NO20111062L - Apparat for maling av stromningsmengden i et ror - Google Patents

Abstract

Et strømningsmålerapparat (50) for å måle fluidstrømningsmengden i et rør, som omfatter et rør som har en første utboringsdel med en første diameter; en første venturi-halsdel (52) koplet til den første diameterdel med en første overgangsdel, hvor den første venturi-halsdel (52) har mindre diameter enn den første diameterdel. En annen venturi-halsdel (56) er koplet til den første venturi-halsseksjon (52) ved en annen overgangsdel (54), hvor den andre venturi-halsdel (56) har mindre diameter enn den første venturi-halsdel (52). En tredje overgangsdel (58) kopler den andre venturi-halsdel (56) til en annen utboringsdel med større diameter. En første trykkmålestasjon (P;) er plassert i utboringen med den første diameter, en andre trykkmålestasjon (P2) er plassert motsatt den første venturihalsdel, og en tredje trykkmålestasjon (P3)er plas- sert motsatt den andre venturihalsdel. Trykkmålestasjonene brukes til å frembringe i det minste to trykkdiffe- rensialverdier til å bestemme strømningsmengden av fluidet som strømmer gjennom strømningsmåleren, og for å bestemme tykkelsen av skall som er avleiret i rørutboringen.

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår apparater for overvåking av strømning av fluidum i rør. Spesielt angår oppfinnelsen strømnings-overvåkingsapparater i hvilke det ikke er noen bevegelige deler, og som er basert på venturi-prinsippet. Oppfinnelsen angår også overvåking av strømningsmengden av hydrokarbonprodukter gjennom rørledningen nede i borehullet, som bærer produkter fra et underjordisk hydrokarbon-reservoar, og gjelder også brønner av injeksjonstypen. I tillegg angår oppfinnelsen måling av skalltykkelser nede i borehullet. Man vil forstå at hydrokarbonprodukter kan være i en enkelfasestrømning eller flerfasestrømning, og kan være en olje/vann/gass-blanding eller en våt eller tørr gassblanding.

Søkerens egen samtidige britiske patentsøknad nr. 9600699.4 beskriver et ringrom-strømningsmålingsapparat og fremgangsmåte som er oppnådd ved å plassere en strøm-ningsbegrenserinnsats i hullet eller et rør med en strømningsbegrenser innsatt som er anordnet slik at den skaper en ringrom-strømningsbane rundt innsatsen. I en foretrukken utførelse, har strømningsbegrenserinnsatsen en ledende oppstrømsende som er plassert mellom første og andre trykkovervåkingsstasjoner, slik at trykk som blir målt ved disse stasjoner kan brukes til å beregne strømningsmengden i henhold til kjent etablert metodologi. Strømningsbegrenser-innsatsen er sentralt og aksielt plassert i hullet, og ringrom-strømningsmengder blir skapt mellom strømningsbegrenserinnsatsen og borehullveggen, og eliminerer dermed behovet for pakninger. Ved denne anordning kan strømnmgsbegrenserinnsatsen være permanent eller gjenvinnbar med vaierlinje. I tillegg, ved denne anordning er det beskrevet i en utførelse at den sentrale strømningsbegrenserinnsats kan modifiseres til å bære trykkmålere slik at hele strømovervåkingsverktøyet kunne være uthentbart med en vaierlinje og med den sentrale del inneholdende passende elektroniske og minne-målere.

Et vanlig problem i oljefeltproduksjonsoperasjoner er deponeringen i borehullet av faste skall. Slike skall omfatter for eksempel kalsiumkarbonat og kalsiumsulfat. Under egnede forhold, vil disse skall feste seg på produksjonsrørene og foringsrørstrengene utsatt for pro-duksjonsfluida. Disse avleiringer utviser betydelig styrke, og dekker ofte hele pro-duksjonsstrengen, og reduserer derved den indre diameter for strømning. Alle komponenter utsatt for fluidet, deriblant strømningsmåleren nede i borehullet, er utsatt for skalldannelse. I de fleste tilfeller, er nærvær av skalldannelse i borehullet ukjent, skjønt det kan mistenkes fra beregninger av skalldanningstendens. En eksakt kunnskap om skalltykkelse skal derfor ikke være kjent. Målte strømningsmengder er ekstremt følsomme for skallavleiring, idet de er proporsjonale med kvadratet av rørets diameter, og følgelig vil slik skalldannelse resultere i større strømningsmengdefeil. Eksisterende strømningsmåleapparater frembringer ingen indikasjon av skalltykkelse eller strømningsmengdefeil forårsaket av skallavleiring.

