Определение расхода потока текучей среды

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА ПОТОКА ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ Приведены описания систем и способов для измерения плотностей и расходов газожидкостных текучих смесей. В этих системах и способах текучая смесь при протекании через трубопровод(1), который включает в себя сужение (3), принуждается к проявлению характеристик закручивающегося потока, при этом измеряется первая разность давления (P1) между двумя разнесенными по вертикали местоположениями измерения в трубопроводе, измеряется вторая разность давления (P2) между двумя разнесенными по горизонтали местоположениями измерения в трубопроводе, причем первое из горизонтально разнесенных местоположений измерения расположено в сужающейся зоне, а второе из горизонтально разнесенных положений измерения расположено выше по потоку или ниже по потоку относительно этой сужающейся зоны, а одно или большее количество разностей давления используется для определения плотности или расхода газожидкостной текучей смеси. 017365 Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к способу измерения плотности потока текучей среды, а именно к способу измерения расхода газожидкостной текучей смеси. Предшествующий уровень техники Определение расходов газа и жидкости, а также плотностей смеси в газожидкостных текучих смесях важно в нефтегазовой промышленности. Примером устройства для измерения таких расходов является система Vx Schlumberger (I. Atkinson,M. Berard, B.-V. Hanssen, G. S g ral, 17th International North Sea Flow Measurement Workshop, Oslo, Norway 25-28 октября 1999 г. "New Generation Multiphase Flowmeters from Schlumberger and Framo EngineeringAS"), которая содержит вертикально установленный расходомер Вентури, измерительное устройство измерения объемного содержания с двойной энергией гамма-излучения и связанные с ними процессоры. Эта система позволяет выполнять одновременные вычисления объемных расходов газа, воды и нефти в мультифазных потоках. Хотя и доказавшая свою эффективность, система Vx и другие обычные измерители мультифазных потоков являются относительно дорогостоящими, что приводит к ограничению их применения на"коричневых" месторождениях (старых месторождениях) (т.е. в нефтяных и газовых скважинах, производительность которых упала до величины ниже 1000 баррелей в день (0,0018 м 3/с и в других скважинах с низким дебитом углеводородов. Однако по всему миру количество таких месторождений, вероятно,насчитывает величину порядка 2-3 миллионов. Сущность изобретения Настоящее изобретение, по меньшей мере, частично основано на понимании того, что можно измерить разность вертикального давления, по существу, в горизонтальном трубопроводе, перемещающем поток текучей среды, и использовать полученную разность давления для определения плотности текучей среды. Затем плотность текучей среды может быть использована для вычисления расхода, такого как расход жидкости или газа в потоке газожидкостной текучей смеси, или для других целей. Таким образом, в общем, настоящее изобретение представляет собой способ и соответствующее ему устройство для определения плотности текучей среды, такой как газожидкостная текучая среда. Первым объектом настоящего изобретения является способ измерения плотности текучей среды,содержащий следующие этапы, на которых: обеспечивают трубопровод, через который протекает текучая среда (такая как газожидкостная текучая смесь), при этом трубопровод простирается, по существу, горизонтально; измеряют разность давлений между двумя разнесенными по вертикали местоположениями измерения в трубопроводе (например, на направленных в сторону друг друга верхнем и нижнем участках стенки трубопровода); используют эту разность давлений для определения плотности текучей среды. Измерение разности давлений в направлении, перпендикулярном направлению потока, имеет то преимущество, что фрикционные потери давления, обусловленные самим измерением, обычно будут равны нулю. Фрикционные потери давления трудно предсказать, особенно для мультифазных потоков, и они могут вносить значительные погрешности в измерения плотности. Плотность является важным параметром управления процессом. В мультифазных потоках она может использоваться (вместе с известными или измеренными плотностями отдельных фаз) для определения объемного содержания фракции. Это важно в том случае, когда поток подается, например, к устройству, которое может работать только с определенной газовой фракцией, такому как насос. Более конкретно, этот объект настоящего изобретения представляет собой способ измерения расхода газожидкостной текучей смеси, содержащий следующие этапы, на которых: обеспечивают трубопровод, через который протекает газожидкостная текучая смесь, этот трубопровод проходит, по существу, горизонтально и имеет зону сужения, имеющую уменьшенное поперечное сечение трубопровода; измеряют первую разность давления между двумя разнесенными по вертикали местоположениями измерения в трубопроводе; измеряют вторую разность давлений между двумя разнесенными по горизонтали местоположениями измерения в трубопроводе, причем первое из горизонтально разнесенных местоположений измерения расположено в зоне сужения, а второе из горизонтально разнесенных местоположений измерения расположено выше по потоку или ниже по потоку относительно этой сужающейся зоны; используют первую и вторую разность давлений для определения расхода (такого как расход газа и/или расход жидкости) газожидкостной текучей смеси. Таким образом, первая разность давлений в этом способе измерения расхода соответствует разности давлений более общего способа измерения плотности текучей среды. Как правило, и обычно, вертикально разнесенные местоположения измерения могут быть расположены на поперечном сечении трубопровода, которое содержит также одно из горизонтально разнесенных местоположений измерения. В таком случае это одно из горизонтально разнесенных местоположений измерения может совпадать с одним из вертикально разнесенных местоположений измерения.