专利名称：监测烃流体流的制作方法
技术领域：
本发明涉及监测烃流体流，更加特别地在海底烃抽取设施的采油树上。
背景技术：
从离岸的储藏所或者井流出的烃流体本质上是多相的，因为它包含油、气体以及水，并且还可能包含诸如沙子的微粒。使用多相测量计来测量流体中的气体、油以及水的含量，并且合并其它传感器，以测量微粒。传感器设备一般安装在设置在海底上的采油树上，并且通常在设计已经确立之后放置在采油树上，并且因此，传感器位置常常由实际问题规定，而不是用于测量的最优位置。当前的实践是将多相测量计设置在采油树上，而传感器包定位在方便的位置处。传感器包通常包含成束的传感器，所以单个传感器可能不全是理想地定位以精确地测量它们的特定参数。一些流体流测量技术需要该流被调整(例如，层流或紊流)以处于它们最精确的状态。需要更加精确的测量方法。 流体流的其中一个最关键的方面是它对设备和流体管道所具有的影响，该影响是由于
一水合物形成 一蜡沉积
一腾涌(slugging)
一腐蚀
这些对于高效的流体流、设备寿命以及全寿命的维修需求具有严重的影响，但是可通过采取适当补救措施，例如使用化学剂注入来清洁流体管道的表面而减至最小。需要精确地辨别、定位并测量这些影响。然而，足够可靠和精确的传感器的可获得性已经限制了提供所要求的信息的能力，并且还因为传感器包在采油树上的定位是在采油树设计已经确立之后，所以定位不是最优的。
发明内容
根据本发明从一个方面，提供了一种为用于海底烃抽取设施的采油树提供用于监测与通过在采油树处的管线的烃流体流相关的多个不同特性的装置的方法，该方法包括提供各用于监测所述特性中的至少一个的多个传感装置，以及考虑管线的构型使传感装置中的每一个定位成处于或靠近对于监测特性中的至少一个而言最优的位置。根据本发明从另一方面，提供了一种用于海底烃抽取设施的采油树，该采油树设有用于监测与通过在采油树处的管线的烃流体流相关的多个不同特性的装置，所述监测装置包括各用于监测所述特性中的至少一个的多个传感装置，并且，考虑管线的构型使传感装置中的每一个定位成处于或靠近对于监测特性中的至少一个而言最优的位置。所述传感装置中的一个可以包括用于监测振动和/或应变的装置，并且定位成处于或靠近阀。另外或作为备选，所述传感装置中的一个可包括用于监测振动和/或应变的装置，并且定位成处于或靠近管线的已知弱点。所述传感装置中的一个可包括用于监测体积密度的装置，并且定位成处于或靠近管线中的紊流点。所述传感装置中的一个可包括用于监测所述流中的微粒的装置，并且定位成处于或靠近管线中的弯部。所述传感装置中的一个可定位成处于或靠近管线中的稳态流的区域。所述传感装置中的一个可包括用于监测管线的腐蚀的装置，并且定位成处于或靠近管线的腐蚀最严重的位置。所述传感装置中的一个可包括用于监测压力降的装置，并且定位成处于或靠近管线的节流口(restriction)或已知的几何结构变化处。 所述传感装置中的一个可包括用于监测温度的装置，并且定位成处于或靠近与干扰温度隔离的区域。
图I是根据本发明的实施例的海底采油树的简化的示意说明。
具体实施例方式海底烃抽取设施的海底采油树，在其基本形式上容纳了用于控制来自井的流体流的若干阀(诸如主流控制阀和定向流阀)，以及使得阀能够依靠电力促动器或液压促动器控制的海底控制模块。还存在提供关于海底系统的健康状态的必要数据并用于提供数据以优化来自井的流体流的传感器包。采油树机械结构和所设置的设备的物理构型导致了承载烃流体的流动管线具有若干急弯部，并且能够使用这些以提供用于一些传感器测量的必需的优化位置。图I是根据本发明的实施例显示了主要烃流管线构件和采油树中的用于设置一些典型传感器的适当位置的简化的示意说明。在图I中，在井口 2处的海底采油树I具有采油树帽3和从生产油管5供给的流动管线4。流动管线4沿箭头A的方向离开采油树I到达流送管(flow line)，并且具有第一、第二以及第三剧烈或急剧的弯部6、7和8。在油管5和弯部6之间，管线4具有流动控制阀9，并且在弯部8与流送管之间，管道具有定向控制阀10，在弯部8与阀10之间存在着管线4的分支区段11，其具有定向控制阀12。本发明的实施例利用对烃流动管线中的流态和采油树上的阀构型的了解来将合适的分立的传感器放置在最适当的位置中，以获得与烃流体流相关的特性的更加精确的全面监测。传感器的布置利用采油树的物理构型，考虑管线4的构型，使得这种特性的测量能够通过使用分立的传感器做出，传感器各以最有意义的方式放置成处于或靠近对于其测量而言的流体流中的最优位置。能够在采油树上辨别其最优位置(图I中所示)的典型测量是
一振动和/或应变测量一通过使传感器13定位成处于或靠近阀9 (其可导致振动)，或者处于已知的弱点；
一体积密度测量一通过使传感器14定位成处于或靠近诸如阀9或者其它干扰之后的高紊流点；
一微粒探测，例如沙子探测一通过使声音传感器15定位成处于或靠近管线4中的急弯部7以探测颗粒影响，这是非侵入性的并且装配至管线4的外侧；
一超声、电阻抗谱、微波测量或类似一通过使 传感器16定位成在弯部7与8之间，在此处，存在调整的稳态流；
一腐蚀测量一通过使传感器17定位成处于或者靠近存在着最严重的腐蚀的弯部8，以做出直接测量；