Et mål for den foreliggende oppfinnelse er å frembringe et forbedret apparat og fremgangsmåte for måling av strømningsmengder som forebygger eller reduserer i det minste en av ulempene forbundet med det nevnte apparat.

Et videre mål for den foreliggende oppfinnelse er å frembringe et forbedret apparat og en fremgangsmåte for måling av strømningsmengder som forbedrer strømningsmålerens nøyaktighet ved å beregne skalltykkelsen og ta i betraktning skalltykkelsen ved beregning av strømningsmengdemålinger.

Dette er oppnådd, i et aspekt ved oppfinnelsen, ved å anordne en strømbegrensningsinnsats i utboringen i et rør, hvor strønrnmgsbegrenserinnsatsen er anordnet slik at det skapes et ringrom-strømningsbane rundt innsatsen, og strømningsbegrenserinn-satsen har minst to i det vesentlige koaksiale deler av forskjellig diameter med tilstrekkelig trykkovervåkingsstasjoner anordnet for å tillate beregning av minst to trykkforskjeller. Dette kan implementeres ved å anordne minst tre målere for absolutt trykk som kan plasseres på tre passende steder i utboringen av en bærer, eller ved å bruke to differensialsensorer forbundet med overvåkingsstasjonene for å beregne trykkforskjellene fra de tre utboringer. De tre tryldcovervåkingsutboringer og de to differensialtrykksensorer kan plasseres inne i strøm-ningsbegrenserinnsatsen, med trykksensorene plassert i respektive koaksiale deler.

Når tre trykksensorer er brukt, kan en tredje trykkforskjell beregnes, skjønt dette er ikke nødvendig i beregningen. Overflødighet kan også oppnås ved å anordne mer enn to differensialtrykksensorer. Ved bruk av standard fluidmekanikk-analyse, er en matematisk modell utredet, som beregner brutto strømningsmengde fra tre trykkmålinger (ikke-differensial) i et skallmiljø. En verdi av skalltykkelse er et biprodukt av beregningen, og dette brukes som basis for en skallindikator nede i borehullet.

I fravær av skallavleiring, eller skalltykkelsen er kjent og antas å være konstant, vil den ovennevnte konstruksjon frembringe strømningsmengde-oppbakking i tilfelle målerfeil. Skjønt skalltykkelsen ikke er generelt kjent, er tykkelsen tilgjengelig fra dette verktøy før målerfeil, og kan så brukes etter feilen for å generere mer nødvendige strømningsmengder. Som en tilnærming er det mulig å ekstrapolere fremtidige avleiringsoppførsel basert på data oppsamlet før feilen.

En løsning for det nevnte problem er også oppnådd ifølge et annet aspekt ved oppfinnelsen, hvor et antall venturi-strømningsmålere er brukt til å beregne skallavleiring. I dette tilfelle, har de flere venturi-strørnningsmålere et første hals-innsnevringsområde med en første diameter, som fører til en annen koaksial halsinnsnevring med en annen mindre diameter enn den første diameter. To trykkmålingsstasjoner er plassert i hovedutboringen, og de tre omrader motsatt de første og andre diametere og en tredje måler er også plassert i strøm-ningsmåleren, enten i et konvergerende område eller i et tredje koaksialt område, og frembringer således tre målinger for absolutt trykk (som kan brukes til å beregne trykkforskjeller, eller to differensialtrykkmålinger, ved å kople to differensialtrykksensorer til de tre stasjoner. Med denne anordning, og fra differensialtrykkene, er det mulig ikke bare å beregne strøm-ningsmengden, men å ta i betraktning skalltykkelsen ved bruk av samme matematiske modell som beskrevet ovenfor.