-1 017365 В отличие от системы Vx, которая для вычисления расхода требует использования определяемого с помощью гамма-излучения объемного содержания для вычисления расхода, данный способ измерения расхода использует первую разность давлений (которая, в сущности, представляет собой измерение плотности смеси или измерение величины давления гравитационного столба по трубопроводу) при определении расходов. Поскольку измерение разности давления может быть выполнено с использованием относительно недорогой, удобной и надежной технологии, то мультифазный расходомер, который использует этот способ, может быть пригодным для использования в "коричневых" месторождениях. Еще одно преимущество, относительно системы Vx, заключается в том, что при этом можно избежать проблем, связанных с безопасностью и угрозой здоровью, связанных с использованием источников гамма-излучения. В общем случае для того, чтобы вычислить плотность текучей среды из первой разности давлений,а также для того, чтобы вычислить расход из этой плотности и второй разности давлений, текучая смесь в местоположениях измерения должна проявлять характеристики предопределенного типа потока. Например, если известно, что смесь представляет собой, например, стратифицированный, турбулентный или гомогенный поток, то в соотношения, используемые для вычисления плотности текучей среды и расхода, могут быть внесены соответствующие поправки. Однако предпочтительно, чтобы смеси были подготовлены для того, чтобы проявлять характеристики закручивающегося потока, который в местоположениях измерения отделяет жидкость от газа. Например, трубопровод может иметь закручивающий элемент, такой как винтообразная вставка или лопастное устройство, предназначенное для индуцирования в этих местоположениях проявления характеристик закручивающегося потока. Закручивающий элемент может включать в себя один или большее количество спиралевидных элементов, идущих вдоль трубопровода в направлении потока текучей среды. Спиралевидные элементы предпочтительно расположены у стенки трубопровода и - при наблюдении вдоль оси трубопровода - оставляют центральную часть трубопровода свободной (т.е. они не продолжаются радиально внутрь до центральной оси трубопровода). Альтернативно, закручивающий элемент может быть образован тангенциальным каналом для впуска потока в трубопровод. Преимущество закручивающегося потока состоит в том, что его относительно просто создавать и поддерживать (в отличие от стратифицированного или гомогенизированного потока, которые в диапазоне измеряемого расстояния могут быть нестабильными). Кроме того, моделирование характеристик закручивающегося потока через трубку Вентури относительно определенно по сравнению, например, с моделированием стратифицированного или турбулентного потока. Закручивающийся поток, далее, является симметричным относительно оси потока, что приводит к тому, что вторая разность давлений не зависит от угловой ориентации. Индуцирование смеси с целью проявления характеристик закручивающегося потока разделяет жидкостную и газовую фазы этой смеси. Закручивающийся поток принуждает жидкость смеси смещаться к стенке трубопровода, т.е. образовывать жидкостное кольцо рядом со стенкой трубопровода, оставляя газовое ядро в центре трубопровода. Закручивающийся поток в области сужения будет иметь повышенное центробежное ускорение по сравнению с закручивающимся потоком вне области сужения (например, на входе области сужения). Это повышенное центробежное ускорение может увеличить смещение жидкости к стенке трубопровода. Таким образом, предпочтительно, чтобы в области сужения был индуцирован закручивающийся поток возбуждением закручивающегося потока в трубопроводе выше по потоку от области сужения. Внутри области сужения разделенный слой жидкости имеет тенденцию течь более медленно, чем газ, что увеличивает объемное содержание жидкости, облегчая исследование свойств жидкости. Кроме того, увеличенное центробежное разделение в области сужения может снизить количество газа, захваченного жидкостью, повышая точность оценки объемного содержания газа или жидкости. Второе из горизонтально разнесенных местоположений измерения предпочтительно расположено выше по потоку относительно области сужения. Когда смесь подготавливается для проявления характеристик закручивающегося потока в трубопроводе выше области сужения, второе из горизонтально разнесенных местоположений измерения может быть внутри этого закручивающегося потока. Обычно область сужения образована трубкой Вентури. Область сужения может являться горловиной трубки Вентури. Второе из горизонтально разнесенных местоположений измерения может быть расположено на входе трубки Вентури. Данный способ может дополнительно включать в себя этап измерения абсолютного давления потока, например, в одном из местоположений измерения, но предпочтительно в поперечном сечении трубопровода, содержащем вертикально разнесенные местоположения измерения. Затем абсолютное давление также может быть использовано для определения расхода. Способ может дополнительно включать в себя этап измерения температуры потока, например, в одном из местоположений измерения, но предпочтительно в поперечном сечении трубопровода, содержащем вертикально разнесенные местоположения измерения. Температура также может быть использована для определения расхода.