NO329758B1 - Flerfase stromningsmaler - Google Patents

Abstract

Måleinnretning 100 og system for å måle fysiske egenskaper til individuelle faser i en flerfasestrømning som strømmer gjennom et rør 110, hvor måleinnretningen 100 omfatter en måleseksjon 120 med minst to separate og angstrakte kamre 130 som utgjøres av minst en langsgående barriere 140, og hvor minst ett av kamrene 130 omfatter midler for å måle de fysiske egenskapene til flerfasestrømningen som strømmer igjennom kamrene 130, og hvor rørets 110 indre diameter er mindre på lokasjonen hvor måleseksjonen 120 er plassert, ved at det der er en innsnevring 220 i den indre rørveggen til røret 110.

Description

Introduksjon

Den foreliggende oppfinnelsen omhandler en måleinnretning og system for å måle fysiske egenskaper til individuelle faser i en flerfasestrømning. Nærmere bestemt omhandler oppfinnelsen konstruksjonsmessige detaljer ved en slik måleinnretning som gjør den spesielt godt egnet for måling av strømningsrater for opptil tre forskjellige fluider i blanding, og hvor disse mediene strømmer useparert gjennom et rør hvor måleinnretningen er integrert.

Tidligere kjent teknikk

Ulike innretninger for å måle egenskaper til flerfasestrømninger er velkjent. Det har tidligere blitt fokusert mye på måling av flerfasestrømninger bestående av olje, vann og gass. Det finnes derfor mange ulike løsninger for flerfasemålere som er optimalisert for å måle på disse mediene, og hvor disse har sine fordeler og ulemper.

Den foreliggende oppfinnelsen omhandler en måleinnretning som når den er operativ utgjør en integrert del av et rør som en flerfasestrømning strømmer igjennom. For å kunne utføre distinkte målinger på de ulike fasene bør mediene i hver fase isolert sett ha ulike fysiske egenskaper som skiller dem fra hverandre i en flerfaseblanding, eksempelvis massetetthet og ledningsevne, slik at disse egenskapene kan brukes til å skille og karakterisere fluidene. Måleinnretningen kan eksempelvis brukes til mengdemåling av olje, vann og gass som strømmer fra olje-eller gassproduserende brønner, men anvendelsen er ikke begrenset til dette.

WO-2006/083170 beskriver et strømningsmåleinnretning for måling av væskestrømning bestående av flere faser. Her beskrives et sentralt legeme i røret som er festet med en finne. Denne utgjør jordingselektroden ved kapasitive målinger.

WO-99/67566 beskriver et seksjonert rør for å redusere hastighetsforskjeller mellom de forskjellige fasene ved transport av en flerfasestrøm.

DE-19632 529 beskriver bruk av sylindriske elektroder for måle kapasitansen til en væskestrøm.

US-5305638 beskriver en strømningsmåler med en splitter med finner for å dele opp strømningen.

US-6,655,221 beskriver en flerfasestrømningsmåler som har et sentralt plassert legeme i et rør som en flerfasestrømning strømmer igjennom. Legemet skaper trykkforandringer i strømningen som måles og kombineres med målinger av elektriske karakteristikker for å utlede massestrømningsrater til de ulike fasene. Legemet er plassert koaksialt i røret. Videre er elektroder, i én av løsningene beskrevet i fig. 2, forbundet til det sentralt plasserte legemet samt på innsiden av røret der legemet befinner seg, slik at det blir par med elektroder, men med en ytre, felles motelektrode.

En koaksial løsning har mange måletekniske fortrinn fremfor en løsning der elektrodene er plassert i ytterveggene på et rør, slik som vist i fig. 5 i US-6,655,221. I en koaksial struktur blir avstanden mellom elektrode og motelektrode liten og følgelig kan elektrodenes tverrsnittsareal gjøres lite uten at det går på bekostning av systemets følsomhet. En koaksial struktur har derfor fordeler når det gjelder å lage målesensoren kompakt.

