[发明专利]流量计校准方法和系统

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求2005年8月23日提交的题目为“流量计校准方法和 系统”的美国临时申请序列号60/710,663号的利益，其通过参考结合 于此，如同在下面完全再现。

背景技术

在从地面移出碳氢化合物之后，流体流(例如原油或天然气)经 由管道从一处输送到另一处。希望精确地知道在流体流中流动的流体 的量，并且当流体转手(change hands)，或者“保管转移”(custody  transfer)时，要求特别的精确性。

流量计校准方法“校准”流量计测量的精度。图1示出用于校准 涡轮流量计12的系统10。基于在流体流中的涡轮状结构的转动，涡轮 流量计产生电脉冲(示于图1)，其中每个脉冲与流量成比例，并且脉 冲速率与流动速率成比例。校准时间是由首先流过校准器20中的上游 检测器16然后流过下游检测器18的校准元件所限定的时间段(也是 图1中所示的校准时间)。来自上游检测器16和下游检测器18的表 示校准时间的信号在处理器26中采集。该处理器26也采集来自信号 线14的脉冲并且确定那些脉冲落在校准时间内。由涡轮流量计12在 该校准时间期间产生的脉冲的数目是在该校准时间期间由该流量计测 量到的量的指示。通过将校准器的数据与由该流量计测量到的量进行 比较，可以对该流量计进行“校准”。

图2示出用于校准超声流量计52的另一种系统50。对于超声是 指：在通过该流体流来回发送超声信号，并且根据该超声信号的各种 特性，可以计算出流体流量。超声流量计产生批量流动速率数据，其 中每批都包括通过该流体来回发送的多组超声信号，并且因此其中每 批都经过一定时间段(例如，一秒钟)。由该流量计确定的流动速率 对应于在该批时间段上的平均流动速率，而不是在特定时间点的流动 速率。

美国石油学会(API)要求：通过比较校准器数据和流量计数据来 进行校准，其中该流量计数据由脉冲确定。依据这种标准命令，来自 超声流量计的数据被转换成脉冲，以便用于校准目的。这种转换可以 在内部处理器54中进行，其中脉冲供给外部处理器26，以像上面描述 的那样校准该超声流量计52。但是，由超声流量计产生的脉冲可以是 基于具有在一批时间段结束之后所产生的脉冲的一批时间段上的平均 流率。因此，即便特定的脉冲可以落在该校准时间内，但是由于该流 量计的批量操作，形成该脉冲基础的流体流可能在该校准时间开始之 前就已经发生。同样，由于流量计的批量性质，在校准时间期间通过 流量计的流体流量的值可能被转换成落在该校准时间外的脉冲。在校 准流量计中的这些和其他可能的困难成为现有技术流量计校准方法的 缺点。

发明内容

上面指出的问题通过一种流量计校准方法和系统大部分得到解 决。至少一些图示的实施例是方法，该方法包括以下步骤：用校准装 置建立校准时间；用流量计测量出流体的流动速率，该流量计利用在 一个时间段上进行多次测量，以产生各个流动速率值(该流量计电连 接于校准装置)；并且根据流动速率，产生在校准时间上的流量计数 据。根据该流动速率产生流量计数据不涉及：由流量计产生脉冲串输 出信号和根据该脉冲串的特性产生流量计数据(volume)。而是，在 校准时间期间，该流量计的一个或多个批量时间段更密切地与该校准 时间相关，并且该流量计的流动速率整个地或部分地根据在与该校准 时间相关的一个或多个批量时间段期间产生的各个测量值。

其他图示的实施例是系统，该系统包括校准装置(配置成建立校 准时间)和流量计。该流量计包括流体地连接在流体流内的管段 (spoolpiece)、机械地连接于该管段的传感器对、以及电连接于该传 感器对的处理器。该流量计的处理器电连接于该校准装置，并且该流 量计的处理器计算在校准时间期间流动通过该流量计的流体的量。

其他图示的实施例是超声流量计，其包括管段(配置成连接在流 体通道内)、机械地连接于该管段的多个超声传感器，并且这些超声 传感器设置成使得超声传感器将超声能量施加于该管段内的流体。该 处理器电连接于该多个超声传感器，并配置成电连接于校准器并且从 校准器接收表示第一时间段的信号。该处理器计算测试数据，该测试 数据为对应于该第一时间段的通过该流量计的流体流的量。

附图说明

为了更详细地描述各个实施例，下面将参考附图，其中：

图1示出相关技术的校准器和涡轮式流量计的布置；