JPH03500084A - 多相流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 多相流量計 本発明は、混合流体流における液体及び気体の流量を測定するための流量計に関 する。

本発明に係るタイプの混合流体流の１例としては、天然鉱床から得られる石油と ガスとの混合物を挙げることができる。貯蔵及び処理計画といった種々の理由や 財政上の理由により、油田から供給されるものの組成を知ることは盟ましい。し かしながら、この組成はランダムに変化する傾向にあるので、この種の流体流に おける液体及び気体の割合を測定することは容易ではない。従って単純な方法で 試料を分析すると、誤解を招く数字が得られることがある。

本発明の混合流体流における液体及び気体の流量を測定するための流量計は、円 筒形スリーブを、該スリーブと同軸に整列され且つ該スリーブに沿って中途まで 延伸し、しかも少なくとも１つの螺旋形フィンが外側に延伸するコアを備えて包 含しており、前記スリーブと、コアと、各螺旋形フィンとの間に規定されたチャ ネルから、上流端部では実質的に閉鎖されており且つ下流端部では開放されてい る中尺キャビティまで前記コアを貫いて内便に延伸する複数の開口を有し、さら に前記下流端部には、前記スリーブとコアどの間の通路内と前記中央キャビティ 内とに流量測定装置を有することを特徴とする。

流量測定装置はベンチュリまたはオリフィスプレートのごとき差圧型のものが好 都合であるが、これに代えて、例えばタービンメータまたは音波相互相関装置と してもよい。

前記通路及びキャビティには同じ流量測定装置を使用することができるが、場合 によっては異なる装置を使用することが有利となり得る。

流量計の好ましい形態は、流量計を通って上向きに流体が流れるように垂直方向 に使用されるようになっており、好ましくは、上流先端部から実質的に円筒形の セクションまで外側に膨張するコアを有する。このコアは、キャビティの上流端 部からコアの外側に膨張する部分まで延伸するベンチュリ吸入口を有するのが好 ましく、キャビティは浮子式の液位チェック弁（ｌｉｑｕｉｄ　ｃｈｅｃｋ　ｖ ａｌｖｅ）を包含するのが好ましい。

単数または複数の螺旋形フィンは、環状チャネルにおける差圧測定装置の上流で 流れを真っすぐにするために、螺旋を小さくしであるのが好ましい、フィンは、 円筒形スリーブに接触するまで延伸させるのが好ましい。

更に本発明は、流れを、コアとスリーブとの閏の環状チャネル内に規定される螺 旋形通路に通し、気体をコアにある開口を通して中央キャビティに送ってその流 量を測定し、且つ環状チャネル内に残っている液体の’ＺｆＬＩＬを測定するこ とを含む、混合流における液体及び気体の流量を別々に測定する方法を包含する 。

添付の図面を参照し実施例により本発明の１つの実施態様を説明する。

第１図は本発明の流量計の一部断両立面図であり、第２図は第１図に対応する完 全な断面図である。流量計は円筒形スリーブ１０（第１図及び第２図においては 断面で図示）とコア１１（第２図においては断面で図示）とを有する。

コア１１は、突端の形態の上流端部１２を有し且つ実質的に一定の直径の中間部 １３まで膨張する。下流端部１４に向かってコア１１は、スリーブ１０と一緒に なって第１のベンチュリを形成する第１の通路１６を規定する外側方向膨張部１ ５を有する０番号１７で示したような複数のフィンが突端１２からコア１１の中 間部１３に沿って螺旋形に延伸し、番号１８で示したように真っすぐになり、外 側方向膨張部１５が始める手前で終わる。

コア１１内には、スリーブｌＯの内腔にある局所的な狭窄部２２付近でスリーブ １０とコア１１との間に規定された環状通路２１に通じる口２０を除き、上流端 部１２では実質的に閉鎖されているキャビティ１９（第２区）がある、キャビテ ィ１９内には支持体２４と狭窄部２５との間で移動可能な液位チェック弁２３が 包含されている。キャビティ１９は、下流端部１４付近に第２のベンチュリ２７ を規定する狭窄部２６を有する。

番号２８で示した複数の開口は、コア１１の中間部１３に沿って、螺旋形フィン １７と、スリーブ１０の内側と、コア１１との間に形成されたチャネル２９の最 も内側の部分をキャビティ１９に連通ずる。圧力タップ３０．’３１がそれぞれ 第２のベンチュリ２７のところ及びその上流に取り付けられており、圧力タップ ３２．３３がそれぞれ第１のベンチュリ１６のところ及びその上流に取り付けら れている。

