JP3150985B2 - 管内多相流体流の監視方法 - Google Patents
管内多相流体流の監視方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、体積および流量の測定、より具体的には、
油井坑やパイプライン内の液状炭化水素、水および気体
を含む多相流体の体積と流量の測定に関する。
油井坑やパイプライン内の液状炭化水素、水および気体
を含む多相流体の体積と流量の測定に関する。
現在の実態は、単一相の流れの測定は、浮遊固体粒子
を含む液体中のドプラー効果など超音波を使用して、お
よびガスフローゲージなど各種の回転体を使用して測定
されている。二相液体流も、液体と液体の境界面の位置
を正確に把握するコントローロトロン（登録商標）超音
波ゲージなど、超音波を利用して測定できる。貫入静電
容量ゲージも、パイプ内の液体組成を判別するのに用い
られる。最後に、先行技術では、超音波が気体流中の液
体スラグ、または液体流中の気体スラグなど、スラグ流
の認知にも使用されている。
を含む液体中のドプラー効果など超音波を使用して、お
よびガスフローゲージなど各種の回転体を使用して測定
されている。二相液体流も、液体と液体の境界面の位置
を正確に把握するコントローロトロン（登録商標）超音
波ゲージなど、超音波を利用して測定できる。貫入静電
容量ゲージも、パイプ内の液体組成を判別するのに用い
られる。最後に、先行技術では、超音波が気体流中の液
体スラグ、または液体流中の気体スラグなど、スラグ流
の認知にも使用されている。
米国特許第4,215,567号（Vlcek）は、導管を通って流
れるオイル、水、気体からなる採掘流をテストし、その
流れの中のオイル、水、気体の比率を測定する方法と装
置に言及している。採掘流試料が試料ラインから試料容
器へ汲み込まれ、そこで熱せられて保留時間の間留ま
り、試料はオイルと水の層に十分に分離される。試料か
ら発生した気体は、容器から排出される。保留時間終了
時、試料は試料ラインを通して導管にポンプで返送され
る。試料が同ラインを流れる間に、試料のオイルと水の
比率を測定するために、試料のオイルおよび水の含有量
と試料の体積が測定される。また、試料ラインから試料
容器にポンプで送り込まれる際に試料の体積が測定さ
れ、この体積と、試料が導管に返送される際の体積とを
比較することによって、その試料の気体−液体比率が測
定できる。
れるオイル、水、気体からなる採掘流をテストし、その
流れの中のオイル、水、気体の比率を測定する方法と装
置に言及している。採掘流試料が試料ラインから試料容
器へ汲み込まれ、そこで熱せられて保留時間の間留ま
り、試料はオイルと水の層に十分に分離される。試料か
ら発生した気体は、容器から排出される。保留時間終了
時、試料は試料ラインを通して導管にポンプで返送され
る。試料が同ラインを流れる間に、試料のオイルと水の
比率を測定するために、試料のオイルおよび水の含有量
と試料の体積が測定される。また、試料ラインから試料
容器にポンプで送り込まれる際に試料の体積が測定さ
れ、この体積と、試料が導管に返送される際の体積とを
比較することによって、その試料の気体−液体比率が測
定できる。
米国特許第3,246,145号（Higgins）は、液体の相対密
度を測定するシステムに言及している。このシステム
は、テスト目的のために液体を入れるテスト容器を含ん
でいる。放射線源がその容器の一方に位置して、容器越
しに容器内部の液体を透過する放射線を投射し、放射線
探知機がその容器の反対側に位置して、容器と液体を透
過した放射線を探知する。放射線源と探知機との間にあ
る容器の壁の少なくとも一部は、低エネルギーの放射線
が比較的透過しやすい材料からなっている。この構造に
より、低エネルギーの放射線は、自由に放射線源から液
体へ、液体から探知機へと透過することができる。所定
の低エネルギー幅にのみ感応するエネルギー識別機がそ
の探知機と接続され、更に識別機にはその低エネルギー
幅内で探知された放射線の指標を記録するための記録機
が接続されている。