Ifølge et første aspekt ved den foreliggende oppfinnelse, er det frembrakt en fremgangsmåte for å overvåke mengden av fluidumstrøm gjennom et rør, hvor fremgangsmåten omfatter de følgende trinn: å anordne første, andre og tredje trykkovervåkingsstasjoner aksielt atskilt langs det nevnte rør, hvor de nevnte første, andre og tredje trykkovervåkingsstasjoner tillater måling av trykk på disse steder, ved plassering inne i rørets utboring en fluidumstrømningsbegrenserinn-sats, hvor fluidumstrørnningsbegrenserinnsatsen har en første i hovedsak sylindrisk seksjon og en annen i hovedsak sylindrisk seksjon, hvor de første og andre sylindriske seksjoner er tilpasset til å plasseres i utboringene slik at seksjonene er parallelle, og den første seksjon er plassert ved den første diameter, og den andre seksjon er plassert ved en annen borediameter hvor den ledende ende av strømningsbegrenserinnsatsen er plassert mellom den første og andre trykkovervåkingsstasjon, og når innsatsen er på dette sted, er den første sylindriske seksjon plassert i hovedsak motsatt den andre trykksensor og den andre sylindriske seksjon er plassert i hovedsak motsatt den tredje trykkovervåkingsstasjon, og skaper en ringromsstrøm-ning ved strønmingsbegrenserinnsatsen i nærheten av de andre og tredje trykkovervåkingsstasjoner for å frembringe en venturieffekt, og måling av trykkene ved de nevnte første, andre og tredje trykkovervåkingsstasjoner for å utlede minst to trykkforskjeller for bruk til å bestemme strømningsmengden av det nevnte fluidum og for å bestemme tykkelsen av skall som er avleiret i det indre av bærer-utboringen.

Ifølge et annet aspekt ved den foreliggende oppfinnelse, er det frembrakt en strøm-ningsmåler for å måle fluidum-strømningsmengden i et rør, hvor strømningsmåleren omfatter: en strømningsmåler-rørdel for å koples til oppstrøms og nedstrøms rørdeler, hvor strømningsmålerrørdelene har første, andre og tredje trykkmålingsstasjoner aksielt atskilt langs røret i rørets vegg;

en strømningsbegrenserinnsats tilpasset til å plasseres i den nevnte rørutboring, hvor innsatsen har en ledende ende som plasseres, når innsatsen plasseres, mellom de første og andre trykkmålerstasjoner, hvor innsatsen har en første i hovedsak sylindrisk utboringsdel av en første diameter og en annen i hovedsak sylindrisk utboringsdel av en annen diameter som er større enn den første diameter, hvor anordningen er slik, at under bruk, er innsatsen formet til å forårsake at fluidum strømmer mot den ledende ende og å divergere rundt strømnings-begrenseren i en ringroms-strømningsbane rundt det første ringromområde som defineres ved diameteren av den første i hovedsak sylindriske del av rørutboringen og et annet ringroms-område definert ved den andre diameter og ringromutboringen, hvor det første sylindriske område er plassert i hovedsak motsatt den andre overvåkingsstasjon, og det andre sylindriske område er plassert i hovedsak motsatt den tredje trykkovervåkingsstasjon, slik at en venturieffekt blir skapt ved innsatsen, slik at trykkmålingsdata fra den første, andre og tredje målingsstasjon blir brukt til å utlede minst to trykkforskjeller fra hvilke strømningsmengde i røret og tykkelsen av eventuelt skall i den indre utboring av røret kan beregnes. Strømningsbegrenseren kan fortrinnsvis opphentes med en vaier. Alternativt, er strømnings-begrenserinnsatsen festet inne i røret.

Det er også å foretrekke at strømningsbegrenserinnsatsen er koplet til en nedstrøms bærer som kan festes til rørveggen med en låseanordning. Man vil forstå at formen av strøm-ningsbegrenserinnsatsen kan varieres så lenge kombinasjonen av formen og rørets utforming resulterer i en strømmåler som omfatter venturiprinsippet.

Tre trykkmålerstasjoner kan omfatte målere for absolutt trykk fra hvilke differensialtrykk kan beregnes, eller stasjonene kan være koplet til minst to differensialtrykkmålere. Alternativt kan trykkmålerstasjonene være koplet til ytterligere differensialtrykksensorer hvis et element av overflødighet er ønsket.

Ifølge et ytterligere aspekt ved den foreliggende oppfinnelse, er det frembrakt strøm-ningsmålerapparat for å måle fluidum-strømningsmengder i et rør, hvor strøm-ningsmålerapparatet omfatter:

en rørformet leder som har en første utboringsdel av en første diameter

en første venturihalsdel koplet til det første diameterområde med en første overgangsdel, hvor den første venturihalsdel er av mindre diameter enn den første dia-

meterdel, en annen venturihalsdel koplet til den første venturihalsseksjon med en annen overgangsdel, hvor den nevnte andre venturihalsdel har mindre diameter enn den første venturihalsdel,

en tredje overgangsdel som kopler den andre venturihals til en annen utboringsdel med større diameter,

første, andre og tredje trykkmålestasjoner plassert i det nevnte rør, hvor den første trykkmålestasjon er plassert i området med den første diameter, den andre trykkmålestasjon er plassert motsatt den første venturihalsdel, og den tredje trykkmålestasjon er plassert motsatt den andre venturihalsdel, hvor de første, andre og tredje trykkmålestasjoner blir brukt til å frembringe i det minste to trykkdifferensialverdier for bruk til å bestemme strøm-ningsmengden av det nevnte fluidum som strømmer gjennom strømningsmåleren, og for å bestemme tykkelsen av eventuell skallavleiringer i røret.