I figur 2 i US-6,655,221 er det vist et sett av flere ringelektroder som benyttes til hastighetsmåling av strømningen. For å kunne lage sensoren liten vil en ønske å sette ringene så nær hverandre som mulig. Dette vil imidlertid øke sensorens følsomhet for ikke-radielle hastighetskomponenter. Slike ikke-radielle, eller spiralformede bevegelser i strømningen, vil oppstå i en flerfasestrømning som ikke er homogen. Dette kan eksempelvis oppstå dersom det befinner seg en overvekt av væske i en del av tverrsnittet, mens det er hovedsaklig gass i en annen del av det samme tverrsnittet, slik som vist i fig. 5a og 5b. Når denne blandingen kommer inn i en innsnevring vil både væske og gass akselerere og væskefasen vil blande seg med gassfasen for å opprettholde trykkforholdene inne i innsnevringen. Væske vil da ta baner B og C tilnærmet på tvers av strømningsretningen. Slike ikke-aksielle hastighetskomponenter i strømningen vil medføre økt usikkerhet i det totale hastighetsestimatet for strømningen.

I den foreliggende oppfinnelsen er det innført minst én langsgående vegg mellom det sentrale legemet og innerveggen til røret. Denne veggen vil bidra til ensretting av en flerfasestrømning, og hindrer at signifikante strømningskomponenter på tvers av strømningsretningen kan oppstå. Samtidig er rørets indre diameter mindre på lokasjonen hvor en måleseksjon er plassert, ved at det der er en innsnevring i den indre rørveggen til røret.

Denne konstruksjonen gjør at usikkerheten i hastighetsmålingen avtar, samt at man kan legge par med elektroder som benyttes til hastighetsmåling tettere sammen. Man oppnår derfor en gunstig effekt ved at måleren kan lages fysisk liten samtidig som den blir mer uavhengig av strømningens komposisjon.

I figur 2 i US-6,655,221 vises en konstruksjon der man eksplisitt beskriver motelektroden som fysisk stor i forhold til elektrodene som er plassert på det sentrale legemet. En slik utforming vil bidra til at sensoren blir relativt ufølsom for lokale variasjoner nær den store motelektroden. I den foreliggende oppfinnelsen har hver elektrode en motelektrode med samme aksielle utstrekning som elektroden. 1 en slik utforming vil sensoren ha like stor romlig oppløsning ved overflaten av motelektroden som på elektroden selv. Dette vil i sin tur bidra til skarpere deteksjon av strømningen som også er en faktor ved den foreliggende oppfinnelsen som vil bidra til bedre hastighetsestimat.

Ved å utforme måleinnretningen for å måle egenskaper ved en flerfasestrømning i henhold til den foreliggende oppfinnelsen, vil en derfor oppnå en gunstig virkning og et bedre måleresultat.

Kort beskrivelse av oppfinnelsen

Den foreliggende oppfinnelsen omhandler en måleinnretning for å måle fysiske egenskaper til individuelle faser i en flerfasestrømning som strømmer gjennom et rør med konstant diameter oppstrøms og nedstrøms for måleinnretningen, og hvor måleinnretningen omfatter en måleseksjon med minst to separate og langstrakte kamre som utgjøres av minst én langsgående barriere, og hvor minst ett av kamrene omfatter midler for å måle de fysiske egenskapene til flerfasestrømningen som strømmer igjennom kamrene, og hvor måleinnretningen er kjennetegnet ved at rørets indre diameter er mindre på lokasjonen hvor måleseksjonen er plassert, ved at det der er en innsnevring i den indre rørveggen til røret.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen er definert i det tilhørende kravsettet.

Med kjennskap til oppfinnelsen slik denne er beskrevet i fremstillingen og definert i kravsettet vil fagfolk på området innse at det vil finnes andre utførelser og modifikasjoner innenfor omfanget av oppfinnelsen slik dette er definert i det vedlagte kravsettet.

Detaljert beskrivelse

Den foreliggende oppfinnelsen omhandler som nevnt en måleinnretning for bruk i et system for å måle fysiske egenskaper til individuelle faser i en flerfasestrømning som strømmer gjennom et rør. I det følgende vil måleinnretningen bli beskrevet i detalj med henvisning til figurene hvor: Figur la viser sidesnitt av en måleinnretning; Figur 1 b viser tverrsnitt av en måleinnretning i fig. 1 a; Figur 2a viser sidesnitt av en spesifikk utførelse av måleinnretningen; Figur 2b viser tverrsnitt måleinnretning i fig. 2a; Figur 3a viser sidesnitt av måleinnretningen i henhold til oppfinnelsen med en innsnevring i den indre rørveggen til røret; Figur 3b viser tverrsnitt av måleinnretningen vist i 3a; Figur 4a viser sidesnitt av måleinnretningen med en innsnevring i den indre rørveggen til røret samt et langsgående legeme i senter, og som strekker seg langs barrieren; Figur 4b viser tverrsnitt av måleinnretningen vist i 4a; Figur 5a viser hvordan ulike faser av fluid kan fordele seg i måleinnretningen, og

Figur 5b viser et tverrsnitt av det som er vist i fig. 5a.