度を測定するシステムに言及している。このシステム
は、テスト目的のために液体を入れるテスト容器を含ん
でいる。放射線源がその容器の一方に位置して、容器越
しに容器内部の液体を透過する放射線を投射し、放射線
探知機がその容器の反対側に位置して、容器と液体を透
過した放射線を探知する。放射線源と探知機との間にあ
る容器の壁の少なくとも一部は、低エネルギーの放射線
が比較的透過しやすい材料からなっている。この構造に
より、低エネルギーの放射線は、自由に放射線源から液
体へ、液体から探知機へと透過することができる。所定
の低エネルギー幅にのみ感応するエネルギー識別機がそ
の探知機と接続され、更に識別機にはその低エネルギー
幅内で探知された放射線の指標を記録するための記録機
が接続されている。
先行技術が答えていない問題は、単一流路内のオイ
ル、水、気体の組合せなどの多相流の測定をすることで
ある。今日、この機能を果たすことができる監視装置は
存在しない。したがって本発明の目的は、多相流の測定
をする装置と、そしてパイプ内の流れの状態が、スラグ
流か、成層流か、環状流かを判別する装置を提供する事
にある。
ル、水、気体の組合せなどの多相流の測定をすることで
ある。今日、この機能を果たすことができる監視装置は
存在しない。したがって本発明の目的は、多相流の測定
をする装置と、そしてパイプ内の流れの状態が、スラグ
流か、成層流か、環状流かを判別する装置を提供する事
にある。
本発明は、多相流、例えば単一流路内の炭化水素、
水、気体の三つの流体相の流れを、パイプを通して測定
することに関する。これらの装置は、オイルやガス凝縮
物を産出する現場の油井坑もしくはその近くに据え付け
られ、各油井坑から出る各相の成分比率を常時監視す
る。複数の油井坑の混合流は大きな径の集約ラインに送
られ、分離装置により沖合のプラットホームもしくは陸
上の設備へと導かれる。グループ分けされた複数の油井
からの集約した流れは、分離装置で監視することがで
き、各流体比率は油井毎に計算される。この方法で、各
油井の日常の監視が行われ、各流体の流れ形態の変化が
記録される。水、気体など不要流体物の増加がある問題
油井は、容易に判別でき、その油井への対応策を取るこ
とができる。本発明は、超音波と静電容量の流体測定技
術を使用している。
水、気体の三つの流体相の流れを、パイプを通して測定
することに関する。これらの装置は、オイルやガス凝縮
物を産出する現場の油井坑もしくはその近くに据え付け
られ、各油井坑から出る各相の成分比率を常時監視す
る。複数の油井坑の混合流は大きな径の集約ラインに送
られ、分離装置により沖合のプラットホームもしくは陸
上の設備へと導かれる。グループ分けされた複数の油井
からの集約した流れは、分離装置で監視することがで
き、各流体比率は油井毎に計算される。この方法で、各
油井の日常の監視が行われ、各流体の流れ形態の変化が
記録される。水、気体など不要流体物の増加がある問題
油井は、容易に判別でき、その油井への対応策を取るこ
とができる。本発明は、超音波と静電容量の流体測定技
術を使用している。
本発明によれば、流路内の多相流体流を測定する装置
は、流路内の相境界面を探知するため流路周囲に均等間
隔で配置されたセンサ探知機のリングと、流路周りおよ
び断面の流体の流れの形態判別のための環状静電容量探
知機とからなる。
は、流路内の相境界面を探知するため流路周囲に均等間
隔で配置されたセンサ探知機のリングと、流路周りおよ
び断面の流体の流れの形態判別のための環状静電容量探
知機とからなる。
本発明の好ましい実施態様は、二つの超音波センサの
リングと、一つの静電容量プレートのリングからなる。
この超音波リングは、４つの変換機で構成することがで
き、各変換機は、パイプの頂部、パイプの底部、そして
その頂部および底部にある変換器と完全に直交するパイ
プ両側面の中間点に、それぞれ配置される。各変換器の
配置と二つのリングの場所は、パイプ内の気体−液体お
よび液体−液体境界面の場所と動きに関する所望の情報
を提供する。
リングと、一つの静電容量プレートのリングからなる。