Ytterligere målestasjoner kan med fordel plasseres i strømningsmålerapparatet for ytterligere trykkovervåking for å frembringe et øket element av overflødighet for å frembringe en måling av strømningsmengden i tilfelle trykksensorer feiler.

Alle strømmålere som definert ovenfor virker på venturipirnsippet. Med hensyn til strømmålere som bruker strømnmgsbegrenserinnsatsen, er innsatsen sentralt og aksialt plassert i utboringen og ringroms-strømningsmengder skapes mellom strømningsbegrenserinn-satsen og rørets vegg, og eliminerer derved behovet for pakninger. En ytterligere fordel ved disse utførelser er at strømningsbegrenserinnsatsen kan være opphentbar med en vaierlinje hvis den brukes på en midlertidig eller permanent basis. Strømningsbegrenserinnsatsen kan orienteres i hullet slik at den ledende ende er enten nedstrøms eller oppstrøms.

Det er også å foretrekke at strømningsbegrenserinnsatsen er koplet til en strøm-ningsbegrenserbærer som er låst til rørveggen ved en låseanordning i form av dogger som engasjerer forsenkningene i rørveggen. Strømbegrenseren har fortrinnsvis tre parallelle sylindriske overflater med forskjellig diameter ved en trykkmålestasjon i hver sylindrisk overflate, og strømbegrenseren er hul for å motta differensialtrykksensorer for kopling til trykkmålerstasjonene og en hukommelse for å lagre målte trykkdifferensialer. I denne ut-førelse kan hele strømmålerenheten bli ført på en vaierlinje; og ingen trykkmålere trenger å plasseres i rørveggen.

Med innsatsen sentralisert i hullet er de respektive ringrom av konstant størrelse i nærheten av de respektive trykkmålestasjoner, enten de er i strømaingsbegrenserinnsatsen eller i rørveggen.

Strømbegrenserinnsatsen er koplet til låseanordningen ved en ringformet kopler som har et antall åpninger i den, gjennom hvilke fluidum kan strømme, idet bæreren er åpen slik at det er minimum begrensning av strøm gjennom bæreren.

I tilfelle med den dobbelte venturistrømmåler, kan denne være opphentbar med en vaierlinje eller innsettbar på liknende måte med en struktur som er beskrevet i søkerens samtidige søknad nr. 9518243.2. Man vil forstå at trykkmålestasjonene er plassert i rørveggen i en utførelse. Man vil imidlertid også forstå at trykkmålestasjonene kan være plassert i første, andre og tredje sylindriske halsområder som også kan inneholde minst to differensialtrykksensorer og en hukommelse for å registrere differensialtrykkene slik at hele anordningen kan senkes ned på en vaierlinje og plasseres i røret ved bruk av tilbaketrekkbare dogger på liknende måte som strømningsbegrenserinnsatsen.

Disse og andre aspekter ved oppfinnelsen vil fremgå fra den følgende beskrivelse, tatt i kombinasjon med tegningene, hvor fig. 1 er et tverrsnitt gjennom en strømningsmåler ifølge en utførelse av den foreliggende oppfinnelse inkludert i et rør, fig. 2 er et perspektivriss av innsatsen i røret på fig. 1 og viser strukturen av bæreren og strømbanene gjennom bæreren, fig. 3 er en alternativ utførelse av en strømningsmåler ifølge den foreliggende oppfinnelse, med tre trykksensorporter plassert i strønmingsbegrenserinnsatsen, fig. 4 er en graf av beregnet strømningsmengde beregnet med strømningsmåler vist på fig. 1, fig. 5 er en utførelse av et alternativt aspekt ved den foreliggende oppfinnelse, brukt for å bestemme skalltykkelse og basert på en dobbelt venturistrømningsmåler, fig. 6 er en alternativ utførelse til strøm-ningsmåleren vist på fig. 5, med tre trykksensorporter plassert i de respektive parallelle deler av strømningsmåleren.

