比例的系统6的示例实施例。MFF包括油相、水相和气相，其来自井10，井10可为气井、油井或石油井。在系统6中至少包含三个密度传感器。密度传感器包括第一密度传感器12、第二密度传感器14和第三密度传感器16。在系统6中还包含了一个或多个处理器17，其用于运行一个或多个程序。可选地，在系统6中还可包含相混合器-均化器18。或者，系统6可与不依赖系统6的现有的相混合器-均化器18 —起使用，或者与产生MFF的均匀的掺合混合物的另一装置一起使用。在示例实施例中，MFF从第一密度传感器12穿过相混合器-均化器18而流向第二密度传感器14，然后流向第三密度传感器16。应该懂得，在其它实施例中，密度传感器的顺序可为不同于图1中所示的顺序。来自油井或气井的MFF可指油、水和气体的三相流体流。
[0020]第一密度传感器12位于在相混合器-均化器18的上游的第一位置处，其中MFF至少分离达短时间间隔。所示的MFF从第一密度传感器12的上游位置流向第三密度传感器16的下游位置。MFF是分离的流，其可为例如气相，之后是水相，之后是油相，之后是水相和油相的混合物。这种类型的分离流通常被称为段塞流。第一密度传感器12实时地感测分离流，并容许传感器捕获与单独的相经过传感器时的密度相对应的分布。实时感测容许第一密度传感器12被用于确定来自油井或气井的分离流或段塞流中的MFF的不同相(例如气体、油和水)的单独的密度。这是在没有执行昂贵的分离不同相的程序的条件下实现的。以下参照图7描述了第一密度传感器12的密度分布的一个示例。
[0021]实时感测包括瞬时地感测密度分布以检测不同相在分离时的密度。实时密度感测还可用于检测不同相的混合物的密度。例如，可检测油和水的混合物的密度。相反，非实时的感测只是感测在较长的时间长度上的平均密度分布，并且不能用于检测分离的MFF中的不同的相和/或不同相的混合物。
[0022]第二密度传感器14放置在第二位置处，其中MFF是至少油相、水相和气相的掺合混合物。在示例实施例中，第二位置是相混合器-均化器18的输出。相混合器-均化器18使分离的MFF的多个相混合/掺合成单个均匀的掺合混合物，其不再分离。相混合器-均化器18还通常用于使多个(例如三个)相的速度平衡。然而，相混合器-均化器18具有提供用于密度感测的掺合混合物的附加好处。通过感测掺合混合物密度，人们可确定MFF的平均密度。第二密度传感器14可以是与第一密度传感器12相似的实时传感器，或者可选地，其可为较慢的平均密度传感器，其不会快速地响应变化，并且不能感测来自井的分离流的单独的相。实时密度感测用于确定气相、水相和油相在相分离时单独的相的密度。相反，第二密度传感器14用于确定当流进行掺合时的MFF的平均密度，并且不需要实时密度传感器。
[0023]第三密度传感器16位于相混合器-均化器18的下游的第三位置处。这个下游第三位置是至少在水相和油相之间保持混合的位置，水相和油相被称为混合的液体部分。然而，这个下游第三位置也是气相在掺合工艺之后与混合的液体部分分离的位置。这容许混合的液体部分在没有气相的条件下进行密度测量。在实践中，这个第三位置位于相混合器-均化器18略微下游的距离处，因为在水相和油相彼此分离之前，气相从掺合混合物中分离。相混合器-均化器18的下游距离可为相混合器-均化器18的输出导管或开口的一个或两个周长。
[0024]系统6还包括一个或多个处理器17，其用于执行一个或多个程序，以便基于多个第一、第二和第三密度分布来确定油相的密度、水相的密度、气相的密度和包括含水量和气体体积量的相比例。
[0025]例如，通过知道油相和水相的混合物的密度以及油和水的单独的密度，所述一个或多个处理器17可确定水与油的比例，其被称为含水量。通过知道当三个相掺合时的三个相的平均密度(从第二密度传感器14)，通过知道气相的密度(从第一密度传感器12)，以及通过知道混合的油相和气相的密度，然后所述一个或多个处理器17可确定气体体积量，其是MFF中的气体比例。一旦知道气体体积量和含水量，三个相相对彼此的比例就可通过一个或多个处理器17计算出来。可选地，这些比例可与来自测量相混合器-均化器18的输出的可选的流传感器的测量相结合，从而确定相的输出量。