この超音波リングは、４つの変換機で構成することがで
き、各変換機は、パイプの頂部、パイプの底部、そして
その頂部および底部にある変換器と完全に直交するパイ
プ両側面の中間点に、それぞれ配置される。各変換器の
配置と二つのリングの場所は、パイプ内の気体−液体お
よび液体−液体境界面の場所と動きに関する所望の情報
を提供する。
前記静電容量リングは、パイプ内の管壁に極めて近い
位置に同心円状に配置された、一対の静電容量プレート
とすることができる。もし適当な材料が使われているな
ら、管壁そのものを静電容量プレートとして使うことも
できる。前記静電容量リングは、パイプ円周に沿って約
12の円弧部に電気的に分離されていてもよい。各円弧部
は、環のその部分を流れる流体の誘電率を表示し、その
流体の成分が水か、液状炭化水素か、又は気体かを判別
するのに使われる。この静電容量プレートは、流入する
流体に対しても開放されている。このため流入する流体
の誘電率を測定し、流路を横切る炭化水素から水を、そ
して恐らく気体からオイルを区別することができる。こ
の静電容量の測定値は、静電容量表示機によって表示さ
れる。超音波センサからのアウトプットと併せて、この
静電容量測定値は、流路内で生じている流体の流れの形
態と、流体流の相対体積比率を示す。
位置に同心円状に配置された、一対の静電容量プレート
とすることができる。もし適当な材料が使われているな
ら、管壁そのものを静電容量プレートとして使うことも
できる。前記静電容量リングは、パイプ円周に沿って約
12の円弧部に電気的に分離されていてもよい。各円弧部
は、環のその部分を流れる流体の誘電率を表示し、その
流体の成分が水か、液状炭化水素か、又は気体かを判別
するのに使われる。この静電容量プレートは、流入する
流体に対しても開放されている。このため流入する流体
の誘電率を測定し、流路を横切る炭化水素から水を、そ
して恐らく気体からオイルを区別することができる。こ
の静電容量の測定値は、静電容量表示機によって表示さ
れる。超音波センサからのアウトプットと併せて、この
静電容量測定値は、流路内で生じている流体の流れの形
態と、流体流の相対体積比率を示す。
本発明を用いた、三相の内部流量測定結果をグラフ化
することによって、各油井坑における各流体の相対比率
を測定することができる。採掘現場の分離機で監視され
る全採掘量に対するこの三つの流体の比は、油井坑の各
相の生産量を常時監視するために使用される。
することによって、各油井坑における各流体の相対比率
を測定することができる。採掘現場の分離機で監視され
る全採掘量に対するこの三つの流体の比は、油井坑の各
相の生産量を常時監視するために使用される。
図面 図１は、二つの超音波変換器のリングと、その二つの
超音波変換器のリングの中間に静電容量リングを有する
パイプの一部分を示す。
超音波変換器のリングの中間に静電容量リングを有する
パイプの一部分を示す。
図２は、図１の静電容量リングの詳細を示す。
図３は、四つの超音波変換器と、一つの静電容量リン
グをもつパイプであって、パイプ中央にガス、その周り
に液状炭化水素と水のあるパイプの断面を示す。
グをもつパイプであって、パイプ中央にガス、その周り
に液状炭化水素と水のあるパイプの断面を示す。
図４は、パイプ下側に水、その上に液状炭化水素と気
体が流れる成層流を示す。
体が流れる成層流を示す。
図５は、図１に示した水、液状炭化水素、気体スラグ
のあるパイプで、パイプ内にスラグ流状態が発生する予
兆を示している。
のあるパイプで、パイプ内にスラグ流状態が発生する予
兆を示している。
詳細説明 図１には、パイプの区分12に、三つの測定センサ・リ
ング14,16,18をもつ多段監視ツールが示されている。測
定センサ・リング14,16,18は、好ましくは、パイプライ
ンへの敷設前にパイプ区分12内側に設置される。代替法
としては、各センサ・リングがパイプ区分12の内部に搭
載され、これが後に繋ぎ合わされてもよい。このパイプ
は水平位置に示されているが、例えば縦方向、水平と縦
の中間傾斜方向など、角度がついたパイプであってもこ
のツールは機能する。