-2 017365 Данный способ может дополнительно включать в себя этап измерения третьей разности давления между двумя дополнительными вертикально разнесенными местоположениями измерения в трубопроводе (например, на направленных в сторону друг друга верхнем и нижнем участках стенки трубопровода),отстоящими выше или ниже по потоку относительно разнесенных по вертикали местоположений измерения, в которых измеряется первая разность давлений, в котором первая, вторая и третья разности давлений используются для определения упомянутого расхода. Обычно и удобно, чтобы дополнительные вертикально разнесенные местоположения измерения могли быть расположены на поперечном сечении трубопровода, которое содержит также одно из горизонтально разнесенных местоположений измерения. Более конкретно, когда вертикально разнесенные местоположения для измерения первой разности давлений расположены на поперечном сечении трубопровода, которое содержит одно из горизонтально разнесенных местоположений измерения, дополнительные вертикально разнесенные местоположения для измерения третьей разности давлений могут располагаться на поперечном сечении трубопровода, которое содержит другое из горизонтально разнесенных местоположений измерения. В таком случае это другое из горизонтально разнесенных местоположений измерения может совпадать с одним из вертикально разнесенных местоположений измерения. Третья разность давлений, которая, подобно первой разности давлений, по существу, представляет собой измерение плотности смеси или измерение величины давления гравитационного столба по сечению трубопровода, может быть использована для компенсации скольжения в потоке смеси при определении расхода. Для компенсации возникающих в потоке нерегулярностей и уменьшения влияния шума на измерения измеренная разность или разности давлений могут представлять собой усредненную по времени разность или разности давлений. Данный способ дополнительно может включать в себя этап измерения абсолютного давления потока в поперечном сечении трубопровода, содержащем дополнительные вертикально разнесенные местоположения измерения, предпочтительно в одном из дополнительных вертикально разнесенных местоположений измерения, причем это абсолютное давление также используется при определении расхода. Способ может дополнительно включать в себя этап измерения температуры потока в поперечном сечении трубопровода, содержащем дополнительные вертикально разнесенные местоположения измерения,и предпочтительно в одном из дополнительных вертикально разнесенных местоположений измерения, в котором эта температура также используется при определении расхода. Жидкость смеси может содержать нефть и/или воду. Газ может представлять собой природный газ. Таким образом, газожидкостная текучая смесь может быть смесью природного газа, конденсата и, необязательно, воды. Второй объект настоящего изобретения представляет собой устройство для проведения измерений,используемых при определении плотности текучей среды, включающее в себя трубопровод, через который может протекать эта текучая среда (такая как газожидкостная текучая смесь), при этом трубопровод простирается, по существу, горизонтально; и измеритель давления для измерения разности давлений между двумя вертикально разнесенными местоположениями измерения в трубопроводе (например, в направленных в сторону друг друга верхнем и нижнем участках стенки трубопровода),в котором разность давлений используется для определения плотности текучей среды. Более конкретно, второй объект настоящего изобретения представляет собой устройство для проведения измерений, используемых при определении скорости газожидкостной текучей смеси, содержащее трубопровод, через который может протекать эта газожидкостная текучая смесь, при этом трубопровод простирается, по существу, горизонтально и имеет область сужения, имеющую уменьшенное поперечное сечение трубопровода; первый измеритель давления для измерения первой разности давлений между двумя вертикально разнесенными местоположениями измерения в трубопроводе и второй измеритель давления для измерения второй разности давлений между двумя горизонтально разнесенными местоположениями измерения в трубопроводе, причем первое из горизонтально разнесенных местоположений измерения расположено в зоне сужения, а второе из горизонтально разнесенных местоположений измерения расположено выше по потоку или ниже по потоку относительно этой зоны сужения,в котором первая и вторая разности давлений используются для определения расхода (такого как расход газа и/или расход жидкости) газожидкостной текучей смеси. Таким образом, первый измеритель давления этого способа проведения измерений, используемых при определении расхода, соответствует измерителю давления более общего способа проведения измерений, пригодных для использования при определении плотности текучей среды. Вертикально разнесенные местоположения измерения могут быть расположены на поперечном сечении трубопровода, которое содержит также одно из горизонтально разнесенных местоположений измерения. В таком случае это одно из горизонтально разнесенных местоположений измерения может совпадать с одним из вертикально разнесенных местоположений измерения.