[发明专利]核磁式流量测量仪和用于运行核磁式流量测量仪的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于流过测量管的多相的介质的流量测量的核磁式流量测量仪，其带有核磁式测量装置，其中，核磁式测量装置围绕测量管布置。此外，本发明也涉及一种用于运行核磁式流量测量仪的方法。

背景技术

元素的原子核(其具有核自旋(Kernspin))还具有由核自旋引起的磁矩。核自旋可被理解为可通过矢量描述的旋转脉冲(Drehimpuls)，并且相应地磁矩也可通过平行于旋转脉冲的矢量取向的矢量来描述。原子核的磁矩的矢量在存在宏观的磁场时平行于宏观的磁场在原子核的部位处的矢量取向。在此，原子核的磁矩的矢量围绕宏观的磁场在原子核的部位处的矢量旋进。旋进(Praezession)的频率被称为拉莫尔频率w_l且与磁场强度B的值成比例。拉莫尔频率根据w_l=γB来计算。在其中γ是旋磁比，其对于氢核最大。

在存在宏观磁场时通过借助于受控制的磁场的激励影响介质的原子核的旋进且评估该影响的效果的测量方法被称为核磁共振测量方法。通常将在激励之后由旋进的原子核在传感器线圈中所感应的电信号用作用于评估的输出量。对于测量多相介质的前提是，介质的各个相可被激励至可区分的核磁共振。由介质的相的旋进的原子核在传感器线圈中所感应的电信号大小取决于在该相中单位体积元素旋进的原子核的数量、相应地即取决于相的密度、但是也取决于在影响的受控制的磁场中旋进的原子核的影响持续时间。由此，在核磁式流量测量仪中对介质的液态相的测量的测量精度可足够精确，而在气态相中电信号的较小的大小影响核磁式流量测量仪对于气态相的测量的测量精度，当气态相具有相对小的密度并且/或者当气态相以相对高的速度流过测量管时那么尤其如此。

对利用核磁共振的测量仪的示例是开头所提及的核磁式流量测量仪，其核磁式测量装置可测量流量，其是介质的各个相的流动速度和多相介质的各个相的相对份额。核磁式测量装置例如可被用于从油井输送的多相介质的流量测量。该介质主要包括液态相原油和盐水以及气态相天然气，其中，所有相包含对于核磁共振必要的氢核且可激励至不同的核磁共振。

从油井输送的介质的测量也可以利用测试分离器(Testseparator)来进行。在测试分离器中在一时间段上引入所输送的介质，并且测试分离器将介质的各个相彼此分离且确定介质的各个相的份额。然而测试分离器与核磁式流量测量仪相比不能可靠地分离小于5%的原油份额。因为所有井的原油份额持续下降并且许多井的原油份额已小于5%，现在不能在使用测试分离器的情况下经济地充分开采这些井。为了此外还能够开采带有非常少的原油份额的井，对于包括多个相的介质原油需要相应精确的流量测量仪。为此尤其可考虑核磁式流量测量仪。

发明内容

本发明的目的因此是说明一种带有改善的对气态相的流量测量的测量精度的核磁式流量测量仪和说明用于运行核磁式流量测量仪的方法。

根据本发明的核磁式流量测量仪(在其中实现之前所得出的和列举的目的)首先且主要特征在于，附加地设置有实现其它测量原理的另外的测量装置。

用于流量测量的不同的测量原理具有不同的优点和缺点。在结合实现不同测量原理的两个测量装置时可通过另一测量原理的优点来至少部分地补偿一测量原理的缺点。

存在根据不同测量原理工作的测量装置，利用其能够足够精确地来测量总地流过测量管的介质。当还部分地带有限制时，这适用于压差流量测量装置、适用于超声波流量测量装置、适用于科里奥利流量测量装置且在可能带有特殊限制的情况下还适用于磁感应式流量测量装置。因此，在根据本发明的核磁式流量测量仪中尤其可将核磁式测量装置与压差流量测量装置、超声波流量测量装置、科里奥利流量测量装置且必要时还与磁感应式流量测量装置相结合。

现在可如何利用根据本发明的核磁式流量测量仪相对于仅具有核磁式测量装置的核磁式流量测量仪来改善对气态相的流量测量的测量精度？