ング14,16,18をもつ多段監視ツールが示されている。測
定センサ・リング14,16,18は、好ましくは、パイプライ
ンへの敷設前にパイプ区分12内側に設置される。代替法
としては、各センサ・リングがパイプ区分12の内部に搭
載され、これが後に繋ぎ合わされてもよい。このパイプ
は水平位置に示されているが、例えば縦方向、水平と縦
の中間傾斜方向など、角度がついたパイプであってもこ
のツールは機能する。
測定センサ・リング14は、超音波変換器20,22,24,26
を、また測定センサ・リング16は、超音波変換器28,30,
32,34を有し、それぞれのセットは、パイプ区分12の頂
部、両側部、底部に、相互に直交するように搭載され
る。これらセンサは、図３と４に、より詳しく示されて
いる。これらのセンサ・リングは、もっと多くのセンサ
を、例えば超音波センサ・リングが、パイプの内部円周
上で頂上部から始めて等間隔に８から16個のセンサを有
していてもよい。各変換器の配置と、二つのリングの場
所は、そのリングの場所における、パイプ内の気体／液
体／液体間の位置と変化に関する所望の情報を提供す
る。
を、また測定センサ・リング16は、超音波変換器28,30,
32,34を有し、それぞれのセットは、パイプ区分12の頂
部、両側部、底部に、相互に直交するように搭載され
る。これらセンサは、図３と４に、より詳しく示されて
いる。これらのセンサ・リングは、もっと多くのセンサ
を、例えば超音波センサ・リングが、パイプの内部円周
上で頂上部から始めて等間隔に８から16個のセンサを有
していてもよい。各変換器の配置と、二つのリングの場
所は、そのリングの場所における、パイプ内の気体／液
体／液体間の位置と変化に関する所望の情報を提供す
る。
第３の測定センサ・リング18は、静電容量プレート36
と38の同心円状のセットで、図１のパイプ区分12の中央
部、および図２に示されている。測定センサ・リング18
の拡大が図２に示されている。静電容量プレート36と38
の同心円状の構成には、いくつかの非導電性の仕切40が
あり、このためリング周りにいくつかの個別の静電容量
円弧部42−64が構成される。本発明では12個の円弧部が
あるが、本発明の他の実施態様では、それより多い、も
しくは少ない円弧部とすることもできる。例えば、パイ
プ環内の各流体相の領域範囲を測定する目的に使用され
る静電容量プレートの同心円状のセットでは、必要とさ
れる感度に応じて８から24個の個別の円弧部に分けるこ
とができる。各円弧部は静電容量を表示、これが環内の
その部分を流れる流体の誘電率を示し、これによってそ
の地点における流れの流体成分が水か、液状炭化水素
か、気体かの指標を提供する。
と38の同心円状のセットで、図１のパイプ区分12の中央
部、および図２に示されている。測定センサ・リング18
の拡大が図２に示されている。静電容量プレート36と38
の同心円状の構成には、いくつかの非導電性の仕切40が
あり、このためリング周りにいくつかの個別の静電容量
円弧部42−64が構成される。本発明では12個の円弧部が
あるが、本発明の他の実施態様では、それより多い、も
しくは少ない円弧部とすることもできる。例えば、パイ
プ環内の各流体相の領域範囲を測定する目的に使用され
る静電容量プレートの同心円状のセットでは、必要とさ
れる感度に応じて８から24個の個別の円弧部に分けるこ
とができる。各円弧部は静電容量を表示、これが環内の
その部分を流れる流体の誘電率を示し、これによってそ
の地点における流れの流体成分が水か、液状炭化水素
か、気体かの指標を提供する。
図１では、超音波測定センサ・リング14と16、および
静電容量測定センサ・リング18の各測定センサから出る
配線が、中央施設（図示せず）にあって測定センサ設備
を監視するコンピュータ19に接続されている状況を示
す。測定センサ・リング14,16,18から得られたセンサ・
データは、各流体相毎にパイプ区分12の断面領域につい
ての正確な測定結果を提供する。このような一連の断面
状況の積み重ねにより、相対体積を得ることができる。