Det henvises først til fig. 1, som er et tverrsnittsriss gjennom en strømningsmåler, generelt indikert med henvisningstall 10, bestående av et par rør 12 som har tre tykkmålesta-sjoner Pl, P2 og P3 aksielt atskilt langs rørveggen 12. Røret 10 er koplet til tilstøtende rørsek-sjoner (ikke vist for klarhets skyld). Inne i røret 10 er det plassert en strømningsbegrenserinn-sats, generelt indikert med henvisningstall 14. Strømbegrensningsinnsatsen 14 består av en sentralisert, generelt rørformet del 16 som er forbundet med en mellomdel 18 til en strøm-ningsbegrenserbærer eller lås, generelt indikert med henvisningstall 20. Bæreren 20 er plassert inne i hullet 12 ved hjelp av låsedogger 22 som engasjerer forsenkninger 24 i rørhullet 12. Strømbegrenserdelen 16 er sentralisert inne i røret ved hjelp av sentraliseringsknotter, generelt indikert med henvisningstall 26, plassert mellom bæreren 20 og den indre overflate 21 i røret. Fig. 2 viser at bæreren 20 er generelt sylindrisk med et tverrstykke 28 som understøtter mellomdelen 18 for å definere fluidum-strømningspassasjer 30 og 32 på hver side av mellomdelen 18. Mellomdelen 18 er også hul, og har åpninger 34 slik at fluidum kan strømme inn i bæreren hvor det kombineres med fluidum som strømmer gjennom passasjene 30 og 32.

Som man kan se på fig. 1 og 2, består strømningsbegrenserens rørformede del 16 av en avsmalnet ledende ende 35 som er koplet til en første sylindrisk del 36 med diameter 1,6" (40 mm), hvis overflate er koaksial med utboringen i røret 12. Den sylindriske del 36 er forbundet via en divergerende overgangsdel 38 med en annen sylindrisk del 40 av en annen diameter 1,7" (42,5 mm), større enn diameteren av delen 36, slik at den sylindriske overflate skaper en annen overflate som er koaksial ved rørets utboring 12. Den sylindriske del 40 er koplet til en mellomdel 18 via en konvergerende seksjon 42.

Som best kan ses på fig. 1, er tre trykkovei^åkingsstasjoner Pl, P2 og P3 plassert i røret 12 slik at stasjonen Pl ligger oppstrøms fra den ledende ende 35 når bæreren er festet i røret, trykkmålingsstasjonen P2 er plassert motsatt den første sylindriske eller parallelle del 36, og den tredje trykkmålestasjon P3 er plassert motsatt den andre sylindriske del 40.

I operasjon, når fluidum strømmer nedstrøms gjennom røret som vist på fig. 1 og 2, passerer fluidet først trykkmålestasjonen Pl som måler det absolutte trykk Pl i hullet. Fluidumstrømmen blir så avledet ved den ledende ende forbi den første sylindriske del 36 og gjennom et ringrom definert ved den sylindrisk del 36 og rørets utboring 12. Trykkmålersta-sjonen P2 måler det absolutte trykk i dette ringromområde. Fluidet strømmer så forbi den divergerende overgangsdel 38 og blir begrenset til å strømme forbi den sylindriske del 40 med større diameter, som definerer et redusert ringromareal mellom denne del og rørets utboring 12. Den tredje trykkmålerstasjon P3 måler det absolutte trykk i dette ringromområde. Tre trykkmålinger ble således tatt, og fra disse tre målestasjoner for absolutt trykk, kan strøm-ningsmengden og skalltykkelsen beregnes i henhold til den form som skal defineres nedenfor.

Med henvisning til fig. 1, krever den teoretiske basis for beregningen av brutto strøm-ningsmengde (q) og skalltykkelse (8S), måling av to trykkforskjeller. Dette kan oppnås ved bruk av tre målere for absolutt trykk som beskrevet eller ved å bruke to differensialtrykkmålere. Den analyse som er fremsatt nedenfor antar bruk av tre målere for absolutt trykk. Ved bruk av trykkmålinger beregnes trykkforskjellene (AP) mellom Pl, P2 og mellom P2ogP3: Gjett en verdi for skalltykkelsen

De virkelige diametere for røret ved stedene for sensorene Pl, P2 og P3, nemlig Dl, D2, D3, beregnes fra de mekaniske diametere og antatte skalltykkelser:

De virkelige diametere av innsatsene dl, d2, d3 beregnes fra de maskinerte diametere og antatt skalltykkelse:

De ekvivalente hydrauliske diametere beregnes for bruk i venturilikningen:

De ekvivalente hydrauliske arealer beregnes så for bruk i venturilikningen:

P-forholdet beregnes for bruk i venturilikningen:

Med denne informasjon beregnes strømningsmengdene (q) mellom stedene 1,2 ved bruk av venturilikningen:

På liknende måte beregnes strømningsmengdene (q) mellom stedene 2 og 3 fra:

Hvis ql2=q23, er den antatte verdi for skalltykkelsen Ss. Hvis ql2 ikke er lik q23, går vi tilbake og setter inn en annen verdi for Ss. Dette gjentas til ql2=q23. Man kan således se at dette er en iterativ prosedyre som avsluttes bare når ql2=q23. Når dette skjer, blir den sist valgte skalltykkelse antatt å være den korrekte verdi. Trykkmålingene som er utført nede i borehullet kan lagres nede i borehullet for senere uthenting og prosessering for å frembringe strømningsmengder og skalltykkelse, som skal beskrives.

I de ovenstående formler, er den følgende nomenklatur brukt:

Etter nå å ha presentert den teoretiske basis for beregning av brutto strømningsmengde (q) og skalltykkelse (5), og med henvisning til fig. 2, vil man se at strømningsmengden fortsetter forbi mellomdelen 18 gjennom passasjene 30 og 32, og også gjennom åpningene 34 i mellomdelen 18. Man vil forstå at strømbegrenseren 14 skaper en dobbelt venturieffekt; for det første i ringromområdet mellom den sylindriske del 36 som måles ved trykk P2, og for det andre i ringromområdet ved den sylindriske del 40 som måles ved trykkmålingssensoren P3.

Man vil forstå at de tre trykkmålestasjonene kan brukes med to differensialtrykksensorer til å beregne to differensialtrykk, som skal beskrives med henvisning til den utførelse som er vist på fig. 3 som følger, og som viser en strømningsmåler i likhet med den som er vist på fig. 1 og 2, unntatt at strømningsmåleren i sin helhet er opphentbar med en vaierlinje. I dette tilfelle, er trykkmålestasjonene eller portene Pl, P2 og P3 plassert i de sylindriske områder 36, 38 og 40, og utgangene av portene Pl, P2 og P3 er koplet til differensialtrykksensorer 43,45 i elektronikk-kretser 46 (vist i brutte linjer). Differensialtrykk-sensorene 43,45 lager differensialtrykk mellom sensorene Pl, P2 (AP12) og mellom sensorene P2, P3 (AP23). Kretsen 46 inneholder en hukommelse 47 som lagrer differensialtrykksig-nalene til forskjellige tidspunkter under strømmålingsprosedyren, og som prosesserer informasjonen for å beregne skalltykkelsen som beskrevet ovenfor. Hukommelsen 47 er tilstrekkelig til å registrere signalene over en ønsket måleperiode, og deretter kan strømmålerinnsatsen 14 opphentes i vaierlinjen til overflaten, og avsøkes før den blir gjenbrukt for videre strømmålingsforhold. En fordel ved denne anordning er at det unødven-dig å konstruere et rør med trykkmålingssensorer istedenfor å kople disse sensorer til over flaten. Hele anordningen kan kjøres på en vaierlinje som er spesielt egnet for DST-anvendelser.

Med strømmålerstrukturen vist på fig. 1 og 2 er det antatt at måleren genererer diffe-rensialtrykkprofilen, for en fluidumtetthet på 60 pund pr. kubikkfot som indikert i tabell 1 nedenfor:

Profilene for den beregnede strømningsmengde (q) og skalltykkelse (8S) er vist på fig. 4. Strømningsmengden (q) i fat pr. dag er den venstre vertikale akse, og skalltykkelsen (5) i tommer er den høyre vertikale akse. Den brutte linje (a) representerer utgangen fra en konvensjonell strømmåler som gir bare en enkelt trykkdifferensialmåling. Disse beregnede verdier kan anses som feilaktige fordi nærværet av skall ikke er tatt i betraktning. Den øvre solide linje (b) indikerer den sanne strømningsmengde som er beregnet fra den modifiserte ringrom-strømningsmåler vist på fig. 1-3, med skallavleiringer tatt i betraktning i beregningen. Man kan se at det er store forskjeller mellom de to strømningsmengde-målinger. Skalltykkelsen mot tid er plottet på den nedre solide linje (c). Man kan se at skalltykkelsen i tommer øker over et antall år.