Figur la viser et sidesnitt av måleinnretningen 100. Når måleinnretningen er operativt installert vil den stå i forbindelse med rør 110 oppstrøms og nedstrøms for måleinnretningen 100. Disse rørene 110 har en konstant indre diameter som kan være lik eller forskjellig oppstrøms og nedstrøms for selve måleinnretningen 100. Ulike indre diametre på forbundne rør 110 vil ikke påvirke egenskapene eller omfanget til de karakteristiske trekkene ved oppfinnelsen.

Måleinnretningen 100 kan ved hjelp av forhåndsdefinert type tilkoblinger være forbundet til rør 110 som transporterer flerfasestrømningen. 1 et slikt oppsett vil rør 110 som forbindes med måleinnretningen 100 oppstrøms og nedstrøms for denne ha samme indre rørdiameter, og fortrinnsvis samme ytre rørdiameter som rørene som står i forbindelse med måleinnretningen 100. Figuren viser videre en langsgående barriere 140 som deler det indre volumet av røret 110 i to. Det er også vist elektroder 160 festet på barrieren 140. Dette vil forklares nærmere under med henvisning til fig. lb.

Figur lb viser et tverrsnitt av måleinnretningen i henhold til oppfinnelsen

omfattende en sammensetning av flere deler. Delene er montert eller innført i et rør 110. Røret 110 konstrueres fortrinnsvis av et materiale som tilsvarer det rørsystemet som måleinnretningen 100 skal monteres inn i. Dette vil typisk være stål av en type og kvalitet som er definert av eieren av rørsystemet.

Måleinnretningen 100 er kjennetegnet ved at den omfatter en måleseksjon 120 med minst to separate og langstrakte kamre 130 som utgjøres av minst én langsgående barriere 140, og hvor minst ett av kamrene 130 omfatter midler for å muliggjøre måling av de fysiske egenskapene til flerfasestrømningen som strømmer igjennom kamrene 130.

En barriere 140 er fortrinnsvis montert symmetrisk, slik at kamrene 130 blir like store. Over tid vil dermed like store mengder av flerfasestrømningens fluider strømme gjennom hvert kammer 130, under forutsetning av at måleinnretningen 100 er montert slik at fluidene, for eksempel væske og gass, i gjennomsnitt vil fordele seg jevnt. Et eksempel på dette er hvis innretningen plasseres nedstrøms for en albue, der en tenker seg at væsken legger seg mot en del av rørtverrsnittet etter albuen. Da må barrieren 140 posisjoneres lik at den deler væskeandelen, og følgelig gassandelen, i to like store deler.

Selv om fig. lb viser et tverrsnitt av en måleinnretning med én rett barriere og like store kamre 130, skal ikke oppfinnelsen ansees å være avgrenset til en slik utførelse. Det kan for eksempel tenkes at barrieren har en Y-fasong, og at det dermed dannes tre kamre 130 av barrierer 140 som ikke er rette, men som står i en vinkel i forhold til hverandre, og hvor kamrene ikke nødvendigvis er like store. Barrierens 140 endevegger i strømningsretningen kan være spiss eller avrundet, og tykkelsen kan varieres og tilpasses det røret 110 den skal plasseres i.

De nevnte midlene for å måle de fysiske egenskapene til flerfasestrømningen omfatter trykksensorer 150 for å måle trykkforandringer mellom ulike lokasjoner med forskjellig tverrsnitt i måleinnretningen 100. Dette er fortrinnsvis par med trykkmålere for å måle differensialtrykk. En trykksensor kan plasseres i ett eller flere av de nevnte langstrakte kamrene 130, mens en eller flere tilsvarende trykksensorer kan plasseres på en lokasjon før eller etter kamrene 130. Trykkforandringer og/eller differensialtrykk vil dermed kunne måles mellom par av trykksensorer. Differensialtrykket kan også måles med andre innretninger som er egnet til å måle trykkforskjeller.