全油井の混合流を、その設置場所において（恐らく集中
設備の分離装置において）測定する事により、本発明を
用いて、各流体別の油井毎の相対寄与度を計算すること
ができる。
静電容量測定センサ・リング18の各測定センサから出る
配線が、中央施設（図示せず）にあって測定センサ設備
を監視するコンピュータ19に接続されている状況を示
す。測定センサ・リング14,16,18から得られたセンサ・
データは、各流体相毎にパイプ区分12の断面領域につい
ての正確な測定結果を提供する。このような一連の断面
状況の積み重ねにより、相対体積を得ることができる。
全油井の混合流を、その設置場所において（恐らく集中
設備の分離装置において）測定する事により、本発明を
用いて、各流体別の油井毎の相対寄与度を計算すること
ができる。
採掘油井坑においては、多くの異なる流れの状態がみ
られるであろう。図３は、環状流の認知と監視に応用さ
れる測定理論を示す。環状流は通常は気体比率や全体の
生産率が高いときに発生する。気体がパイプ内の中央部
を流れ、液体がその気体の気泡と管壁の中間にできる環
状部内を流れる。
られるであろう。図３は、環状流の認知と監視に応用さ
れる測定理論を示す。環状流は通常は気体比率や全体の
生産率が高いときに発生する。気体がパイプ内の中央部
を流れ、液体がその気体の気泡と管壁の中間にできる環
状部内を流れる。
環状流において、図３に示す状況の時には、パイプ内
壁周りの静電容量プレートは、360度いずれも水である
ことを示す。図において、気体が無地、液状炭化水素が
左上がりの斜線、水が右上がりの斜線で示されている。
気体／液体の境界面は、変換器からの超音波信号で探知
することができる。境界面では非常に強い反射が起こる
ので、変換器から境界面へ行って帰る走査時間は容易に
測定される。より難しいのは、気体と変換器の間にある
オイルと水の液体／液体の相境界面である。この境界面
は、二相液体流内の超音波技術の使用により検出され
る。本発明により、したがってパイプ内三つ全ての流体
により占められる相対領域を判別できる。
壁周りの静電容量プレートは、360度いずれも水である
ことを示す。図において、気体が無地、液状炭化水素が
左上がりの斜線、水が右上がりの斜線で示されている。
気体／液体の境界面は、変換器からの超音波信号で探知
することができる。境界面では非常に強い反射が起こる
ので、変換器から境界面へ行って帰る走査時間は容易に
測定される。より難しいのは、気体と変換器の間にある
オイルと水の液体／液体の相境界面である。この境界面
は、二相液体流内の超音波技術の使用により検出され
る。本発明により、したがってパイプ内三つ全ての流体
により占められる相対領域を判別できる。
この領域の変化率を監視し、回収場所での合計の体積
率を得ることにより、さかのぼって三相の相対流量と、
時間経緯に対するその変化を知ることができる。
率を得ることにより、さかのぼって三相の相対流量と、
時間経緯に対するその変化を知ることができる。
図４は、成層流の例を示す。この流れの状態は、静電
容量リングと超音波センサの両者を使用して探知、測定
することができる。静電容量により、管壁または他の流
路壁面のどの部分を気体、水、液状炭化水素が占めてい
るのかが判別できる。超音波センサも診断的な機能を果
たす。頂部の変換器32は、気体を介して音波を伝播させ
る事ができない。側面の変換器30と34も、気体／液体境
界面がたまたま各変換器と垂直になっていない限り、恐
らく応答信号を受信することはない。これに対して底部
変換器28は、気体／液体境界面の明確な信号を得るはず
である。変換機28が発信し、受信した信号と、静電容量
データとが、領域の算定を可能にする。
容量リングと超音波センサの両者を使用して探知、測定
することができる。静電容量により、管壁または他の流
路壁面のどの部分を気体、水、液状炭化水素が占めてい
るのかが判別できる。超音波センサも診断的な機能を果
たす。頂部の変換器32は、気体を介して音波を伝播させ
る事ができない。側面の変換器30と34も、気体／液体境
界面がたまたま各変換器と垂直になっていない限り、恐
