr. fig.6) rispetto ad un quarto del diametro ID1 del tratto di monte Tu ma comunque inferiore alla distanza Tc (cio? Tc > Sc ? 0.25 ID1).

Opportunamente, il bordo della testa T del sensore S pu? essere distanziato dalla faccia chiusa C (cfr. fig. 4 e 6) oppure pu? essere a contatto con quest?ultima (cfr. fig. 5).

Vantaggiosamente, in una possibile e preferita forma di realizzazione (cfr. fig. 2 e 3), il raccordo T-blind ? configurato in modo che la distanza tra l?asse centrale longitudinale Ad del tratto di valle Td e la faccia chiusa C del tratto di monte Tu ? che definisce cos? la distanza minima del ramo cieco Tc -sia corrispondente almeno ad una volta il diametro ID1 del tratto di monte Tu pi? met? del diametro ID2 del tratto di valle Td, cio? Tc ? ID1 0,5 ID2. Vantaggiosamente, ci? consente di ridurre gli ingombri ed ottimizzare i costi di produzione del raccordo di tipo T-blind.

Vantaggiosamente, in una possibile e preferita forma di realizzazione (cfr. fig. 2 e 3), la posizione di installazione P del sensore S ? tale che l?asse As passante per il centro della testa T del sensore S si trovi ad una distanza Sc dalla faccia chiusa C del tratto di monte Tu che ? sostanzialmente corrispondente al diametro ID1 del tratto tubolare di monte Tu, preferibilmente corrispondente altres? al diametro della faccia chiusa C (cio? Sc = ID1).

Preferibilmente, quando la distanza Tc tra l?asse centrale longitudinale Ad del tratto di valle Td e la faccia chiusa C del tratto di monte Tu ? sostanzialmente corrispondente almeno ad una volta il diametro ID1 del tratto di monte Tu pi? met? del diametro ID2 del tratto di valle Td (cio? quando Tc ? ID1 0,5 ID2), la posizione di installazione P del sensore S ? tale che l?asse As passante per il centro della testa T del sensore S ? distanziato dalla faccia chiusa C di una distanza Sc sostanzialmente corrispondente al diametro ID1 del tratto di monte Tu (cio? Sc= ID1).

Vantaggiosamente, il tratto di monte Tu e/o il tratto di valle Td possono avere diametro di circa 25 mm ? 406 mm (cio? di circa 1?? -16??), o anche superiori.

Vantaggiosamente, il sensore S ? ed in particolare la sua testa T - pu? avere un diametro di circa 10-20 mm.

Vantaggiosamente, per realizzare il raccordo T-blind come sopra descritto si parte da un pezzo pieno (preferibilmente conformato a barra) che viene dapprima forato (preferibilmente per tornitura) in modo da ricavare un foro cieco che definisce cos? il tratto di monte Tu. Successivamente, il pezzo cos? forato viene ulteriormente forato (preferibilmente per tornitura) in una direzione perpendicolare rispetto a quella del foro cieco in modo da ricavare il tratto di valle Td e l?apertura di passaggio B. Si monta quindi il sensore S in corrispondenza della posizione P, come sopra definita. Infine, si monta in corrispondenza dell?ingresso I del tratto di monte Tu un imbocco IMB che ? provvisto di una flangia per il collegamento con un tubo flangiato di monte (non rappresentato). Vantaggiosamente, a differenza delle soluzioni tradizionali, la faccia chiusa C non ? ottenuta fissando un tappo di chiusura flangiato ad un?estremit? flangiata di un tubo passante.

Opportunamente, in una possibile forma di realizzazione, pu? essere previsto un sensore di riferimento (non rappresentato). In particolare, tale sensore di riferimento non ? a contatto con il fluido e, pertanto, ? sottoposto alla sola pressione ambientale ed ? alle medesime condizioni ambientali (in particolare di temperatura) di detto sensore S. Vantaggiosamente, le rilevazioni fornite dal sensore di riferimento sono utilizzate per correggere le rilevazioni fornite dal sensore S, in particolare al fine di compensare gli effetti dell?invecchiamento e dei gradienti di temperatura ambientale.

