使用MR設備對在管道中流動的流體的分析制造技術

用于測量和監測流經管道的流體的物理或化學性質變化的方法，包括步驟：使流經管道的流體進入磁共振成像設備(MRD)；在管道中定義感興趣的區域(ROI)；在具有p個切片的ROI內限定c個坐標，c和p是整數，每個大于等于1；沿至少一個坐標在至少一個切片中獲得所述流體的至少一個物理或化學性質的數據庫對ROI內的流體進行MR成像，以提供至少一個圖像，該圖像沿坐標ci具有p個切片，包括切片Pici；從所述圖像確定所述流體沿至少一個坐標ci、在至少一個切片Pici中的至少一個物理或化學性質比較在至少一個切片p中的、在相同的預定義坐標ci中的與從而確定性質差其中代表與流體的預先確定的標準的偏差，該預先確定的標準由管道內預定義的坐標來指示；如果則發出通知。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術一般涉及利用MR設備測量并監測在管道中流動的流體的物理或化學性質的裝置、系統和方法。
技術介紹
復雜流體通常由若干非均勻地混合的成分組成。這些流體在宏觀尺度通常是均勻的而在微觀尺度是無序的，且具有介觀長度尺度的結構，其在確定通常相當難分析的流體性質中發揮關鍵作用。復雜流體流動行為的測量和分析對物質的物理和化學性質提供有價值的見解。流體流動分析已成為控制和優化工業過程(比如，探索油田鉆井、流體輸送，和食品生產)的重要手段；也為各種疾病提供了診斷工具，比如，心血管疾病和多發性硬化。因為核磁共振(NMR)成像是高度敏感的、非侵入性的，且可以量化大范圍的物理和化學性質，所以其在流體分析中有廣泛的應用。一些非常有效的分析應用程序是基于脈沖場梯度自旋回波(PGSE)和信號成像實驗的組合。這些應用依賴于不同的流態，包括層流、湍流，和層流-湍流混合流條件下收集的流體數據。核磁共振和磁共振成像(MRI)最近已被確認為產品和工藝研發的重要技術，這已在近年來不同領域的若干成功應用中得以證實。例如，在石油工業中，鉆井液的流變和組成性質為工藝控制提供必要的信息。該信息通常導致鉆井液的成分或鉆井參數、比如鉆井速度和鉆壓的實時的過程變化。基于油田鉆井操作的性質，此類控制決策可能帶來數千萬美元的經濟結果。幾乎沒有專利描述過對在管道中流動的流體進行繪制和指示，以比較其性質或獲得信息，比如流體結構和成分隨位置的變化。因此，顯然需要如下解決方案：測量和分析流經核磁共振成像設備的流體的性質，所述核磁共振成像設備允許監測任何給定維度中的、在特定位置和時間點上的流體變化。
技術實現思路
本專利技術的目的是公開用于測量和監測流經管道、管件或類似物的流體的物理或化學性質的變化的方法，其包括：(a)使流經管道的流體進入磁共振成像設備(MRD)；(b)在所述管道中限定感興趣的區域(ROI)；(c)在具有p個切片的所述ROI內限定c個坐標，c和p是整數，每個大于等于1；(d)獲得沿所述至少一個坐標的、在所述至少一個切片中的所述流體的至少一個物理或化學性質的數據庫(e)對所述ROI內的所述流體進行磁共振(MR)成像，從而提供至少一個圖像，該至少一個圖像沿坐標ci具有p個切片，其除其他外還包括切片Pici；(f)從所述圖像確定所述沿所述至少一個坐標ci的、在至少一個切片Pici的流體的所述至少一個物理或化學性質(g)比較在所述至少一個切片p中、在同一預定義的坐標ci中的所述與所述從而確定性質差其中代表與所述流體的預先確定的標準的偏差，該預先確定的標準由在所述管道內所述預定義的坐標指示；進一步地，如果則發出通知。本專利技術的另一目的是公開上述限定的方法，其中所述坐標限定為遠離所述ROI中點的一維點；每個所述點的位置由坐標(xi)定義。本專利技術的另一目的是公開上述限定的方法，其中根據由像素組成的二維網格將所述坐標定義在所述橫截面中；每個所述像素的位置由坐標(xi,yi)定義。本專利技術的另一目的是公開上述限定的方法，其中根據由體素組成的三維網格將所述坐標定義在所述ROI中；每個所述體素的位置由坐標(xi,yi,zi)定義。本專利技術的另一目的是公開上述限定的方法，其進一步包括隨時間連續地測量所述記錄的物理或化學性質的裝置。