らく応答信号を受信することはない。これに対して底部
変換器28は、気体／液体境界面の明確な信号を得るはず
である。変換機28が発信し、受信した信号と、静電容量
データとが、領域の算定を可能にする。
本発明の代替実施態様は、気体／液体境界面をより良
くイメージするために、測定センサ・リング14に、より
多くの超音波変換器を設けることである。例えば、図示
したような成層流を正確にイメージするには、多分6,8
或いは10もの変換器が必要かもしれない。
くイメージするために、測定センサ・リング14に、より
多くの超音波変換器を設けることである。例えば、図示
したような成層流を正確にイメージするには、多分6,8
或いは10もの変換器が必要かもしれない。
図５は、パイプ12内のスラグ流状態を示す。ここでも
静電容量リング18は液体／液体境界面の位置に関する情
報を提供し、超音波測定センサ・リング14と16は、パイ
プに沿って動く気体スラグを探知する。測定センサ14と
16との間の正確な距離を知ることで、流れの気体部分の
更なる容量算定ができる。
静電容量リング18は液体／液体境界面の位置に関する情
報を提供し、超音波測定センサ・リング14と16は、パイ
プに沿って動く気体スラグを探知する。測定センサ14と
16との間の正確な距離を知ることで、流れの気体部分の
更なる容量算定ができる。
本発明の他の実施態様は、特に環の外周の縁近傍か
ら、流体の流量を直接測定するようにデザインすること
である。例えば、第１静電容量リングの近傍に第２静電
容量リングを設ければ、液体の急激な僅かの目盛り変化
を示し、これはそのスピードを表す。例えば、波打つ液
体対液体、気体対液体の境界面は環に沿って進み、その
速度は測定可能である。もう一つの実施態様は、変換器
付きの第１測定センサ・リング14のすぐ上流に、スパー
カを設置することである。短時間の気泡噴出を生み、測
定センサ・リング14と16の間でその気泡が液体と一緒に
流れる時間を測定する。これにより、液体の速度が測定
できる。いいかえれば、第１センサ・リングのすぐ上流
でパイプの底部にスパーカが設置され、流体流の中に一
連の気泡を発生させれば、その気泡の流れはリングを通
過するときに監視され、これで流量が計算される。
ら、流体の流量を直接測定するようにデザインすること
である。例えば、第１静電容量リングの近傍に第２静電
容量リングを設ければ、液体の急激な僅かの目盛り変化
を示し、これはそのスピードを表す。例えば、波打つ液
体対液体、気体対液体の境界面は環に沿って進み、その
速度は測定可能である。もう一つの実施態様は、変換器
付きの第１測定センサ・リング14のすぐ上流に、スパー
カを設置することである。短時間の気泡噴出を生み、測
定センサ・リング14と16の間でその気泡が液体と一緒に
流れる時間を測定する。これにより、液体の速度が測定
できる。いいかえれば、第１センサ・リングのすぐ上流
でパイプの底部にスパーカが設置され、流体流の中に一
連の気泡を発生させれば、その気泡の流れはリングを通
過するときに監視され、これで流量が計算される。
本発明の更に精巧な実施態様は、温度センサと熱線流
速計の複数のリングを設け、各場所での温度と、一連の
熱線の冷却量を監視することにより、流量を直接計算す
ることである。これらセンサの配置は静電容量リングと
同様で、それと共同で機能する。この複数センサのリン
グは、パイプ環内の各流体相の流量を測定するための同
心円状の熱線流速形もしくはサーモパイル（熱電対列）
のセットを含むことができる。この熱感応リングは、必
要な感度に応じて、８から24の個別の静電容量円弧部に
分割される。この実施態様では、パイプの環内流体温度
を監視する温度感応探針セットを含むこともできる。こ
の温度測定と温度低下率を合わせて，その流体の流量を
得ることができる。
速計の複数のリングを設け、各場所での温度と、一連の
熱線の冷却量を監視することにより、流量を直接計算す
ることである。これらセンサの配置は静電容量リングと
同様で、それと共同で機能する。この複数センサのリン
グは、パイプ環内の各流体相の流量を測定するための同