Vantaggiosamente, in una possibile forma di realizzazione (cfr. fig. 8), oltre al sensore S montato nella posizione P, pu? essere previsto un ulteriore/secondo sensore S2 che ? montato sulla faccia chiusa C del tratto di monte Tu. Opportunamente, detto ulteriore/secondo sensore S2 pu? essere della stessa tipologia o di tipologia differente rispetto al sensore S montato nella posizione P.

La presente invenzione riguarda altres? un apparato 100 di analisi di un fluido F. In particolare, l?apparato 100 secondo l?invenzione comprende: ? un raccordo di tipo T-blind come sopra definito,

? un sensore S come sopra definito,

e caratterizzato dal fatto che il sensore S ? montato sul raccordo di tipo T-blind in corrispondenza di una posizione P come sopra definita.

Opportunamente, il sensore S ? elettronicamente collegato, via cavo o via wireless, con un?unit? elettronica (non rappresentata) per determinare, sulla base delle grandezze rilevate dal sensore, i valori di uno o pi? parametri rappresentativi delle propriet? del fluido multifase, preferibilmente delle propriet? della fase liquida del fluido multifase.

Il metodo e l?apparato secondo l?invenzione risultano particolarmente adatti per l?analisi di miscele in cui la componente gassosa ? particolarmente elevata, ad esempio ? compresa tra il 10% e il 100%, e preferibilmente tra il 70% e il 100%.

Opportunamente, a differenza delle soluzioni tradizionali in cui il sensore S ? installato solamente sulla faccia C o solamente sul tratto di valle Td o ? affacciato/allineato all?asse Ad del tratto di valle, la soluzione secondo l?invenzione risulta particolarmente vantaggiosa in quanto consente di effettuare rilevazioni pi? accurate delle caratteristiche del fluido multifase. In particolare, le prove sperimentali e la modellazione fluidodinamica hanno dimostrato che, rispetto alle soluzioni tradizionali, la precisione di misura ? migliore e, in particolare rispetto alla soluzione di fig. 1B, risulta meno influenzata dalla presenza di gas nella miscela e, rispetto alla soluzione di fig.

1A, presenta una minore stratificazione del liquido che porta a una composizione del liquido non omogenea in corrispondenza del volume rilevato/sensibile in corrispondenza del sensore S.

La presente invenzione ? stata illustrata e descritta in alcune sue preferite forme di realizzazione, ma si intende che varianti esecutive potranno ad esse in pratica apportarsi, senza peraltro uscire dall?ambito di protezione del presente brevetto per invenzione industriale.

Claims (10)

RIVENDICAZIONI

1. Metodo per l?analisi di un fluido multifase (F), in particolare per la misura di una o pi? propriet? di un fluido multifase (F), detto metodo prevede di far scorrere detto fluido (F) all?interno di un raccordo di tipologia ?T-blind?:

? in cui ? previsto un tratto di condotto di monte (Tu) che ? chiuso ad un?estremit? da una faccia (C) e che ? fluidicamente collegato con un tratto di condotto di valle (Td) attraverso un?apertura di passaggio (B) che ? ricavata su una parete laterale del tratto di monte (Tu) e che ? distanziata rispetto alla faccia chiusa (C) del tratto di monte (Tu), ed

? in cui il tratto di valle (Td) si sviluppa longitudinalmente lungo una direzione (Dd) che ? angolata, preferibilmente ? perpendicolare, rispetto alla direzione di sviluppo longitudinale (Du) del tratto di monte (Tu),

detto metodo prevede di utilizzare almeno un sensore (S) che ? configurato per rilevare in corrispondenza del sensore stesso una o pi? grandezze rappresentative delle propriet? di detto fluido, preferibilmente della fase liquida di detto fluido,

e caratterizzato dal fatto che si installa detto almeno un sensore (S) sulla parete laterale del tratto di monte (Tu) che ? al di sotto dell?asse centrale longitudinale (Au) del tratto di monte (Tu) ed in una posizione (P) che:

? ? disallineata rispetto all?asse centrale longitudinale (Ad) del tratto di valle (Td), e

? si trova tra l?asse centrale longitudinale (Ad) del tratto di valle (Td) e la faccia chiusa (C) del tratto di monte (Tu).

2. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il raccordo T-blind ? installato in modo che:

? il tratto di valle (Td) risulti orientato sostanzialmente in verticale,

? il tratto di monte (Tu) risulti orientato sostanzialmente in orizzontale, ? il flusso di fluido (F), dopo aver attraversato il tratto di monte (Tu), attraversi il tratto di valle (Td) dal basso verso l?alto con verso sostanzialmente opposto rispetto al verso della forza di gravit? terrestre G.

3. Metodo secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la posizione (P) di installazione del sensore (S) ? tale che detto sensore (S) risulti attraversato da un prolungamento ideale (PP) della parete (Pd) del tratto di valle (Td) che ? pi? vicina alla faccia chiusa (C).

4. Metodo secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la posizione (P) di installazione del sensore (S) ? definita in modo che l?asse (As) passante per il centro della testa (T) del sensore (S) risulti parallelo rispetto all?asse centrale longitudinale (Ad) del tratto di valle (Td) e, al contempo, ? tale che il sensore (S) risulti attraversato da un prolungamento ideale (PP) della parete (Pd) del tratto di valle (Td) che ? pi? vicina alla faccia chiusa (C), detto prolungamento ideale (PP) giace sullo stesso piano definito dall?asse centrale longitudinale (AU) del tratto di monte (Tu) e dall?asse centrale longitudinale (Ad) del tratto di valle (Td).

5. Metodo secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che si utilizza un unico sensore (S) che ? installato in detta posizione (P).

6. Metodo secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il raccordo T-blind ? configurato in modo che la distanza (Tc) tra l?asse centrale longitudinale (Ad) del tratto di valle (Td) e la faccia chiusa (C) del tratto di monte (Tu) sia corrispondente almeno ad un quarto del diametro (ID1) del tratto di monte (Tu) pi? met? del diametro (ID2) del tratto di valle (Td).

7. Metodo secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta posizione di installazione (P) del sensore (S) ? tale che l?asse (As) passante per il centro della testa (T) del sensore (S) si trovi ad una distanza (Sc) dalla faccia chiusa (C) del tratto di monte (Tu) che ? sostanzialmente pari o maggiore ad un quarto del diametro (ID1) del tratto di monte (Tu), ma comunque inferiore alla distanza (Tc) tra l?asse centrale longitudinale (Ad) del tratto di valle (Td) e la faccia chiusa (C) del tratto di monte (Tu).

8. Metodo secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto sensore (S) ? un sensore elettromagnetico oppure ottico. 9. Metodo secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che si utilizza altres?:

? un sensore di riferimento che non ? a contatto con il fluido (F), e/o ? un ulteriore sensore (S2) che ? montato sulla faccia chiusa (C) del tratto di monte (Tu).

10. Apparato per l?analisi di un fluido multifase (F), in particolare per la misura di una o pi? propriet? di un fluido multifase (F), detto apparato comprende:

? un raccordo di tipologia ?T-blind? comprendente un tratto di condotto di monte (Tu) che ? chiuso ad un?estremit? da una faccia (C) e che ? fluidicamente collegato con un tratto di condotto di valle (Td) attraverso un?apertura di passaggio (B) che ? ricavata su una parete laterale del tratto di monte (Tu) e che ? distanziata rispetto alla faccia chiusa (C) del tratto di monte (Tu), ed in cui il tratto di valle (Td) si sviluppa longitudinalmente lungo una direzione (Dd) che ? angolata, preferibilmente ? perpendicolare, rispetto alla direzione di sviluppo longitudinale (Du) del tratto di monte (Tu), ? almeno un sensore (S) che ? configurato per rilevare in corrispondenza del sensore stesso una o pi? grandezze rappresentative delle propriet? di detto fluido, preferibilmente della fase liquida di detto fluido,

e caratterizzato dal fatto che detto almeno un sensore (S) ? installato sulla parete laterale del tratto di monte (Tu) che ? al di sotto dell?asse centrale longitudinale (Au) del tratto di monte (Tu) ed in una posizione (P) che:

? ? disallineata rispetto all?asse centrale longitudinale (Ad) del tratto di valle (Td), e

? si trova tra l?asse centrale longitudinale (Ad) del tratto di valle (Td) e la faccia chiusa (C) del tratto di monte (Tu).