專利名稱：監測烴流體流的制作方法
技術領域：
本發明涉及監測烴流體流，更加特別地在海底烴抽取設施的采油樹上。
背景技術：
從離岸的儲藏所或者井流出的烴流體本質上是多相的，因為它包含油、氣體以及水，并且還可能包含諸如沙子的微粒。使用多相測量計來測量流體中的氣體、油以及水的含量，并且合并其它傳感器，以測量微粒。傳感器設備一般安裝在設置在海底上的采油樹上，并且通常在設計已經確立之后放置在采油樹上，并且因此，傳感器位置常常由實際問題規定，而不是用于測量的最優位置。當前的實踐是將多相測量計設置在采油樹上，而傳感器包定位在方便的位置處。傳感器包通常包含成束的傳感器，所以單個傳感器可能不全是理想地定位以精確地測量它們的特定參數。一些流體流測量技術需要該流被調整(例如，層流或紊流)以處于它們最精確的狀態。需要更加精確的測量方法。 流體流的其中一個最關鍵的方面是它對設備和流體管道所具有的影響，該影響是由于
一水合物形成 一蠟沉積
一騰涌(slugging)
一腐蝕
這些對于高效的流體流、設備壽命以及全壽命的維修需求具有嚴重的影響，但是可通過采取適當補救措施，例如使用化學劑注入來清潔流體管道的表面而減至最小。需要精確地辨別、定位并測量這些影響。然而，足夠可靠和精確的傳感器的可獲得性已經限制了提供所要求的信息的能力，并且還因為傳感器包在采油樹上的定位是在采油樹設計已經確立之后，所以定位不是最優的。

發明內容
根據本發明從一個方面，提供了一種為用于海底烴抽取設施的采油樹提供用于監測與通過在采油樹處的管線的烴流體流相關的多個不同特性的裝置的方法，該方法包括提供各用于監測所述特性中的至少一個的多個傳感裝置，以及考慮管線的構型使傳感裝置中的每一個定位成處于或靠近對于監測特性中的至少一個而言最優的位置。根據本發明從另一方面，提供了一種用于海底烴抽取設施的采油樹，該采油樹設有用于監測與通過在采油樹處的管線的烴流體流相關的多個不同特性的裝置，所述監測裝置包括各用于監測所述特性中的至少一個的多個傳感裝置，并且，考慮管線的構型使傳感裝置中的每一個定位成處于或靠近對于監測特性中的至少一個而言最優的位置。所述傳感裝置中的一個可以包括用于監測振動和/或應變的裝置，并且定位成處于或靠近閥。另外或作為備選，所述傳感裝置中的一個可包括用于監測振動和/或應變的裝置，并且定位成處于或靠近管線的已知弱點。所述傳感裝置中的一個可包括用于監測體積密度的裝置，并且定位成處于或靠近管線中的紊流點。所述傳感裝置中的一個可包括用于監測所述流中的微粒的裝置，并且定位成處于或靠近管線中的彎部。所述傳感裝置中的一個可定位成處于或靠近管線中的穩態流的區域。所述傳感裝置中的一個可包括用于監測管線的腐蝕的裝置，并且定位成處于或靠近管線的腐蝕最嚴重的位置。所述傳感裝置中的一個可包括用于監測壓力降的裝置，并且定位成處于或靠近管線的節流口(restriction)或已知的幾何結構變化處。 所述傳感裝置中的一個可包括用于監測溫度的裝置，并且定位成處于或靠近與干擾溫度隔離的區域。


圖I是根據本發明的實施例的海底采油樹的簡化的示意說明。
具體實施例方式海底烴抽取設施的海底采油樹，在其基本形式上容納了用于控制來自井的流體流的若干閥(諸如主流控制閥和定向流閥)，以及使得閥能夠依靠電力促動器或液壓促動器控制的海底控制模塊。還存在提供關于海底系統的健康狀態的必要數據并用于提供數據以優化來自井的流體流的傳感器包。采油樹機械結構和所設置的設備的物理構型導致了承載烴流體的流動管線具有若干急彎部，并且能夠使用這些以提供用于一些傳感器測量的必需的優化位置。圖I是根據本發明的實施例顯示了主要烴流管線構件和采油樹中的用于設置一些典型傳感器的適當位置的簡化的示意說明。在圖I中，在井口 2處的海底采油樹I具有采油樹帽3和從生產油管5供給的流動管線4。流動管線4沿箭頭A的方向離開采油樹I到達流送管(flow line)，并且具有第一、第二以及第三劇烈或急劇的彎部6、7和8。在油管5和彎部6之間，管線4具有流動控制閥9，并且在彎部8與流送管之間，管道具有定向控制閥10，在彎部8與閥10之間存在著管線4的分支區段11，其具有定向控制閥12。本發明的實施例利用對烴流動管線中的流態和采油樹上的閥構型的了解來將合適的分立的傳感器放置在最適當的位置中，以獲得與烴流體流相關的特性的更加精確的全面監測。傳感器的布置利用采油樹的物理構型，考慮管線4的構型，使得這種特性的測量能夠通過使用分立的傳感器做出，傳感器各以最有意義的方式放置成處于或靠近對于其測量而言的流體流中的最優位置。能夠在采油樹上辨別其最優位置(圖I中所示)的典型測量是
一振動和/或應變測量一通過使傳感器13定位成處于或靠近閥9 (其可導致振動)，或者處于已知的弱點；
一體積密度測量一通過使傳感器14定位成處于或靠近諸如閥9或者其它干擾之后的高紊流點；
一微粒探測，例如沙子探測一通過使聲音傳感器15定位成處于或靠近管線4中的急彎部7以探測顆粒影響，這是非侵入性的并且裝配至管線4的外側；
一超聲、電阻抗譜、微波測量或類似一通過使 傳感器16定位成在彎部7與8之間，在此處，存在調整的穩態流；
一腐蝕測量一通過使傳感器17定位成處于或者靠近存在著最嚴重的腐蝕的彎部8，以做出直接測量；
一壓力降一通過定位傳感器18，其測量通過節流口或已知的幾何結構變化處的壓力降，諸如越過閥10的壓力降；以及