一压力降一通过定位传感器18，其测量通过节流口或已知的几何结构变化处的压力降，诸如越过阀10的压力降；以及
一温度测量一通过将传感器19放置在阀12之前，处于或靠近与任何干扰温度最隔离的点。使用本发明的优点 技术的
一与常规方法相比，它提供了测量产生的流体的特性的显著地更加详细且精确的方法 商业的
一与将附接至采油树的仪器整合为独立的仪器包的常规方案相比，它将提供用于采油树的增加的功能性。
权利要求
1.一种为用于海底烃抽取设施的采油树提供用于监测与通过在所述采油树处的管线的烃流体流相关的多个不同特性的装置的方法，所述方法包括提供各用于监测所述特性中的至少一个的多个传感装置，以及考虑所述管线的构型使所述传感装置中的每一个定位成处于或靠近对于监测所述特性中的至少一个而言最优的位置。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述传感装置中的一个包括用于监测振动和/或应变的装置，所述方法包括使它定位成处于或靠近阀。
3.根据权利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述传感装置中的一个包括用于监测振动和/或应变的装置，所述方法包括使它定位成处于或靠近所述管线的已知的弱点。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述传感装置中的一个包括用于监测体积密度的装置，所述方法包括使它定位成处于或靠近所述管线中的紊流点。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述传感装置中的一个包括用于监测所述流中的微粒的装置，所述方法包括使它定位成处于或靠近所述管线中的弯部。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，包括使所述传感装置中的一个定位成处于或靠近所述管线中的稳态流的区域。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述传感装置中的一个包括用于监测所述管线的腐蚀的装置，所述方法包括使它定位成处于或靠近所述管线的腐蚀最严重的位置。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述传感装置中的一个包括用于监测压力降的装置，所述方法包括使它定位成处于或靠近所述管线的节流口或已知的几何结构变化处。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述传感装置中的一个包括用于监测温度的装置，所述方法包括使它定位成处于或靠近与干扰温度隔离的区域。
10.一种用于海底烃抽取设施的采油树，所述采油树设有用于监测与通过在所述采油树处的管线的烃流体流相关的多个不同特性的装置，所述监测装置包括各用于监测所述特性中的至少一个的多个传感装置，并且，考虑所述管线的构型使所述传感装置中的每一个定位成处于或靠近对于监测所述特性中的至少一个而言最优的位置。
11.根据权利要求10所述的采油树，其特征在于，所述传感装置中的一个包括用于监测振动和/或应变的装置，并且定位成处于或靠近阀。
12.根据权利要求10或11所述的采油树，其特征在于，所述传感装置中的一个包括用于监测振动和/或应变的装置，并且定位成处于或靠近所述管线的已知的弱点。
13.根据权利要求10到12中的任一项所述的采油树，其特征在于，所述传感装置中的一个包括用于监测体积密度的装置，并且定位成处于或靠近所述管线中的紊流点。
14.根据权利要求10到13中的任一项所述的采油树，其特征在于，所述传感装置中的一个包括用于监测所述流中的微粒的装置，并且定位成处于或靠近所述管线中的弯部。
15.根据权利要求10到14中的任一项所述的采油树，其特征在于，所述传感装置中的一个定位成处于或靠近所述管线中的稳态流的区域。
16.根据权利要求10到15中的任一项所述的采油树，其特征在于，所述传感装置中的一个包括用于监测所述管线的腐蚀的装置，并且定位成处于或靠近所述管线的腐蚀最严重的位置。
17.根据权利要求10到16中的任一项所述的采油树，其特征在于，所述传感装置中的一个包括用于监测压力降的装 置，并且定位成处于或靠近所述管线的节流口或已知的几何结构变化处。
18.根据权利要求10到17中的任一项所述的采油树，其特征在于，所述传感装置中的一个包括用于监测温度的装置，并且定位成处于或靠近与干扰温度隔离的区域。
全文摘要
本发明涉及监测烃流体流，用于海底烃抽取设施的采油树(1)设有用于监测与通过在采油树处的管线(4)的烃流体流相关的多个不同特性的装置。提供了多个传感装置(13,14,15,16,17,18)，各用于监测所述特性中的至少一个，考虑管线的构型使它们中的每一个定位成处于或靠近对于监测特性中的至少一个而言最优的位置。
文档编号E21B47/06GK102777168SQ201210147230
公开日2012年11月14日 申请日期2012年5月14日 优先权日2011年5月13日
发明者A.巴斯布姆, N.埃尔森, P.维亚斯, R.菲利普斯 申请人:韦特柯格雷控制系统有限公司