Minst ett kammer 130 i måleseksjonen 120 utstyres med minst ett sett med elektroder 160, 170 for å kunne måle elektriske størrelser, og derved elektriske egenskaper ved flerfasestrømningen som omfatter ulike fluider som strømmer gjennom kammeret 130. Minst én indre elektrode 160 er anbrakt i forbindelse den langsgående barrieren 140, og den er elektrisk isolert fra barrieren 140 ved hjelp av et elektrisk isolerende materiale som har gode mekaniske, termiske og kjemiske egenskaper med hensyn på å motstå store påkjenninger. Videre er minst én ytre motelektrode 170 innbakt i den indre veggen til røret 110 og elektrisk isolert fra denne veggen. Den indre elektroden 160 er videre koblet til en elektronikkenhet 178 ved hjelp av en elektrisk ledning 165 som føres via en kanal gjennom den eller de indre barrieren(e) 140 som den indre elektroden 160 er festet til, altså en av barrierene 140 mellom kamrene 130, og deretter ut av røret til en elektronikkenhet 178 som befinner seg på utsiden av måleinnretningen 100. Den ytre motelektroden 170 er tilsvarende forbundet til elektronikkenheten 178 via en annen elektrisk ledning 175 som er ført gjennom den ytre rørveggen. Tilsvarende er de nevnte trykksensorene 150 forbundet til elektronikkenheten 178 via ledninger 155, 158.

Barrieren 140 vil bidra til å gjøre konstruksjon til måleseksjonen 120 robust, og vil også med fordel kunne benyttes til å føre elektriske ledninger, fra nevnte elektroder 160, 170, og fra eventuelt andre midler for å måle de fysiske egenskapene til flerfasestrømningen, ut av innretningen.

De nevnte elektrodene 160, 170 brukes for å måle kapasitansen og/eller konduktansen mellom disse. Utformingen av en indre elektrode 160 og en ytre motelektrode 170 kan med fordel være mest mulig tilnærmet en parallell-plate-kondensator. Selv om flatene inni røret er krumme, kan elektrodene 160, 170 i lengde, bredde og form med fordel være utformet slik at en får en tilnærmet parallell-plate form. Dette er en enkel geometri som gjør at kapasitansen relativt enkelt kan beregnes matematisk. Videre vil det være optimalt om avstanden mellom platene, i tillegg til å være konstant, også er så liten som mulig. På den måten oppnår man maksimal følsomhet, samtidig som eventuelle frynsefelteffekter langs kantene blir minimale. Som nevnt ovenfor ønsker en ikke at avstanden mellom elektrodene, og dermed mellom den indre barrieren 140 og rørveggen blir for liten siden friksjonstapet da kan bli høyere enn ønsket. En bør derfor søke et optimalt kompromiss mellom disse kryssende behovene.

Figur 2a viser sidesnitt av en spesifikk utførelse av måleinnretningen 100 i henhold til oppfinnelsen. Det fremgår her at den langsgående barrieren 140 omfatter et langsgående legeme 180 som strekker seg langs barrieren 140 og som er plassert aksialt på denne, og hvor legemet 180 har en innløpsdel 190, en midtre del 200, samt en utløpsdel 210, og hvor nevnte legeme 180 har en diameter som er mindre en rørets 110 indre diameter slik at flerfasestrømningen kan strømme fritt forbi legemet 180 på hver side av langsgående barriere(r) 140, og hvor indre elektrode(r) 160 i denne utførelsen er anbrakt på den midtre delen 200 av det strømlinjeformede legemet 180. 1 en utførelse har innløpsdelen 190 og utløpsdelen 210 til det langsgående legemet 180 et økende tverrsnitt i retning mot legemets 180 midtre del 200, og samme tverrsnitt og form som legemets 180 midtre del 200 der innløpsdelen 190 og utløpsdelen 210 møter den midtre delen 200.

Utformingen den midtre delen 200 av legemet 180 vil fortrinnsvis være sylindrisk. 1 en utførelse er legemets 180 langsgående utstrekning lengre enn barrieren 140 slik at innløpsdelen 190 og/eller utløpsdelen 210 har en utstrekning som er utenfor barrierens 140 lengde.

I en annen utførelse er legemets 180 langsgående utstrekning er like lang som barrieren 140, og i nok en utførelse er legemets 180 langsgående utstrekning kortere enn barrieren 140 slik at innløpsdelen 190 og/eller utløpsdelen 210 har en utstrekning som er innenfor barrierens 140 lengde.