本專利技術的另一目的是公開上述限定的方法，其中在不同的切片和坐標確定獲得作為位置的函數的本專利技術的另一目的是公開上述限定的方法，其中由所述基于MR的系統測量的流動物質的物理或化學性質包括電導率、介電常數，和磁性。本專利技術的另一目的是公開上述限定的方法，其中由所述MRD測量的流動流體的物理和化學性質包括所述流體中的至少一種材料的濃度和識別以及所述材料的粒度、粒度分布、顆粒形狀、動態流動特征，和含水量。本專利技術的另一目的是公開上述限定的方法，進一步包括根據所述流體的至少一種性質的變化來控制過程的反饋機構。本專利技術的另一目的是公開上述限定的方法，進一步包括選擇下組性質的步驟，該組包括：流體類型、流體密度、流體粘度、流體粘彈性、流體屈服應力及其任意組合。本專利技術的另一個目的是公開上述限定的方法，該方法進一步包括從牛頓流體、假塑性流體、脹流型流體、賓漢塑性流體，和赫歇爾-巴爾克萊流體中選擇所述流體類型的步驟。本專利技術的另一個目的是公開上述限定的方法，該方法進一步包括對識別所述流體中的非均質區域進行另外的分析。本專利技術的另一個目的是公開上述限定的方法，其中所述流體中的所述非均質區域選自：氣泡、液泡、分層區域、沉淀區域、分解乳劑區域，和不完全混合區域。本專利技術的另一個目的是公開上述限定的方法，該方法進一步包括通過速度場中渦流的存在識別湍流區域的步驟。本專利技術的另一個目的是公開上述限定的方法，該方法進一步包括從所述速度圖像確定流陣面、并且通過所述流陣面形狀的不規則性識別湍流區域的步驟。本專利技術的另一個目的是公開上述限定的方法，該方法進一步包括在顯示設備上顯示所述1D、2D和3D速度圖像的步驟。本專利技術的目的是公開用于測量和監測流體的物理或化學性質的磁共振成像設備(MRD)(100)，其包括：(a)磁共振掃描儀(110)，用于使流體在產生的磁場內受射頻信號((RF))作用、并測量所述流體重新發射的RF信號；(b)計算機處理器(120)，用于控制所述磁共振掃描儀的RF波的產生和檢測功能；(c)計算機可讀載體(CRM)(130)，用于儲存所述計算機處理器用的機器指令和用于儲存有關所述RF信號測量的信息；(d)可視顯示器(140)，用于指示MRD的當前狀態和功能；(e)數字電子連接端口(150)，用于在MRD和計算機通信網絡進行數字通信；(f)管道(160)、管道配件或類似物，具有用于容納流體流的預先確定的部分；(g)用于在管道內使流體流動的流激機構(170)；其中所述CRM(130)包括用于涉及測量和監測所述流體的至少一個物理或化學性質的變化的數據分析過程的指令；根據在具有p個切片的所述ROI內的、沿坐標的離散位置，指示所述性質。本專利技術的另一目的是公開上述限定的MRD，其中所述坐標定義為遠離所述ROI中點的一維點；每個所述點的位置由坐標(xi)定義。本專利技術的另一目的是公開上述限定的MRD，其中根據由像素組成的二維網格將所述坐標定義在所述ROI中；每個所述像素的位置由坐標(xi,yi)定義。本專利技術的另一目的是公開上述限定的MRD，其中根據由體素組成的三維網格將所述坐標限定在所述ROI中；每個所述體素的位置由坐標(xi,yi,zi)定義。ItisanotherobjectofthecurrentinventiontodisclosetheMRDasdefinedinanyofabove,furthercomprisingameansofmeasuringphysicalorchemicalpropertiessequentiallyovertime.本專利技術的另一目的是公開上述限定的MRD，其進一步包括隨時間連續地測量物理或化學性質的裝置。本專利技術的另一目的是公開上述限定的MRD，其中在不同的切片和坐標中確定獲得作為位置的函數的本專利技術的另一目的是公開上述限定的MRD，其中所述管道(160)被配置成在線的，容納平行于工業過程的常規流體流的所述流體的流。本專利技術的另一目的是公開上述限定的M本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于測量和監測流經管道的流體的物理或化學性質的變化的方法，其包括如下步驟：a.使流經管道的流體進入磁共振成像設備(MRD)；b.在所述管道中限定感興趣的區域(ROI)；c.在具有p個切片的所述ROI內限定c個坐標，c和p是整數，每個大于等于1；d.獲得沿所述至少一個坐標的、在所述至少一個切片中的所述流體的至少一個物理或化學性質的數據庫e.對所述ROI內的所述流體進行MR成像，從而提供至少一個圖像，所述至少一個圖像沿坐標ci具有p個切片，其除其他外還包括切片Pici；f.從所述圖像確定沿所述至少一個坐標ci、在至少一個切片Pici的所述流體的所述至少一個物理或化學性質g.比較在所述至少一個切片p中、在同一預定義的坐標ci中的所述與所述從而確定性質差其中代表與所述流體的預先確定的標準之間的偏差，該預先確定的標準由在所述管道內所述預定義的坐標指示；進一步地，如果則發出通知。