心円状の熱線流速形もしくはサーモパイル（熱電対列）
のセットを含むことができる。この熱感応リングは、必
要な感度に応じて、８から24の個別の静電容量円弧部に
分割される。この実施態様では、パイプの環内流体温度
を監視する温度感応探針セットを含むこともできる。こ
の温度測定と温度低下率を合わせて，その流体の流量を
得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−112757（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−70078（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−121769（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−12315（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−188024（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−53958（ＪＰ，Ｕ) 米国特許4751842（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 27/22 G01F 23/28 G01F 1/68 - 1/699
Claims (9)
- 【請求項１】多相流が流路を流れる際に前記流路内の流
体間の境界面の変化を探知するために前記流路に間隔を
設けて配置された少なくとも２つのセンサ・リング手段
であって、各々が前記流路の周囲に均等間隔で配置され
た複数のセンサを有するセンサ・リング手段と、 前記流路を横切る流体の流れの形態を特定するため、前
記少なくとも２つのセンサ・リング手段の各々と間隔を
設けて配置された少なくとも１つの環状の静電容量探知
機と、を有する流路内の多相流を測定する装置。 - 【請求項２】前記センサ・リングが超音波変換器を有す
る、請求項１に係る装置。 - 【請求項３】前記環状の静電容量探知機が、前記流路内
の各流体相の占める範囲を測定する目的で同心円状に配
置された静電容量プレートのセットを含む、請求項１ま
たは２に係る装置。 - 【請求項４】前記静電容量プレートが、予め定められた
数の個別の静電容量円弧部に分割されている、請求項３
にかかる装置。 - 【請求項５】前記流路内の気泡の移動速度を測定し、前
記測定された気泡の移動速度から前記センサで特定され
た流体の流量を求める手段を更に含む、請求項１から請
求項４のいずれか一に係る装置。 - 【請求項６】前記流路内の流量を測定する、同心円状に
配置された熱線流速計セット、もしくは同心円状に配置
されたサーモパイル・セットを含む、請求項１から請求
項５のいずれか一に係る装置。 - 【請求項７】流路内の多相流体流を測定する方法であっ
て、 前記流路の周囲に配置された複数のセンサを有するセン
サ・リングにより、第１場所において前記多相流体流内
の流体間の境界面を特定するステップと、 前記流路の周囲に配置された複数のセンサを持つセンサ
・リングにより、前記第１場所の下流側の第２場所にお
いて前記多相流体流内の流体間の境界面を判別するステ
ップと、 前記第１場所から前記第２場所への前記流体間の境界面
の変化を探知するステップと、 環状の静電容量探知機を用いて、前記流路を横切る前記
流体の流れの形態を判別するステップと、からなる方
法。 - 【請求項８】同心円状に配置された静電容量プレート・
セットにより、前記流路内で各流体相が占める範囲を測
定することにより、前記流路を横切る流体の流れの形態
を判別する、請求項７に係る方法。 - 【請求項９】前記流路内の気泡の移動速度を測定する手
段を用いて気泡の移動速度を測定し、前記測定された気
泡の移動速度から前記センサで特定された流体の流量を
求めるステップを含む、請求項７もしくは８に係る方
法。
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