-3 017365 Таким образом, это устройство может быть использовано при осуществлении способа по первому объекту настоящего изобретения. Используемые по выбору отличительные признаки первого объекта могут быть применены ко второму объекту изобретения. Например, устройство может дополнительно включать в себя элемент, выполняющий подготовку текучей среды, который создает условия, при которых в смеси текучей среды в местоположениях измерения проявляются характеристики предопределенного типа потока. Элементом, выполняющим подготовку текучей среды, может быть закручивающий элемент, предназначенный для индуцирования в смеси в местоположениях измерения закручивающегося потока. Закручивающий элемент может представлять собой один или более спиралевидных элементов, идущих вдоль трубопровода в направлении потока текучей среды. Второе из горизонтально разнесенных местоположений измерения может находиться выше по потоку относительно области сужения. Область сужения может быть образована трубкой Вентури. Область сужения может являться горловиной трубки Вентури. Второе из горизонтально разнесенных местоположений измерения может быть расположено на входе трубки Вентури. Данное устройство может дополнительно включать в себя устройство для измерения абсолютного давления потока, например, в одном из местоположений измерения, но предпочтительно в поперечном сечении трубопровода, содержащем вертикально разнесенные местоположения измерения (удобно, если это устройство может быть встроено в сам измеритель давления). Данное устройство может дополнительно включать в себя устройство для измерения температуры потока, например, в одном из местоположений измерения, но предпочтительно в поперечном сечении трубопровода, содержащем вертикально разнесенные местоположения измерения. Данное устройство может дополнительно включать в себя третий измеритель давления для измерения третьей разности давления между двумя дополнительными вертикально разнесенными местоположениями измерения в трубопроводе (например, на направленных в сторону друг друга верхнем и нижнем участках стенки трубопровода), отстоящими выше или ниже по потоку относительно разнесенных по вертикали местоположений измерения, в которых измеряется первая разность давлений. Эти дополнительные вертикально разнесенные местоположения измерения могут находиться на поперечном сечении трубопровода, которое содержит также одно из горизонтально разнесенных местоположений измерения. Более конкретно, когда вертикально разнесенные местоположения для измерения первой разности давлений расположены на поперечном сечении трубопровода, которое содержит одно из горизонтально разнесенных местоположений измерения, дополнительные вертикально разнесенные местоположения для измерения третьей разности давлений могут располагаться на поперечном сечении трубопровода,которое содержит другое из горизонтально разнесенных местоположений измерения. В таком случае это другое из горизонтально разнесенных местоположений измерения может совпадать с одним из вертикально разнесенных местоположений измерения. Измеритель (измерители) давления может (могут) измерять разности давления, усредненные по времени. Данное устройство может дополнительно включать в себя устройство для измерения абсолютного давления потока в поперечном сечении трубопровода, содержащем дополнительные вертикально разнесенные местоположения измерения, предпочтительно в одном из дополнительных вертикально разнесенных местоположений измерения (удобно, если это устройство может быть встроено в сам третий измеритель давления). Это устройство может дополнительно включать в себя устройство для измерения температуры потока в поперечном сечении трубопровода, содержащем дополнительные вертикально разнесенные местоположения измерения, предпочтительно в одном из дополнительных вертикально разнесенных местоположений измерения. Третьим объектом настоящего изобретения является измеритель (например, денситометр или измеритель объемного содержания жидкости), включающий в себя устройство для выполнения измерений,которые могут использоваться при определении плотности текучей среды по второму объекту настоящего изобретения, а также процессор, сконфигурированный для определения плотности текучей смеси, используя разность давления, измеренную измерителем давления этого устройства. Более конкретно, третий объект настоящего изобретения представляет собой расходомер, включающий в себя устройство для выполнения измерений, которые могут использоваться при определении расхода газожидкостной текучей смеси по второму объекту настоящего изобретения, и процессор, сконфигурированный для определения расхода газожидкостной текучей смеси, используя разности давлений,измеренные измерителями давления этого устройства (и по выбору - измеренное или каждое измеренное абсолютное давление и измеренную или каждую измеренную температуру). Процессор может вычислять соответствующую(щие) усредненную(ые) по времени разность/разности давлений, измеренную(ые) измерителем(ями) давления, причем затем усредненные по времени разности давлений используются для определения плотности или расхода.