使用に際凡ては、流量計は、コア１１の上流端部１２を底部にして垂直方向に取 り付けられる。混合流体流がスリーブ１０によって規定されるパイプに通される と、流体流が螺旋形フィン１７とスリーブ１０とで規定されるチャネル２９す通 る際に螺旋運動が生じ、そうすると遠心作用によって流れの液相と気相とが、液 相が最も外側になるように分離される。

気相は開口２８を通ってキャビティ２９内に至る。圧力タップ３０．３１及び３ ２．３３を使用してそれぞれ気体及び液体の流量の測定が行われる。気相及び液 相は、コア１１の下流端部１４を通過し７た後に再度混合が許される。キャビテ ィ１９に入った液体は全て上流端部１２に落下し、狭窄部２２によって生じるベ ンチュリ効果の結果として口２０を通して液体流内に戻される。あまりに多くの 液体がキャビティ１９に入ると、液体が気体流の圧力測定点３０．３１に達しな いように狭窄部２５を圧力タップ３０．３１で得られた圧力はスリーブ１０の外 側に誘導されねばならないことが判る。これを行なう手段は、当業者には容易に 明らかであろうが、例えば好ましくはベンチュリ１６．２７の下流で環状チャネ ル２９を横断する狭い開口バイブを包含してもよいし、またはコア１を通して延 伸してフィン１７及びスリーブ１０の交点を横断する開口を使用しても′よい。

圧力タップ３０，３１．３２及び３３を使用して得られた圧力の測定値は、液体 及び気体の流量について任意の所望の記録を得るために、例えばコンピュータを 使用するような公知の方法で処理することができる。

流量測定値はベンチュリ１Ｂ、２７を使用するとして説明したが、オリフィスプ レートのような他の差圧装置を使用してもよい、或いは、より複雑な計量器、例 えばタービンメータまたは音波相互相関計量器を使用することもできる。

本発明は、液体流及び気体流の両方を測定するのに同じタイプの測定装置、即ち ベンチュリ１６．２７を使用するとして説明したが、場合によっては各相に対し て異なる測定装置を使用することが好ましい１本発明のある実施態様においては 、流量計内で局所的に差圧を処理し、例えば電気形態の信号をスリーブ１０の外 側に移送することが好ましいであろう。

補正口の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の８）平成２年２月２１Ｊ目 特許庁長官　古　１）文　毅　殿 １、特許出願の表示　ＰＣＴ／ＧＢ　８８１００６８３２、発明の名称　多相流 量計 ３、特許出願人 住　所　イギリス国、ロンドン・ニス・ダブリュ・　トエイチ・　０・イー・テ ィー、ビクトリア・ストリート・１０／１８名　称　イギリス国 ４、代　理　人　東京都新宿区新宿１丁目１番１４号　山田ピル５、補正口の提 出年月日　１９８９年８月１０日６、添附書類の目録 （１）補正口の翻訳文　１通 （１）　１９８９年８月１０日提出の第３頁　（別紙１）■　１９８９年８月１ ０日提出のクレーム１１から１３（別紙２）圧力タップ３０．３１がそれぞれ第 ２のベンチュリ２７ノトコロ及びその上流に取り付けられており、圧力タップ３ ２．３３がそれぞれ第１のベンチュリ１６のところ及びその上流に取り付けられ ている。

使用に際しては、流量計は、コア１１の上流端部１２を底部にして垂直方向に取 り付けられる。混合流体流がスリーブ１０によって規定されるパイプに通される と、流体流が螺旋形フィン１７とスリーブ１０とで規定されるチャネル２９を通 る際に螺旋運動が生じ、そうすると遠心作用によって流れの液相と気相とが、液 相が最も外側になるように分離される。

