[发明专利]低温校准仪和方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求2011年10月14日提交的题为“Low Temperature Proverand Method（低温校准仪和方法）”序列号为61/547,547的美国临时专利申请的优先权。

关于联邦政府发起的研究或开发的声明

无

背景技术

在从地下开采出碳氢化合物之后，经由管线将流体流（如原油或天然气）从一个地方运输到另一个地方。期望精确地知道流体流中流动的流体的量，尤其需要精确地知道流体何时转手或“密闭输送”。在流体财政输送测量站或平台处进行密闭输送，流体财政输送测量站或平台可以包括关键输送部件，如测量装置或流量计、校准装置、相关联的管道和阀以及电控制器。流过整个传送管线系统的流体流的测量开始于流量计，流量计可以包括涡轮流量计、正排流量计（positive displacement meter）、超声流量计、科里奥利流量计或旋涡流量计。

流体流的流动特征可能在产品传送期间有所变化，这可能影响对所传送的产品的精确测量。典型地，通过操作员的介入来确认压力、温度和流速的变化。这些变化被表示为流动特征的改变，并且通常由操作员经由这些变化的影响和对测量装置的影响来验证。通常，通过用校准装置或校准仪对流量计进行校准来实施该验证。与平台上的测量装置邻近的并与测量装置流体连通的校准后的校准仪被采样，并且采样后的体积与测量装置的吞吐体积进行比较。如果在所比较的体积之间在统计上有重大差异，则测量装置的吞吐体积被调整以反映校准仪所识别的实际流动体积。

校准仪具有精确已知的体积，该体积被校准为已知的接受的精确标准，如美国石油学会（API）或国际性接受的ISO标准所描述的那些精确标准。校准仪的精确已知体积可以被定义为两个检测器开关之间的产品体积，该体积被置换器（displacer）的经过所置换，置换器如弹性球体或活塞。被校准仪置换的已知体积与流量计的吞吐体积相比较。如果该比较产生零的体积差异或可接受的变化，则流量计被说成在允许容差的限制内是精确的。如果体积差异超过所允许的限制，则提供证据来表明该流量计可能不精确。然后，流量计吞吐体积可以被调整以反映校准仪所识别的实际流动体积。可以用流量计校正因数来进行该调整。

一种类型的流量计是脉冲输出式流量计，其可以包括涡轮流量计、正排流量计、超声流量计、科里奥利流量计或旋涡流量计。通过示例的方式，图1示出了用于对流量计12如涡轮流量计进行校准的系统10。涡轮流量计，基于流体流11内的涡轮状结构的旋转来产生电脉冲15，其中每个脉冲与一定体积成比例，脉冲的速率与体积流速成比例。流量计12的体积可以通过使置换器在校准仪20中流动而与校准仪20的体积相关。一般而言，首先强制性地使置换器经过校准仪20中的上游检测器16然后经过校准仪20中的下游检测器18。检测器16和18之间的体积是校准的校准仪体积。流动的置换器首先开动或启动检测器16，使得向处理器或计算机26表明开始时刻t₁₆。然后，处理器26经由信号线14收集来自流量计12的脉冲15。流动的置换器最终启动检测器18以表明停止时刻t₁₈，并从而表明针对置换器的单次经过而收集到的脉冲15的系列17。涡轮流量计12在置换器在双向上单次经过校准的校准仪体积期间所产生的脉冲15的数量17表示流量计在时刻t₁₆至时刻t₁₈期间测量到的体积。需要置换器多次经过来达到校准仪体积。通过比较校准仪体积与流量计测得的体积，可以按照校准仪的限定来校正流量计的体积吞吐量。

图2示出了用于利用转接时间技术来对超声流量计52进行校准的另一系统50。系统50还包括校准仪20和处理器26。通过超声意味着在流体流51两端来回发送超声信号，并且可以基于超声信号的各种特征来计算流体流量。超声流量计成批地产生流速数据，其中每批包括在流体两端来回发送的许多组超声信号，并因此每批持续一段时间（例如，1秒）。流量计所确定的流速对应于批次时段的平均流速，而非特定时间点的流速。