-4 017365 Дополнительным объектом настоящего изобретения является нефтяной скважинный трубопровод или газовый скважинный трубопровод, содержащий устройство в соответствии со вторым объектом или измеритель в соответствии с третьим объектом настоящего изобретения. Дополнительным объектом настоящего изобретения является устройство в соответствии со вторым объектом, перемещающее газожидкостную текучую смесь, или измеритель в соответствии с третьим объектом настоящего изобретения, перемещающий газожидкостную текучую смесь. Другой объект настоящего изобретения представляет собой участок трубопровода, имеющий стенку трубопровода и имеющий верхний и нижний каналы текучей среды, каждый из которых пересекает эту стенку, в котором каждый из каналов текучей среды продолжается между внутренним отверстием во внутренней поверхности стенки трубопровода и внешним отверстием во внешней поверхности стенки трубопровода и в котором эти каналы расположены таким образом, что если смотреть на участок трубопровода по его осевому направлению так, чтобы внутреннее отверстие верхнего канала было расположено прямо над внутренним отверстием нижнего канала, то эти каналы продолжаются, по существу, горизонтально между своими соответствующими внутренним и внешним отверстиями. Таким образом, участок трубопровода может быть частью трубопровода первого или второго объекта изобретения, при этом внутренние отверстия каналов текучей среды обеспечивают вертикально разнесенные местоположения измерения, в которых производится измерение первой разности давлений,или дополнительные вертикально разнесенные местоположения измерения, в которых производится измерение третьей разности давлений. На практике участок трубопровода будет расположен таким образом, чтобы внутреннее отверстие верхнего канала было расположено вертикально над внутренним отверстием нижнего канала. Поскольку тогда эти каналы будут продолжаться, по существу, горизонтально через стенку участка трубопровода между своими соответствующими внутренним и внешним отверстиями, то излишние столбы текучей среды над внутренним отверстием верхнего канала и под внутренним отверстием нижнего канала могут быть исключены. Это, в свою очередь, может повысить чувствительность измерителя давления, соединенного с этими внешними отверстиями каналов текучей среды, к изменениям давления гравитационного столба между этими внутренними отверстиями. Поперечное сечение участка трубопровода типично является круговым. Предпочтительно внутренние отверстия каналов текучей среды расположены в одном и том же поперечном сечении участка трубопровода. Предпочтительно внутренние отверстия расположены на направленных в сторону друг друга участках стенки (т.е. на участке трубопровода, который имеет круговое поперечное сечение, внутренние отверстия расположены в диаметрально противоположных местоположениях). Эти каналы, типично,продолжаются горизонтально в направлении, которое перпендикулярно осевому направлению трубопровода. Участок трубопровода может иметь дополнительно измеритель давления, соединенный через внешние отверстия каналов текучей среды для измерения разности давлений между внутренними отверстиями. Хотя на практике эти каналы продолжаются сквозь стенки трубопровода, по существу, горизонтально, каждый канал изначально может продолжаться от своего внутреннего отверстия в направлении,которое перпендикулярно той части внутренней поверхности стенки, где расположено это внутреннее отверстие. Как правило, при этом образуется короткая часть канала, которая не является горизонтальной,а даже вертикальной. Когда через этот участок трубопровода перемещается закручивающийся поток газожидкостной смеси, жидкость, находящаяся у стенки, будет иметь существенную круговую составляющую скорости. Однако из-за того, что сначала от внутреннего отверстия канал продолжается в направлении, перпендикулярном внутренней поверхности стенки, эта составляющая скорости не может принуждать жидкость из закручивающегося потока затекать прямо в эти каналы. Краткое описание чертежей Настоящее изобретение будет описано на примерах со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых: фиг. 1 условно представляет продольное сечение первого варианта осуществления устройства для проведения измерений, которое используется при определении расхода газожидкостной текучей смеси; фиг. 2 условно показывает распределение газа и жидкости для сечения по фиг. 1; фиг. 3 условнопредставляет продольное сечение второго варианта осуществления устройства для проведения измерений, которое используется при определении расхода газожидкостной текучей смеси; фиг. 4 представляет собой график объемной фракции газа в зависимости от объемного содержания газа; фиг. 5 представляет собой условное поперечное сечение трубопровода по фиг. 1-3 в точках измерения P1; фиг. 6 представляет собой условное поперечное сечение устройства по фиг. 1-3.