一溫度測量一通過將傳感器19放置在閥12之前，處于或靠近與任何干擾溫度最隔離的點。使用本發明的優點 技術的
一與常規方法相比，它提供了測量產生的流體的特性的顯著地更加詳細且精確的方法 商業的
一與將附接至采油樹的儀器整合為獨立的儀器包的常規方案相比，它將提供用于采油樹的增加的功能性。
權利要求
1.一種為用于海底烴抽取設施的采油樹提供用于監測與通過在所述采油樹處的管線的烴流體流相關的多個不同特性的裝置的方法，所述方法包括提供各用于監測所述特性中的至少一個的多個傳感裝置，以及考慮所述管線的構型使所述傳感裝置中的每一個定位成處于或靠近對于監測所述特性中的至少一個而言最優的位置。
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所述傳感裝置中的一個包括用于監測振動和/或應變的裝置，所述方法包括使它定位成處于或靠近閥。
3.根據權利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述傳感裝置中的一個包括用于監測振動和/或應變的裝置，所述方法包括使它定位成處于或靠近所述管線的已知的弱點。
4.根據前述權利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，所述傳感裝置中的一個包括用于監測體積密度的裝置，所述方法包括使它定位成處于或靠近所述管線中的紊流點。
5.根據前述權利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，所述傳感裝置中的一個包括用于監測所述流中的微粒的裝置，所述方法包括使它定位成處于或靠近所述管線中的彎部。
6.根據前述權利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，包括使所述傳感裝置中的一個定位成處于或靠近所述管線中的穩態流的區域。
7.根據前述權利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，所述傳感裝置中的一個包括用于監測所述管線的腐蝕的裝置，所述方法包括使它定位成處于或靠近所述管線的腐蝕最嚴重的位置。
8.根據前述權利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，所述傳感裝置中的一個包括用于監測壓力降的裝置，所述方法包括使它定位成處于或靠近所述管線的節流口或已知的幾何結構變化處。
9.根據前述權利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，所述傳感裝置中的一個包括用于監測溫度的裝置，所述方法包括使它定位成處于或靠近與干擾溫度隔離的區域。
10.一種用于海底烴抽取設施的采油樹，所述采油樹設有用于監測與通過在所述采油樹處的管線的烴流體流相關的多個不同特性的裝置，所述監測裝置包括各用于監測所述特性中的至少一個的多個傳感裝置，并且，考慮所述管線的構型使所述傳感裝置中的每一個定位成處于或靠近對于監測所述特性中的至少一個而言最優的位置。
11.根據權利要求10所述的采油樹，其特征在于，所述傳感裝置中的一個包括用于監測振動和/或應變的裝置，并且定位成處于或靠近閥。
12.根據權利要求10或11所述的采油樹，其特征在于，所述傳感裝置中的一個包括用于監測振動和/或應變的裝置，并且定位成處于或靠近所述管線的已知的弱點。
13.根據權利要求10到12中的任一項所述的采油樹，其特征在于，所述傳感裝置中的一個包括用于監測體積密度的裝置，并且定位成處于或靠近所述管線中的紊流點。
14.根據權利要求10到13中的任一項所述的采油樹，其特征在于，所述傳感裝置中的一個包括用于監測所述流中的微粒的裝置，并且定位成處于或靠近所述管線中的彎部。
15.根據權利要求10到14中的任一項所述的采油樹，其特征在于，所述傳感裝置中的一個定位成處于或靠近所述管線中的穩態流的區域。
16.根據權利要求10到15中的任一項所述的采油樹，其特征在于，所述傳感裝置中的一個包括用于監測所述管線的腐蝕的裝置，并且定位成處于或靠近所述管線的腐蝕最嚴重的位置。
17.根據權利要求10到16中的任一項所述的采油樹，其特征在于，所述傳感裝置中的一個包括用于監測壓力降的裝 置，并且定位成處于或靠近所述管線的節流口或已知的幾何結構變化處。
18.根據權利要求10到17中的任一項所述的采油樹，其特征在于，所述傳感裝置中的一個包括用于監測溫度的裝置，并且定位成處于或靠近與干擾溫度隔離的區域。
全文摘要
本發明涉及監測烴流體流，用于海底烴抽取設施的采油樹(1)設有用于監測與通過在采油樹處的管線(4)的烴流體流相關的多個不同特性的裝置。提供了多個傳感裝置(13,14,15,16,17,18)，各用于監測所述特性中的至少一個，考慮管線的構型使它們中的每一個定位成處于或靠近對于監測特性中的至少一個而言最優的位置。
文檔編號E21B47/06GK102777168SQ201210147230
公開日2012年11月14日 申請日期2012年5月14日 優先權日2011年5月13日
發明者A.巴斯布姆, N.埃爾森, P.維亞斯, R.菲利普斯 申請人:韋特柯格雷控制系統有限公司