【技術特征摘要】
2015.07.02 US 62/187,8221.一種用于測量和監測流經管道的流體的物理或化學性質的變化的方法，其包括如下步驟：a.使流經管道的流體進入磁共振成像設備(MRD)；b.在所述管道中限定感興趣的區域(ROI)；c.在具有p個切片的所述ROI內限定c個坐標，c和p是整數，每個大于等于1；d.獲得沿所述至少一個坐標的、在所述至少一個切片中的所述流體的至少一個物理或化學性質的數據庫e.對所述ROI內的所述流體進行MR成像，從而提供至少一個圖像，所述至少一個圖像沿坐標ci具有p個切片，其除其他外還包括切片Pici；f.從所述圖像確定沿所述至少一個坐標ci、在至少一個切片Pici的所述流體的所述至少一個物理或化學性質g.比較在所述至少一個切片p中、在同一預定義的坐標ci中的所述與所述從而確定性質差其中代表與所述流體的預先確定的標準之間的偏差，該預先確定的標準由在所述管道內所述預定義的坐標指示；進一步地，如果則發出通知。2.根據權利要下1所述的方法，其特征在于，所述坐標定義為遠離所述ROI中點的一維點；每個所述點的位置由坐標(xi)定義。3.根據權利要下1所述的方法，其特征在于，根據由像素組成的二維網格將所述坐標定義在所述橫截面中；每個所述像素的位置由坐標(xi,yi)定義。4.根據權利要下1所述的方法，其特征在于，根據由體素組成的三維網格將所述坐標定義在所述ROI中；每個所述體素的位置由坐標(xi,yi,zi)定義。5.根據權利要下2、權利要下3或權利要下4所述的方法，其特征在于，進一步包括隨時間連續地測量所述記錄的物理或化學性質的裝置。6.根據權利要下5所述的方法，其特征在于，在不同的切片和坐標中確定獲得作為位置的函數的7.根據權利要下5所述的方法，其特征在于，由所述基于MR的系統測量的流動物質的物理或化學性質包括電導率、介電常數和磁性。8.根據權利要下5所述的方法，其特征在于，由所述MRD測量的流動流體的物理和化學性質包括所述流體中的至少一種材料的濃度和識別，以及所述材料的粒度、粒度分布、顆粒形狀、動態流動特征和含水量。9.根據權利要下5所述的方法，其特征在于，其進一步包括用于根據所述流體的至少一種性質的變化來控制過程的反饋機構。10.根據權利要下5所述的方法，其特征在于，其進一步包括選擇下組性質的步驟，該組包括：流體類型、流體密度、流體粘度、流體粘彈性、流體屈服應力及其任意組合。11.根據權利要下5所述的方法，其特征在于，其進一步包括從下組中選擇所述流體類型的步驟，該組包括：牛頓流體、假塑性流體、脹流型流體、賓漢塑性流體和赫歇爾-巴爾克萊流體。12.根據權利要下5所述的方法，其特征在于，其進一步包括對識別所述流體中的非均質區域進行另外的分析。13.根據權利要下5所述的方法，其特征在于，所述流體中的所述非均質區域選自：氣泡、液泡、分層區域、沉淀區域、分解乳劑區域和不完全混合區域。14.根據權利要下5所述的方法，其特征在于，其進一步包括通過速度場中渦流的存在來識別湍流區域的步驟。15.根據權利要下5所述的方法，其特征在于，其進一步包括從所述速度圖像確定流陣面、并且通過所述流陣面形狀的不規則性識別湍流區域的步驟。16.根據權利要下5所述的方法，其特征在于，其進一步包括在顯示設備上顯示所述1D、2D和3D速度圖像的步驟。17.磁共振成像設備(MRD，100)，用于測量和監測流體的物理或化學性質，所述MRD包括：a.磁共振掃描儀(110)，用于使流體在產生的磁場內受射頻信號(R...

【專利技術屬性】
技術研發人員：尤里·拉波波特，
申請(專利權)人：艾斯拜克特AI有限公司，
類型：發明
國別省市：以色列;IL