-5 017365 Подробное описание предпочтительных вариантов воплощения изобретения На фиг. 1 показано продольное сечение первого варианта осуществления устройства для проведения измерений, которое используется при определении расхода газожидкостной текучей смеси. Устройство содержит, по существу, горизонтальный трубопровод 1 кругового поперечного сечения. Трубопровод имеет трубку Вентури 2, горловину 3 трубки Вентури, формирующую в трубопроводе сужающуюся область. Газожидкостная текучая смесь протекает по трубопроводу в направлении, обозначенном стрелкой 4. Закручивающий элемент (не показан) заставляет смесь проявлять характеристики закручивающегося потока, как показано на фиг. 5. Эффект от такого закручивающегося потока состоит в том, что содержащаяся в этой смеси жидкость смещается к стенкам трубопровода и образует жидкостное кольцо вокруг газового ядра, условно показанное на фиг. 2. В горловине трубки Вентури центробежное ускорение увеличивает смещение жидкости к стенкам трубопровода. Возвращаясь к поперечному сечению на фиг. 1, видим, что в горловине трубки Вентури первый измеритель давления 7 измеряет разность давления P1 между взаимно противоположными местоположениями измерения в верхней и в нижней частях горловины. Второй измеритель давления 6 измеряет разность давления P2 между местоположением измерения в горловине трубки Вентури, в поперечном сечении, где измеряется P1, и местоположением измерения в трубопроводе на входе трубки Вентури. Диаметр трубопровода в поперечном сечении, содержащий местоположение измерения для полученияP2, есть D, а диаметр горловины трубки Вентури есть d. В предположении, что между газовой и жидкостной фазами проскальзывания нет, нижеследующий анализ позволяет вычислить расходы газа и жидкости. Обозначения: q = объемный расход;= фракционное отставание; GVF = объемная фракция газа;= плотность; P = давление; P = разность давления; v = скорость. Подстрочные символы: Т = общий; L = жидкостный; G = газовый; М = смесь; Н = гомогенный. Надстрочные символы: t = горловина; i = вход. Общий объемный расход в трубопроводе определяется уравнением Вентури где k - постоянная. Опыт использования системы Vx показывает, что использование в вышеприведенном уравнении плотности смеси tM в горловине трубки Вентури дает более точные результаты. Эта плотность может быть получена из величины разности давления в горловине Например, может быть показано (см. приложение), что для закручивающегося потока трубопровода с круговым поперечным сечением где g - ускорение силы тяжести. Таким образом, уравнение Вентури может быть переписано как Плотности жидкости и газа L и G в линейных условиях обычно известны или могут быть вычислены. Например, при типичных линейных условиях смеси природного газа и конденсата L есть, по существу, постоянная, а G изменяется в зависимости от давления и температуры известным образом (например, в соответствии с законами идеального газа). Если давление и/или температура в трубопроводе неизвестны, их можно измерить соответствующими устройствами. Например, датчик давления 7 может включать в себя устройство для измерения абсолютного давления в трубопроводе Pt. Другое устройство(не показано) может быть использовано для измерения температуры в этом местоположении. В предположении отсутствия проскальзывания плотности жидкости и газа дают возможность определить фракционное отставание газа G из выражения которое может быть преобразовано следующим образом: Таким образом, объемные расходы газа и жидкости в горловине могут быть вычислены по извест-6 017365 ным плотностям жидкости и газа в горловине, а также по измерениям P1 и P2. Очевидно, эти объемные расходы могут быть преобразованы в массовые расходы или в объемные расходы в других местоположениях трубопровода (например, используя закон идеального газа, но игнорируя влияние температуры,которое будет мало, скорость qiG может быть вычислена, исходя из уравнения qtG=qtG(Pt/(Pt+P2. Подобные анализы могут быть произведены для типов потока, отличных от закручивающегося, но в таких анализах постоянная k в уравнении Вентури и в выражении, связывающем P1 с плотностью смеси, может быть различна. Фиг. 3 условно представляет продольное сечение второго варианта осуществления устройства для проведения измерений, которое используется при определении расхода газожидкостной текучей смеси. Это устройство подобно устройству по первому варианту осуществления, поэтому для общих элементов в этих двух вариантах исполнения на фиг. 1 и 3 используются одни и те же ссылочные позиции. Однако второй вариант осуществления отличается от первого варианта осуществления тем, что в нем на впускном поперечном сечении, где имеется расположенное выше по потоку местоположение измерения для получения разности P2, третий измеритель давления 8 измеряет разность давлений P3 между верхним и нижним участками трубопровода. Нижеследующий анализ позволяет производить вычисление расходов жидкости и газа по дополнительной величине разности давлений P3 с учетом проскальзывания жидкостной и газовой фаз. Как и в предыдущем анализе, предполагается, что L является известной постоянной, a G изменяется известным образом в зависимости от давления и температуры. Разности давлений P1 и P3 связаны с плотностями текучей смеси соответственно на входе трубки Вентури и в горловине, т.