Det vises nå til fig. 5 og 6 på tegningene, som angår en alternativ utførelse av en strømningsmåler for å bestemme skalltykkelse og for å måle strømningsmengden i røret. For det første, med henvisning til fig. 5, vil man se at dette er en dobbelt venturistrømningsmåler, generelt indikert med henvisningstall 50.1 dette tilfelle, er strømmåleren koplet til røret 12. Strømningsmåleren 50 består av to venturideler en første halsdel 52 som har en utboring av en første diameter, som så er koplet via en konvergerende del 54 til en annen venturihalsdel, generelt indikert ved henvisningstall 56, og som har en utboring med mindre diameter enn den første venturihalsdel. Halsdelen 56 divergerer via den divergerende del 58 til full utboringsstørrelse.

Trykkmålingsstasjonene Pl, P2 og P3 er plassert i den rørformede seksjon som vist, slik at Pl er plassert i den fulle utboring før inngangen til strømningsmåleren, trykkmålings-senteret P2 er plassert slik at det måler trykk i venturilialsseksjonen 54, og på liknende måte måler P3 trykket i venturilialsseksjonen 56. Man vil forstå at mens fluidum strømmer i retning av pilen gjennom strømningsmåleren 50, blir trykkene ved trykkmålingsstasjonene Pl, P2 og P3 brukt til å beregne to trykkdifferensialer som i sin tur brukes til å beregne strøm-ningsmengden i henhold til de tidligere nevnte formler, og også skalltykkelsen. Denne strømmåler kan også være opphentbar ved en vaierlinje.

Det vises nå til fig. 6, som viser en liknende konstruksjon til fluidum-strømnings-måleren vist på fig. 5, unntatt at strømningsmåleren på fig. 6 er helt selvstendig og opphentbar med en vaierline, strømningsmåleren kan plasseres i røret ved hjelp av dogger 60 som engasjerer forsenkninger 62 i rørdelen som vist. I dette tilfelle, er tre trykkmålestasjoner eller porter Pl, P2 og P3 plassert i de respektive parallelle halsseksjoner med forskjellige diametere 52, 54 og 56. Portene Pl, P2 og P3 er koplet til differensialtrykksensorer 64 og 66; hvor sensoren 64 måler APi2og sensoren 66 måler AP23. Resultatene kan lagres i hukommelsen 68, og kan brukes senere, det vil si på overflaten, til å beregne strømningsmengden som strømmer gjennom venturi-strømningsmåleren eller rørledningen, og også skalltykkelsen, slik at passende kompensasjon eller korreksjon kan utføres for å oppnå den samme strømnings-mengde. Man vil forstå at de forskjellige modifikasjoner kan gjøres på apparatet som beskrevet ovenfor uten å avvike fra oppfinnelsens omfang. For eksempel, tre trykkmålingssensorer blir brukt til å oppnå to trykkdifferensialmålinger som brukes i beregningene. Man vil forstå at strømningsmengden og skalltykkelsen kan beregnes fra målinger fra fire eller flere trykkmålingssensorer, og at slike tilleggsmålinger vil frembringe et element av over-flødighet. Et redusert element av overflødighet (enkelt) er allerede frembrakt ved de tre målingsstasjoner. Man vil også forstå at portene ikke trenger å være plassert i parallelle overflater i utførelsene, spesielt med den konstruksjon som er beskrevet med henvisning til fig. 3 og 6, skjønt de beste resultater oppnås når slike porter er plassert i parallelle overflater med forskjellige diametere. Dette kan gjelde alle utførelsene. Man vil også forstå at strømmåleren kan brukes i en midlertidig situasjon, for eksempel i DST-anvendelser når et verktøy kan senkes på en vaierlinje, målinger tas og opphentes, og i dette tilfelle kan man tenke seg at ut-førelsene som beskrevet på fig. 3 og 6 ville være spesielt egnede. Alternativt, den forbedrede strømningsmåler kan brukes i permanente overvåkingssituasjoner. Selv i permanente overvåkingssituasjoner, kan strømningsmålerne være opphentbare med vaierlinje. I slike tilfeller, kan elektronisk lagrede data bli overført fra sonden induktivt til mottakere på utsiden av røret, og signalene kan overføres ved kabel til overflaten. Man vil også forstå at de sylindriske overflater ikke trenger å være eksakt sylindriske; de kan være sekskantede, åttekantede eller liknende.

