[发明专利]用于分析多相流体的系统和方法

权利要求书

1.一种用于分析多相流体的装置，包括：

光纤，用于提供电磁辐射；

棱镜，所述棱镜反射所述电磁辐射的一部分，以生成所述电磁辐射的反射部分，其中所述棱镜完全浸入多相流体中；以及

处理子系统，基于所述电磁辐射的反射部分的至少一部分来分析所述多相流体，

其中所述光纤的主光轴与所述棱镜的主光轴基本上对齐，以使得：

(a) 所述棱镜的主光轴与第一光纤的主光轴平行并且基本上落在单直线上；或者

(b) 所述棱镜的主光轴与所述第一光纤的主光轴平行，以及所述棱镜的主光轴与所述第一光纤的主光轴之间的距离是在大约0至30微米的范围中；以及

其中所述光纤没有与所述多相流体直接物理接触。

2.如权利要求1所述的装置，其中，所述光纤的一端与所述棱镜的底直接物理接触。

3.如权利要求1所述的装置，还包括生成所述电磁辐射的波源，其中所述波源是相干源或者非相干源。

4.如权利要求3所述的装置，其中，所述光纤包括耦合到主耦合装置的第一光纤和第二光纤，其中所述第一光纤的一端与所述棱镜直接物理接触，以及所述第二光纤的一端耦合到所述波源。

5.如权利要求4所述的装置，其中，所述主耦合装置：

通过所述第二光纤从所述波源接收所述电磁辐射；

将所述电磁辐射分为第一电磁辐射部分和第二电磁辐射部分；

通过所述第一光纤来定向所述第一电磁辐射部分，以照射浸入所述多相流体中的所述棱镜；以及

通过第三光纤将所述第二电磁辐射部分定向到至少一个检测器。

6.如权利要求5所述的装置，其中，所述棱镜反射所述第一电磁辐射部分的至少一部分，以生成所述第一电磁辐射部分的反射部分。

7.如权利要求6所述的装置，其中，所述第一电磁辐射部分的所述反射部分包括所述第一电磁辐射部分的0%到所述第一电磁辐射部分的大约80%的范围。

8.如权利要求4所述的装置，其中，所述主耦合装置包括耦合器和循环器中的至少一个。

9.如权利要求6所述的装置，其中，所述主耦合装置：

将所述第一电磁辐射部分的所述反射部分分为第一分割反射部分和第二分割反射部分；以及

将所述第一分割反射部分定向到检测器。

10.如权利要求9所述的装置，其中，所述处理子系统还基于所述第一分割反射部分和所述第二电磁辐射部分来确定所述多相流体中感兴趣流体的浓度、天然气-液相分数或者其组合。

11.如权利要求9所述的装置，还包括耦合到所述第三光纤的一端的所述检测器，其中所述检测器：

将所述第一分割反射部分转换成反射电信号，所述反射电信号表示所述第一分割反射部分的强度；

将所述第二电磁辐射部分转换成参考电信号，所述参考电信号表示所述第二电磁辐射部分的强度；以及

向所述处理子系统传送所述反射电信号和所述参考电信号。

12.如权利要求11所述的装置，其中，所述处理子系统基于所述反射电信号和所述参考电信号来分析所述多相流体。

13.如权利要求10所述的装置，其中，所述棱镜的折射率与所述感兴趣流体的折射率相比更大、更低或者是相同的。

14.如权利要求1所述的装置，其中，所述多相流体包括气、水、石油、天然气或其他碳氢化合物或者其组合。