気相は開口２８を通ってキャビティ２９内に至る。圧力タップ３０．３１及び３ ２．３３を使用してそれぞれ気体及び液体の流量の測定が行われる。気相及び液 相は、コア１１の下流端部１４を液体は全て上流端部１２に落下し、狭窄部２２ によって生じるベンチュリ効果の結果として口２０を通して液体流内に戻される 。あまりに多くの液体がキャビティ１９に入ると、液体が気体流の圧力測定点３ ０．３１に達しないように狭窄部２５ｇ：閉鎖するために、液位チェック弁２３ がストップ２４から移動圧力タップ３０．３１で得られた圧力はスリーブ１０の 外側に誘導されねばならないことが判る。これを行なう手段は、当業者には容易 に明らかであろうが、例えば好ましくはベンチュリ１６，２７の下流で環状チャ ネル２９を横断する狭い開口バイブを包含してもよいし、またはコア１１を通し て延伸してフィン１７及びスリーブ１０の交点を横断する開口を使用してもよい 。

圧力タップ３０，３１．３２及び３３を使用して得られた圧力の測定値は、液体 及び気体の流量について任意の所望の記録を得るために、例えばコンピュータを 使用するような公知の方法で処理することができる。

流量測定値はベンチュリ１６，２フを使用するとして説明したが、オリフィスプ レートのような他の差圧装置を使用してもよい、或いは、より複雑な計量器、例 えばタービンメータまたは音波相互相関計量器を使用することもできる。

１１、流れを、コアとスリーブとの間の環状チャネル内に規定された螺旋形通路 に通し、気体はコアにある開口を通して中央キャビティに送ってその中で流量を 測定し、且つ環状チャネル内に残っている液体の流量を測定することを含む、混 合流体流において液体及び気体の流量を別々に測定１２、前記流れが、測定点の 下流で再度混合される請求項１１に記載の液体及び気体の流量を測定する方法。

１３、液体流が、流！測定点の上流で真っすぐにされる請求項１１または１２に 記載の液体及び気体の流量を測定する方法。

補正層の写しく翻訳文）提出ｌｉ！（特許法第１８４条の８）平成２年２月２１ 日 １、特許出願の表示　ＰＣＴ／ＧＢ　８８１００６８３２、発明の名称　多相流 四計 ３゜特許出願人 住　所　イギリス国、ロンドン・ニス・ダブリュ・　トエイチ・　Ｏ・イー・テ ィー、ビクトリア・ストリート・１０／１Ｂ名　称　イギリス国 ４、代　理　人　東京都新宿区新宿１丁目１番１４号　山田ビル５、補正層の提 出年月日　１９８９年９月２１日６、添附書類の目録 （１）補正層のＨ訳文　１通 単数または複数の螺旋形フィンは、環状チャネルにおける差圧測定装置の上流で 流れを真っすぐにするために、螺旋を小さくしであるのが好ましい、フィンは、 円筒形スリーブに接触するまで延伸させるのが好ましい。

更に本発明は、流れを、コアとスリーブとの間の環状チャネル内に規定される螺 旋形通路に通し、気体をコアにある開口を通して中央キャビティに送ってその中 で流量を測定し、且つ環状チャネル内に残っている液体の流量を測定することを 含む、混合流における液体及び気体の流量を別々に測定する方法を包含する。

添付の図面を参照し実施例により本発明の１つの実施態第１図は本発明の流量計 の一部断両立面図であり、は円筒形スリーブ１０（第１区及び第２図においては 断面で図示）とコア１１（第２図においては断面で図示）とを有する。

コア１１は、突端の形態の上流端部１２を有し且つ実質的に一定の直径の中間部 １３まで膨張する。下流端部１４に向かってコア１１は、スリーブ１０と一緒に なって第１のベンチュリを形成する第１の通路１６を規定する外側方向膨張部１ ５を有する０番号１７で示したような複数のフィンが突端１２からコア１１の中 間部１３に沿って螺旋形に延伸し、番号１８で示したように真っすぐになり、外 側方向膨張部１５が始める手前で終わる。

コア１１内には、スリーブ１０の内腔にある局所的な狭窄部２２付、近でスリー ブ１０とコア１１との間に規定された環状通路２１に通じる口２０を除き、上流 端部１２では実質的に閉鎖されているキャビティ１９（第２図）がある、キャビ ティ１９内には支持体２４と狭窄部２５との間で移動可能な液位チェック弁２３ が包含されている。キャビティ１９は、下流端部１４付近に第２のベンチュリ２ ７を規定する狭窄部２６を有する。

番号２８で示した複数の開口は、コア１１の中間部１３に沿って、螺旋形フィン １７と、スリーブ１０の内側と、コア１１との間に形成されたチャネル２９の最 も内側の部分をキャビティ１９に連通ずる。