Den forbedrede strømningsmåler som beskrevet ovenfor har et antall fordeler over eksisterende strømningsmålere ifølge tidligere teknikk. For det første er det automatisk kompensasjon for skallavleiring inne i strømningsmåleren, som gir forbedret måler-nøyaktighet; tre trykkmålingsstasjoner eller porter tillater beregninger av minst to differensialtrykk slik at det er oppbakning av strømningsmengdemålinger og skalltykkelse i tilfelle en målerfeil, og gir således målesystemet enn viss overflødighet. En ytterligere fordel er at strømningsmåleren kan brukes til å frembringe en indikasjon av skall nede i borehullet. En hovedfordel med oppfinnelsen som beskrevet ovenfor er når utførelsene brukes med verktøy som kan hentes opp med vaierlinje.

Claims (8)

1. Strømningsmålerapparat for å måle fluidum-strømningsmengden i et rør, karakterisert ved at det omfatter: et rør som har en første utboringsdel med en første diameter, en første venturi-halsdel koplet til den første diameterdel med en første overgangsdel, hvor den første venturi-halsdel har mindre diameter enn den første diameterdel, en annen venturi-halsdel koplet til den første venturi-halsseksjon ved en annen overgangsdel, hvor den andre venturi-halsdel har mindre diameter enn den første venturi-halsdel, en tredje overgangsdel som kopler den andre venturi-halsdel til en annen utboringsdel med større diameter, første, andre og tredje trykkmålestasjoner plassert i den nevnte rørutboring, hvor den nevnte første trykkmålestasjon er plassert i utboringen med den første diameter, den andre trykkmålestasjon er plassert motsatt den første venturihalsdel, og den tredje trykkmålestasjon er plassert motsatt den andre venturihalsdel, hvor de nevnte første, andre og tredje trykkmålestasjoner blir brukt til å frembringe i det minste to trykkdifferensialverdier for bruk til å bestemme strømningsmengden av det nevnte fluidum som strømmer gjennom strømningsmåleren, og for å bestemme tykkelsen av skall som er avleiret i rørutboringen.

2. Strømningsmålerapparat ifølge krav 1, karakterisert ved at ytterligere målingsstasjoner er plassert i strømningsmålerapparatet for videre trykkovervåking for å frembringe et øket element av overflødighet for å frembringe en måling av strøm-ningsmengden i tilfelle en trykksensor feiler.

3. Strømningsmålerapparat ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at når den nevnte strømningsmåler er i bruk, er strømnmgsbegrenserinnsatsen sentralt og aksielt plassert i utboringen og ringromsstrømningsmengder blir skapt mellom den første strømnings-begrenserinnsats og rørveggen, og eliminerer derved behovet for pakninger.

4. Strømningsmålerapparat ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at strøm-ningsbegrenserinnsatsen er koplet til en strømningsbegrenserbærer som er låst til rørveggen ved en låseanordning i form av dogger som engasjerer forsenkninger i rørveggen.

5. Strømningsmålerapparat ifølge et av kravene 1-4, karakterisert ved at strøm-ningsbegrenseren har tre sylindriske overflater av forskjellige diametere med en trykk-målingsstasjon i hver sylindrisk overflate, og strømningsbegrenseren er hul for å motta diffe rensialtrykksensorer for kopling til trykkmålerstasj onene og en hukommelse for å lagre målte trykkdifferensialer.

6. Strømningsmålerapparat ifølge et av kravene 1-5, karakterisert ved at strøm-ningsbegrenserinnsatsen er koplet til låseanordningen med en ringformet kopling som har et antall åpninger i den, gjennom hvilke fluidum kan strømme, hvor bæreren er åpen slik at det er en minimal begrensning mot strøm gjennom bæreren.

7. Strømningsmålerapparat ifølge et av kravene 1-6, karakterisert ved at trykkmålingsstasjonene er plassert i rørveggen.

8. Strømningsmålerapparat ifølge et av kravene 1-7, karakterisert ved at trykkmålingsstasjonene er plassert i de første, andre og tredje sylindriske halsområder som også inneholder minst to differensialtrykksensorer og en hukommelse for å registrere differensialtrykkene, slik at hele anordningen kan bli senket i en vaierlinje og plassert i røret ved bruk av tilbaketrekkbare dogger, på liknende måte som strømningsbegrenserinnsatsen.