[0026]一个或多个处理器17可操作地连接在(未显示)第一密度传感器12、第二密度传感器14和第三密度传感器16上，从而从传感器接收与所感测的密度相关的信息。一个或多个处理器17还用于分析来自各个传感器的密度分布信息，对密度分布信息执行瞬态分析，并确定单独的相的密度、液体部分(例如水和油)的密度和平均密度。
[0027]应该懂得，图1中所描绘的系统6可包括或不包括相混合器-均化器18。虽然系统6利用掺合混合物的测量值来计算其确定值，其确定值通常与相混合器或相均化器的输出相关联，但是掺合混合物还可来自另一来源。另外，图1的系统6并不意图限制权利要求于仅包括或不包括相混合器-均化器18的系统。
[0028]以下是流过系统6的MFF的一个示例，系统6用于确定MFF中的相的密度和比例。分离的MFF (例如段塞流)流过第一密度传感器12，其测量第一密度分布，第一密度分布用于确定气体、油和水的密度分布。MFF然后流过用分离的MFF产生的掺合混合物的相混合器-均化器18，并流向第二密度传感器14，第二密度传感器14通过感测掺合混合物而测量MFF的平均密度。MFF然后流过第三密度传感器16，其检测气相与相的液体部分(油和水)分离时的流，从而测量液体部分的密度。
[0029]转到图2，其显示了示例环境中的声波导组件30的一个示例实施例。声波导组件30是第一密度传感器12、第二密度传感器14和/或第三密度传感器16的一个实施例，并且显示为在示例环境2中安装在管道或导管上。至少一个声波导组件30用于密度传感器中。然而，应该懂得，图1中所述的密度传感器并不局限于单个传感器。声波导组件30包括波导杆32，其具有近端34和远端36。在示例环境中，至少波导杆32的一部分浸在流动的MFF38中的位置37处。声波导组件30还包括波导传感器40，其连接到波导杆32的远端36上，用于感测从波导杆32的末端反射的声信号的多个渡越时间。波导传感器40可选地发射声信号，声信号被反射。声信号从近端34反射，而声信号的另一部分从波导杆32的另一部分反射。通过比较声信号的不同反射部分的渡越时间，可测量出经过波导杆32的流体的密度分布。或者，对不同的声信号可执行比较，从而获得密度分布。这种密度分布可被一个或多个处理器17用于计算经过波导杆32并通过波导杆32进行测量的流体的密度。
[0030]应该懂得，一个或多个处理器17可在不同的位置包括不同的处理器。例如，各个密度传感器可具有其自身的处理器，其是所述一个或多个处理器17中的一个。
[0031]显示图2的声波导组件30在示例环境中安装在引导MFF38的导管42上。导管42典型地包含高压下的MFF38。典型地利用系统6的油气井通常保持在高压下，造成地下的自然资源上升到地面。系统6可选地用于保持在高压下的管路中。导管42是用于携带和/或包含MFF的管道或其它容器。高压联接器43将导管42连接到波导杆32上，并在波导杆32的内部部分和波导杆32的外部部分之间形成了高压密封，其中内部部分定位在导管42中，外部部分定位在导管外面。波导传感器40附连到波导杆32上，并且典型地定位在导管42的高压环境的外部。导管42的示例环境可选地包括凸缘44。
[0032]转到图3，其显示了图2的声波导组件30的另一轮廓或透视图。图3的声波导组件30是与图2中所示的角度相差九十度的视图。
[0033]转到图4，其显示了波导杆50的一个示例实施例。图4的波导杆50是图2和图3中所示的波导杆32的另一示例，其增加了声信号来显示关于波导杆50所测量的声信号。同样，波导杆50的声信号用于确定MFF经过波导杆50时的相的密度分布和密度，其中波导杆浸在图2中所示的MFF38中。波导杆50具有位于远端处的第一横截面51和近端处的第二横截面52。波导杆50的一部分浸在流动的MFF中。具体地说，第二横截面52浸在MFF中，而第一横截面51不浸在MFF中。第一横截面51还可部分地浸在MFF中。波