[发明专利]多相超声管道流量计

权利要求书

1.一种用于确定多相流体流(MFF)中的相的密度和比例的系统，所述MFF包括来自井的油相、水相和气相，所述系统包括：

第一密度传感器，其实时地在第一位置处感测所述MFF的多个第一密度分布，其中在所述第一位置处，所述MFF的相至少分离达短时间间隔；

第二密度传感器，其在第二位置处感测所述MFF的多个第二密度分布，其中在所述第二位置处，所述MFF是至少所述油相、所述水相和所述气相的掺合混合物；

第三密度传感器，其实时地在第三位置处感测所述MFF的多个第三密度分布，其中在所述第三位置处，所述气相与所述MFF的混合的液体部分分离，所述混合的液体部分至少包括水相和油相；和

一个或多个处理器，其用于执行一个或多个程序，以便基于所述多个第一、第二和第三密度分布来确定所述油相的密度、所述水相的密度、所述气相的密度和包括含水量和气体体积量的相比例。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述MFF来自高压井，其包括下者中的一个或多个：气井、油井和石油井。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

其中所述第一密度传感器的第一位置位于相混合器-均化器的上游，

其中所述第二密度传感器的第二位置位于使所述MFF均匀化成所述掺合混合物的所述相混合器-均化器的输出处，且

其中所述第三密度传感器的第三位置位于所述相混合器-均化器的下游，并且在该处，至少在所述混合的液体部分的水相和油相之间保持混合。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

其中至少实时感测的所述第一密度传感器和所述第三密度传感器均包括至少一个声波导组件，

声波导组件还包括：

波导杆，其具有近端和远端，其中所述波导杆的至少一部分浸在所述MFF中；和

波导传感器，其连接到所述波导杆的远端上，用于感测至少从所述波导杆的近端反射的声信号的多个渡越时间，

其中所述声信号的多个渡越时间中的一个用于确定所述MFF的第一流体区域的密度分布，且

其中当所述声信号的多个渡越时间中的所述一个被所述波导传感器感测到时，所述波导杆浸在所述第一流体区域中。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，

其中所述波导杆具有位于所述远端处的第一横截面和位于所述近端处的第二横截面，

其中所述波导杆的一部分浸在所述MFF中，

其中所述波导传感器感测撞击具有所述第一横截面的波导杆的末端并反射回所述波导传感器的声信号的第一部分的第一渡越时间，并感测撞击具有第二横截面的波导杆的末端并反射回所述波导传感器的声信号的第二部分的第二渡越时间，且

其中所述一个或多个处理器还比较所述第一渡越时间和所述第二渡越时间，从而确定密度分布。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述声波导组件配置为安装在引导高压MFF的导管上。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，

其中所述第二密度传感器实时地感测所述多个第二密度分布，

其中所述第二密度传感器包括至少一个声波导组件，且

其中在所述一个或多个处理器上执行的另一程序要利用瞬态分析来分析所述多个第二密度分布，从而确定所述MFF的平均密度。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

至少一个流传感器，其感测所述掺合混合物的速度，

其中用于执行一个或多个程序的所述一个或多个处理器还要至少基于所述油相的密度，所述水相的密度、所述气相的密度、所述相比例和所述掺合混合物的速度，来确定所述油相的输出量、所述水相的输出量和所述气相的输出量；和

接口，其为用户输出下者中的至少一个：所述油相的输出量、所述水相的输出量和所述气相的输出量。