I en tredje utførelse er legemets 180 langsgående utstrekning like lang som barrieren 140.

Det nevnte legemet 180 skaper i tillegg til barrieren 140 en ytterligere innsnevring i røret 110 som fører til ytterligere økning av hastigheten til det strømmende mediet, med et markert fall i trykket mellom en posisjon oppstrøms eller nedstrøms legemet 180 og en posisjon ved legemet 180 som resultat. Den ytre diameteren til legemet 180 kan beregnes slik at forholdet mellom tverrsnittsarealet i det rommet 130 som dannes mellom utsiden av legemet og innsiden av den delen av røret 110 legemet 180 er montert inn i, dividert med arealet til røret 110 i en posisjon 215 utenom legemets 180 posisjon, ligger innenfor det areal forholdet som vanligvis gjelder for standard trykkfallsbaserte måleinstrumenter. Dette kan føre til at distansen mellom legemet og rørveggen kan bli svært liten, slik at friksjonen som skapes ved at fluidene beveger seg mellom flatene i åpningen blir svært stor. For å øke denne distansen, kan en i posisjonen ved legemet 180 gjøre den indre diameteren til røret 110 mindre enn i resten av rørets 110 lengde. Dermed kan også diameteren til legemet 180 gjøres mindre. Den nevnte innsnevringen er nærmere forklart under med henvisning til fig. 3.

Det langsgående legeme 180 er videre utstyrt med ytterligere minst en elektrode, som har samme utforming og som er montert inn på samme måte som den første. Disse indre elektrodene har hver sin motelektrode som er innbakt i den delen på den indre rørveggen til røret 110 som ligger utenfor legemet 180. Disse elektrodene er elektrisk isolert fra den øvrige konstruksjonen på tilsvarende måte som elektrodene på barrieren 140 eller på legemet 180, med et elektrisk isolerende materiale. Elektriske ledninger 175 føres videre fra disse elektrodene, gjennom veggen til den ytre delen av røret 110, og ut til elektronikkenheten 178 på utsiden. Ved å bruke to eller flere par med elektroder vil en kunne utføre hastighetsmålinger av strømningen.

Figur 2b viser tverrsnitt av en spesifikk utførelse av måleinnretningen 100. Her vises det hvordan den indre elektroden 160 kun dekker en del av tverrsnittssirkelen, til det langsgående legemet 180, grunnet barrieren 140. Det kan argumenteres for at elektrodene 160, 170 burde dekke hele tverrsnittssirkelen til det langsgående

legemet 180, altså at den indre elektroden 160 ligger som et bånd rundt det sentrale legemet 180, mens den ytre motelektroden 170 ligger som et tilsvarende bånd rundt sirkelen dannet av rørets 110 indre tverrsnitt. Imidlertid har en slik løsning en ulempe ved at volumet mellom elektrodene 160, 170 som de ulike fasene med fluid strømmer mellom blir vesentlig større, og at sannsynligheten for at fluidene i de enkelte delvolum er forskjellige vil øke. Resultatet av dette er at den målte kapasitansen og/eller konduktansen blir mindre representativ for det en ønsker å måle. En ser dermed fra det som er beskrevet over at tilstedeværelsen av barrieren 140 dermed er fordelaktig av flere nevnte grunner.

Figurene 3a og 3b viser plassering av en innsnevring 220 i den indre rørveggen til røret. Dette er den foretrukne utførelsen i henhold til den foreliggende oppfinnelsen. Med en slik innsnevring 220 er rørets 110 indre diameter mindre på lokasjonen hvor måleseksjonen 120 er plassert.

En innsnevring 220 er spesielt gunstig for å øke trykkforskjellen mellom en posisjon utenfor 215 måleseksjonen 120, og en posisjon i ett av kamrene 130. Dette vil være spesielt relevant dersom det tidligere nevnte sentrale legemet 180 har lite tverrsnitt, eller at legemet 180 er fraværende og indre elektroder 160 er plassert direkte på barrieren 140 mellom kamrene 130, slik som vist i figur 3b.