е. Р 3=f (iM, D) и P1=f (tM, d). Таким образом, как и в предыдущем анализе, уравнение Вентури может быть переписано следующим образом: Далее, соответствующие объемные содержания газа на входе трубки Вентури и в ее горловине могут быть определены из уравнений: откуда может быть вычислено изменение объемного содержания газа при его перемещении от входа к горловине трубки Вентури: Теперь будем искать выражение для изменения объемной фракции газа (GVF) от входа к горловине трубки Вентури. Сначала запишем уравнение закона идеального газа Поскольку, как правило, изменения абсолютной температуры малы, выражение Tt/Ti будет близко к единице и им можно будет пренебречь. Для удобства измерители давления 7, 8 включают в себя устройства для измерения Pi и Pt, а также P1 и Р 3. Таким образом, изменение расхода газа от входа к горловине трубки Вентури может быть выражено как Проскальзывание может быть выражено соотношением между GVF и G, т.е. В общем случае при наличии проскальзывания GVFG, хотя, если поток монофазный, GVF=G=1 и GVF=G=0. Таким образом, закон проскальзывания может быть аппроксимирован двумя прямыми линиями А и В, представляющими отклонение от ситуации, когда никакого проскальзывания нет (т.е.GVF/G1 и GVF=0, когда G=1, GVF=(GVF/G)G,в то время как для линии В:GVF/G1 и GVF=1, когда G=1, GVF=(GVF/G)(G-1)+1. Применяя этот закон проскальзывания, можно затем производить повторные вычисления объемной фракции газа GVF и, следовательно, вычислять расходы газа и жидкости. Этапы таких повторных вычислений следующие: 1) определение qtT из уравнения (1); 2) определение tG из уравнения (2); 3) определение G из уравнения (3); 4) предполагая отсутствие проскальзывания, установить GVFt=tG; 5) qtG=GVFt,qtT qL=qtT-qtG; 6) определение GVF из уравнения (4); 7) вычисление GVF/G; 8) если GVF/G1, то переустановка GVFt=(GVF/G)tG (линия А закона смещения), откуда,если GVF/G1, то переустановка GVFt=(GVF/G)(tG-1)+1 (линия В закона смещения); 9) повторение этапов с 5) по 8) до схождения GVFt; 10) qtG=GVFt, qtT qL=qtT-qtG. И опять, эти объемные расходы могут быть преобразованы в массовые расходы или в объемные расходы в других местоположениях трубопровода. Вышеприведенный анализ, соответствующий как первому, так и второму вариантам осуществления настоящего изобретения, может быть произведен соответствующим образом сконфигурированным процессором (на фиг. 1 или 3 не показан), который получает данные измерений разности давлений от датчиков давления соответствующего устройства (и опционно получает данные абсолютные измерения давления и температуры). Полученные на основе этого анализа результаты вычисления расхода затем могут передаваться, храниться и/или выводиться на дисплей. Поскольку закручивающийся поток не может быть стабильным, а также с целью уменьшения влияния шума на результат измерения разности давлений, было бы предпочтительно, если бы данный анализ проводился по усредненным во времени измерениям разности давлений. Хотя обычно разности давлений P1 и P3 малы, эти разности можно измерить с достаточной точностью. Например, вставив в выражение P1=tMdg примерные значения d=0,1 м, g=10 м/с 2 и полагая максимальное значение для tM=1000 кг/м 3, получаем максимальное верхнее значение для P1=1000 Па. Прибор ST 3000 серии 100 компании "Honeywell" модели STD120 является примером обычного дифференциального измерителя давления, который можно было бы использовать для измерения P1 и P3. Этот измеритель должен иметь достаточную точность около 1 Па в диапазоне от 0 до 1000 Па. Действительно, поскольку параметр P1 в уравнении (вышеприведенное уравнение (1 стоит под квадратным корнем, влияние погрешности измерения P1 на вычисленные расходы понижено. Должны быть также предприняты меры для повышения точности измерений P1 и P3. Например,как показано на фиг. 5, которая представляет собой условное поперечное сечение трубопровода по фиг. 1-3 в точках измерения P1, заполненные текучей средой каналы 9, 10, соединенные с измерителем давления 7, по стенкам трубопровода проходят, по существу, горизонтально. Исключением излишних столбов текучей среды над и под теми местами, в которых эти каналы открыты в трубопровод у направленных в сторону друг друга верхнего и нижнего участков стенки, чувствительность измерителя давления к изменениям давления гравитационного столба между отверстиями этих каналов повышена. Тем не менее, эти каналы имеют короткие вертикальные участки 12, 13 рядом с отверстиями в трубопровод. Эти короткие участки способствуют предотвращению принудительного проникновения жидкости из закручивающегося потока 5 в эти каналы под действием центробежной составляющей этого расхода. Предпочтительно, чтобы измеритель давления 7 был изолирован от потока трубопровода установленными в каналах 9, 10 мембранами 14, 15. Подходящие для этого мембраны есть, например, в приборах ST 3000 серии 100 компании "Honeywell". Хотя настоящее изобретение было описано применительно к описанным выше иллюстративным вариантам осуществления, специалистам в данной области при ознакомлении с настоящим описанием будут очевидны многие равноценные их модификации и варианты осуществления. Соответственно, приведенные выше в качестве примеров варианты осуществления настоящего изобретения должны считаться иллюстративными, но не ограничивающими. Различные изменения в описанные варианты исполнения могут быть введены без отклонения от объема настоящего изобретения.