国際調査報告 国際調査報告 テト＠ａｗＩＩ＃ＩＩ電−ｅｙａｒｎｓ１ｍｍＭ＋＋＋ｅｍ１ｗ＋＋ｈ−身＋― ＋ＩＩ＋ｍＩＩ”ｌ”−憂―、−−−呻一＋Ａｇｅｄ；＋１浴磨{−＋＋＋＋＋ ＋＋ｎ＋ｗ−川１’＋ｅｌｎ＋＋１用−１’；＋Ｉ−＋Ｆ“フ’ｈｅｖｗｐｍ− ―Ｐツー【ｗｗａ＋ｒｖｖａ−−１１−ｗ＋ｙＦ、ｙ＊ｗ＊＊Ｉゝ−ＩＰＩＩＩ Ｄｆｒ−で−ｒｒｌＦｒｉ＋ＴＪ１．fｕ：１２ε ＴｏｗＦＪ瞳ｙ＊＊Ｆｅ＋ｅｍＯ１ｒｗｖｓ＋＋＋ｎｍｅｌｉｎｋｌｅ＋Ｍ１ｍ １ｍｍ６Ｍ−ゎｗ＋ａｎ−−１１−１ｇ＋＋ｅｑ１ｍ＋＋ｗ垂香|鴫Ｆ＋ｌｉｍ ＋ｃ−ｉｓ＋＋ａ＋

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．円筒形スリーブ（１０）を、該スリーブ（１０）の内部に同軸に整列され且 つ該スリーブ（１０）に沿って中途まで延伸し、しかも少なくとも１つの蟻旋形 フィン（１７）が外側に延伸するコア（１１）を備えて包含する、混合流体流に おける液体及び気体の流量を測定するための流量計であって、前記スリーブ（１ ０）と、コア（１１）と、各螺旋形フィン（１７）との同に規定されるチャネル （２９）から、上流端部（１２）では実質的に閉鎖されており且つ下流端部（１ ４）では開放されている中央キャビティ（１９）へ前記コア（１１）を貫いで内 側へと延伸する複数の開口（２８）を有しており、更に前記下流端部（１４）に は、前記スリーブ（１０）とコア（１１）との間の通路（１６）内と中央キャビ ティ（１９）内とに流量測定装置（１６，３２，３３；２７，３０，３１）を有 することを特徴とする流量計。 ２．前記流量測定装置（１６，３２，３３；２７，３０，３１）が差圧装置であ ることを特徴とする請求項１に記載の流量計。 ３．前記流量測定装置（１６，３２，３３；２７，３０，３１）がベンチュリで あることを特徴とする請求項２に記載の流量計。 ４．前記流量測定装置（１６，３２，３３；２７，３０，３１）がオリフィスプ レートであることを特徴とする請求項２に記載の流量計。 ５．前記流量測定装置（１６，３２，３３；２７，３０，３１）が同じタイアで あることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の流量計。 ６．前記キャビティ（１９）が、該キャビティの上流端部（１２）付近から、前 記コア（１１）とスリーブ（１０）との間の環状通路（２１）に取り付けられた ベンチュリ（２２）まで延伸する少なくとも１つの口（２０）を有することを特 徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の流量計。 ７．前記キャビティ（１９）が液位チェック弁（２３）を包含することを特徴と する請求項１から６のいずれか一項に記載の流量計。 ８．前記チェック弁（２３）が浮子式であることを特徴とする請求項７に記載の 流量計。 ９．前記螺旋形フィン（１７）が、前記通路（１６）において流量測定装置（１ ６，３２、３３）の上流で流れを真っすぐにするために、螺旋を小さくされてい ることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の流量計。 １０．前記キャビティ（１９）及び通路（１６）への圧力アクセス手段を有する ことを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の流量計。 １１．流れを、コアとスリーブとの間の環状チャネル内に規定された螺旋形通路 に通し、気体はコアにある開口を通して中央キャビティに送ってその流量を測定 し、且つ環状チャネル内に残っている液体の流量を測定することを含む、混合流 体流において液体及び気体の流量を別々に測定する方法。 １２．前記流れが、測定点の下流で再度混合される請求項１０に記載の液体及び 気体の流量を測定する方法。 １３．液体流が、流量測定点の上流で真っすぐにされる請求項１１または１２に 記載の液体及び気体の流量を測定する方法。