Innsnevringen 220 i den indre rørveggen til røret 110 kan være slik utformet at røret 110 har konstant mindre diameter ved lokasjonen til måleseksjonen 120, og gradvis økende diameter opp til rørets 110 opprinnelige diameter utenfor lokasjonen til måleseksjonen 120, slik som det fremgår fra fig. 3a. Figurene 4a og 4b viser måleinnretningen med en innsnevring 220 i den indre rørveggen til røret 110 samt et langsgående legeme 180 i senter, og som strekker seg langs barrieren 140.1 et slikt oppsett trenger ikke innsnevringen 220 å være like stor som det tilfellet hvor det sentrale legemet 180 er fraværende. Dette er fordi tilstedeværelsen av det sentrale legemet 180 vil bidra til ytterligere trykkforskjeller på lokasjoner med forskjellig tverrsnitt i måleinnretningen 100, dvs. i og utenfor måleseksjonen 120. Ytterligere viste trekk i figurene 4a og 4b tilsvarer de som er beskrevet i forbindelse med fig. lb over. Figurene 5a og 5b er ment å illustrere hvordan ulike faser av fluid kan fordele seg i måleinnretningen 100.

Som tidligere nevnt oppnår man en viktig fordel ved å inndele måleseksjonen 120 i atskilte kamre 130. Man kan på denne måten hindre at spiralformet strømning oppstår inne i den innsnevringen som dannes ved posisjonen ved barrieren 140 på grunn av lokale trykkvariasjoner i denne innsnevringen. Uten denne barrieren kan dette eksempelvis oppstå dersom det befinner seg en overvekt av væske D i en del av tverrsnittet, mens det er hovedsaklig gass E i en annen del av det samme tverrsnittet, slik som illustrert i fig. 5a og 5b. Når denne blandingen kommer inn i en innsnevring vil både væske D og gass E akselerere, og væskefasen vil blande seg med gassfasen for å opprettholde trykkforholdene inne i innsnevringen. Væske D vil da ta baner B og C tilnærmet på tvers av strømningsretningen. Slike ikke-aksielle hastighetskomponenter i strømningen vil medføre økt usikkerhet i det totale hastighetsestimatet for strømningen.

En annen viktig fordel vil være å bryte ned en eventuell spiralformet strømning, også kalt "swirl-flow", som allerede finnes i strømningen før den entrer posisjonen målingene foregår, slik at alle hastighetskomponenter i strømningen går i rett linje A aksialt, for derved å kunne måle en mer uniform hastighet gjennom kammeret, hel og uavbrutt.

Den foreliggende oppfinnelsen omfatter også et system for å måle og presentere fysiske egenskaper til individuelle faser i en flerfasestrømning som strømmer gjennom et rør 110. Et slikt system omfatter den oppfinneriske måleinnretningen 100 beskrevet over, og som omfatter en måleseksjon 120 med minst to separate og langstrakte kamre 130 som utgjøres av minst én langsgående barriere 140. Videre omfatter måleinnretningen 100 midler i minst ett av kamrene 130 for å muliggjøre måling av de fysiske egenskapene til flerfasestrømningen som strømmer igjennom kamrene 130. Slike midler omfatter trykksensorer 150 for å måle trykkforandringer på ulike lokasjoner med forskjellig tverrsnitt i måleinnretningen 100, og elektroder for å måle elektriske egenskaper til flerfasestrømningen, og hvor minst én indre elektrode 160 er anbrakt i forbindelse den langsgående barrieren 140 og elektrisk isolert fra denne barrieren 140, mens minst én ytre motelektrode 170 er innbakt i den indre veggen til røret 110 og elektrisk isolert fra denne veggen.

Systemet omfatter videre måletekniske midler 178 (måletekniske midler) forbundet til sensorer og elektroder for å innhente måledata fra flerfasestrømningen, samt presentasjonsmidler 179 for å presentere de ulike fysiske egenskapene til hver fase i flerfasestrømn ingen.

I en utførelse omfatter systemet videre et langsgående legeme 180 som strekker seg langs barrieren 140 og som er plassert aksialt på denne, og hvor legemet 180 har en innløpsdel 190, en midtre del 200, samt en utløpsdel 210, og hvor nevnte legeme 180 har en diameter som er mindre en rørets 110 indre diameter slik at flerfasestrømningen kan strømme fritt forbi legemet 180 på hver side av langsgående barriere(r) 140, og hvor nevnte indre elektrode(r) 160 er anbrakt på den midtre delen 200 av det strømlinjeformede legemet 180.