-8 017365 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ измерения расхода газожидкостной текучей смеси, содержащий этапы, на которых пропускают закручивающийся поток газожидкостной текучей смеси через зону сужения в трубопроводе, проходящем, по существу, горизонтально, тем самым отделяя жидкость от газа; измеряют первую разность давлений между двумя разнесенными по вертикали местоположениями измерения в трубопроводе; измеряют вторую разность давлений между двумя разнесенными по горизонтали местоположениями измерения в трубопроводе, причем первое из горизонтально разнесенных местоположений измерения расположено в зоне сужения, а второе из горизонтально разнесенных местоположений измерения расположено выше по потоку или ниже по потоку относительно зоны сужения; используют первую и вторую разности давлений для определения расхода газожидкостной текучей смеси. 2. Способ по п.1, в котором второе из горизонтально разнесенных местоположений измерения расположено выше по потоку относительно зоны сужения. 3. Способ по п.1, в котором зона сужения образована трубкой Вентури. 4. Способ по п.3, в котором зона сужения является горловиной трубки Вентури. 5. Способ по п.3, в котором второе из горизонтально разнесенных местоположений измерения расположено на входе трубки Вентури. 6. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап измерения третьей разности давлений между двумя дополнительными вертикально разнесенными местоположениями измерения в трубопроводе, отстоящими выше по потоку или ниже по потоку от разнесенных по вертикали местоположений измерения, в которых измеряют первую разность давлений, причем первая, вторая и третья разности давлений используются для определения расхода. 7. Способ по п.1, в котором текучая смесь содержит природный газ и конденсат. 8. Устройство для проведения измерений, используемых для определения расхода газожидкостной текучей смеси, содержащее трубопровод для протекания газожидкостной текучей смеси, при этом трубопровод проходит, по существу, горизонтально и имеет зону сужения, первый измеритель давления для измерения первой разности давлений между двумя разнесенными по вертикали местоположениями измерения в трубопроводе; второй измеритель давления для измерения второй разности давлений между двумя разнесенными по горизонтали местоположениями измерения в трубопроводе, причем первое из горизонтально разнесенных местоположений измерения расположено в зоне сужения, а второе из горизонтально разнесенных местоположений измерения расположено выше по потоку или ниже по потоку относительно этой зоны сужения; закручивающий элемент, предназначенный для возбуждения в этой текучей среде выраженного закручивающегося потока в местоположениях измерения, причем первая и вторая разности давлений используются для определения расхода газожидкостной текучей смеси. 9. Устройство по п.8, в котором второе из горизонтально разнесенных местоположений измерения расположено выше по потоку относительно зоны сужения. 10. Устройство по п.8, в котором зона сужения представляет собой трубку Вентури. 11. Устройство по п.10, в котором зона сужения является горловиной трубки Вентури. 12. Устройство по п.10, в котором второе из горизонтально разнесенных местоположений измерения расположено на входе трубки Вентури. 13. Устройство по п.8, дополнительно содержащее третий измеритель давления для измерения третьей разности давления между двумя дополнительными разнесенными по вертикали местоположениями измерения в трубопроводе, отстоящими выше по потоку или ниже по потоку от разнесенных по вертикали местоположений измерения, в которых измеряется первая разность давлений. 14. Измеритель, содержащий устройство по п.8 и процессор, сконфигурированный для определения плотности текучей среды, используя разность давления, измеренную измерителем давления этого устройства. 15. Расходомер, содержащий устройство по п.8 и процессор, сконфигурированный для определения расхода газожидкостной текучей смеси, используя разности давлений, измеренные измерителями давления этого устройства. 16. Устройство для проведения измерений, используемых для определения расхода газожидкостной текучей смеси, содержащее участок трубопровода, включающий в себя зону сужения; верхний канал для текучей среды, пересекающий стенку трубопровода в зоне сужения; нижний канал для текучей среды, пересекающий стенку трубопровода в зоне сужения, причем каждый из каналов для текучей среды проходит, по существу, горизонтально между внутренним отверстием во внутренней поверхности стенки трубопровода и внешним отверстием во внешней поверхности стенки трубопровода, чтобы внутреннее отверстие верхнего канала было расположено прямо над внутренним-9 017365 отверстием нижнего канала; первый измеритель давления, связанный с внешними отверстиями каналов текучей среды для измерения разности давлений между внутренними отверстиями; второй измеритель давления, сконфигурированный для измерения разности давлений между двумя разнесенными по горизонтали местоположениями измерения в трубопроводе, причем первое из горизонтально разнесенных местоположений измерения расположено в зоне сужения, а второе из горизонтально разнесенных местоположений измерения расположено выше по потоку или ниже по потоку относительно этой зоны сужения.