Det er i det foregående beskrevet et elektrodepar bestående av en indre elektrode 160 og en ytre motelektrode 170. En slik konstruksjon kan brukes til å måle den samlede kapasitans og konduktans som skyldes mediet, altså de opptil tre fluider i blanding. Dersom de dielektriske og elektriske egenskapene til de opptil tre fluidene er forskjellige, vil den samlede kapasitans- og konduktansmåling gi informasjon om blandingsforholdet. Dette vil si at en ved en kapasitiv/konduktiv måling kan etablere en ligning der fraksjonen av hver av de opptil tre bestanddelene i strømningen inngår. En annen slik ligning er at summen av fraksjonene til sammen utgjør 100% av rørtverrsnittet. En tredje ligning er den såkalte "venturi-ligningen", der også de tre fraksjonene inngår. For å benytte denne ligningen, må hver enkelt fases massetetthet være kjent. I tillegg må strømningens hastighet være kjent. Hastigheten bestemmes ved å krysskorrelere signalene fra minst to elektrodepar montert i lengderetningen. Den aksiale avstanden mellom elektrodeparene er kjent, og krysskorrelasjonsfunksjonen gir tidsforsinkelsen mellom elektrodeparene. Fra disse størrelsene bestemmes hastigheten enkelt.

På bakgrunn av de karakteristiske egenskapene til den oppfinneriske måleinnretningen 100 som omfatter gunstige konstruksjonsspesifikke detaljer der hvor målingene foretas, samt systemet hvor denne måleinnretningen 100 brukes, forstås det at man ved hjelp av beskrevne og kjente beregningsmetoder på mottatte måledata vil frembringe en forbedret karakterisering av de fysiske egenskapene til de individuelle fasene i en flerfasestrømning.

Claims (5)

1. Måleinnretning (100) for å måle fysiske egenskaper til individuelle faser i en flerfasestrømning som strømmer gjennom et rør (110), hvor måleinnretningen (100) omfatter en måleseksjon (120) med minst to separate og langstrakte kamre (130) som utgjøres av minst én langsgående barriere (140), og hvor minst ett av kamrene (130) omfatter midler for å muliggjøre måling av de fysiske egenskapene til flerfasestrømningen som strømmer igjennom kamrene (130), og hvor måleinnretningen (100) erkarakterisert vedat rørets (110) indre diameter er mindre på lokasjonen hvor måleseksjonen (120) er plassert, ved at det der er en innsnevring (220) i den indre rørveggen til røret (110).

2. Måleinnretning (100) i henhold til krav 1, hvor midlene for å måle de fysiske egenskapene til flerfasestrømningen omfatter trykksensorer (150) for å måle trykkforandringer på ulike lokasjoner med forskjellig tverrsnitt i måleinnretningen (100), og elektroder for å måle elektriske egenskaper til flerfasestrømningen, og hvor minst én indre elektrode (160) er anbrakt i forbindelse den langsgående barrieren (140) og elektrisk isolert fra denne barrieren (140), mens minst én ytre motelektrode (170) er innbakt i den indre veggen til røret (110) og elektrisk isolert fra denne veggen.

3. Måleinnretning (100) i henhold til krav 1,karakterisert vedat midlene for å muliggjøre måling av de fysiske egenskapene til flerfasestrømningen er tilknyttet måletekniske midler (178) for å innhente måledata fra flerfasestrømningen, og presentasjonsmidler (179) for å presentere de ulike fysiske egenskapene til hver fase i flerfasestrømningen.

4. Måleinnretning (100) i henhold til krav 1 og 2, hvor den langsgående barrieren (140) omfatter et langsgående legeme (180) som strekker seg langs barrieren (140) og som er plassert aksialt på denne, og hvor legemet (180) har en innløpsdel (190), en midtre del (200), samt en utløpsdel (210), og hvor nevnte legeme (180) har en diameter som er mindre en rørets (110) indre diameter slik at flerfasestrømningen kan strømme fritt forbi legemet (180) på hver side av langsgående barriere(r) (140), og hvor nevnte indre elektrode(r) (160) er anbrakt på den midtre delen (200) av det strømlinjeformede legemet (180).

5. Måleinnretning (100) i henhold til krav 1, hvor den nevnte innsnevringen (220) i den indre rørveggen til røret (110) er slik at røret (110) har konstant mindre diameter ved lokasjonen til måleseksjonen (120), og gradvis økende diameter opp til rørets (110) opprinnelige diameter utenfor lokasjonen til måleseksjonen (120).