Расходомер для многофазной текучей среды и способ измерения расхода многофазной текучей среды - RU2159409C2

Чертежи

Описание

Настоящее изобретение относится к расходомерам для многофазной текучей среды, и в особенности к расходомерам для многофазной текучей среды, способным точно измерять расход газа и жидких компонентов потока текучей среды в широком диапазоне концентрации текучей среды, начиная от высокого содержания газовых составляющих, когда в измеряемой текучей среде практически отсутствует жидкость, и до текучей среды, включающей значительную жидкую составляющую.

В нефтедобывающей промышленности часто бывает необходимо измерить производительность нефтяных скважин при различных условиях. В частности, обычно нефтяные скважины выдают текучую среду, состоящую из газовых и жидких составляющих, причем жидкие составляющие обычно включают воду и нефть. Для того чтобы надежно измерить количество каждой составляющей в продукции нефтяной скважины, в патенте США 5099697 предложен многофазный расходомер (MPFM) для измерения многофазной текучей среды, и в особенности расхода трехфазной текучей среды, состоящей из газа, воды и нефти. Однако в случае нефтяных скважин, в продукции которых доля газа по объему превышает 97%, оказывается очень трудно точно измерить расход каждой составляющей текучей среды, так как MPFM должен быть откалиброван на объемный расход газа, в то время как расход жидкости может составлять лишь долю процента. При таких обстоятельствах, требующих широкого рабочего динамического диапазона, под угрозой оказывается точность измерений по всему рабочему диапазону, включая измерения при высокой концентрации газа в текучей среде.

В соответствии с этим задачей настоящего изобретения является создание расходомера для многофазной текучей среды, который может работать с высокой точностью в широком диапазоне концентраций текучей среды, включая текучую среду с высокой долей пара и газа.

Эта и другие задачи достигаются согласно настоящему изобретению путем создания усовершенствованного расходомера для многофазной текучей среды с высоким содержанием газовых составляющих, включая первый тракт протекания текучей среда, на котором размещается многофазное расходомерное устройство, предназначенное для измерения расхода газа и жидкости, и ограничитель потока, соединенный последовательно с многофазным расходомерным устройством, что позволяет замедлить поток текучей среды, проходящий через измерительное устройство, когда текучая среда включает жидкость; второй тракт протекания текучей среды, параллельный первому тракту протекания текучей среды, на котором размещается газовый расходомер, предназначенный для измерения расхода газа, со средствами для выявления наличия жидкости в расходомере, средствами для направления отклонения потока среды по второму тракту протекания текучей среды, когда в расходомере не отмечается наличие жидкости и прекращения потока во втором тракте при выявлении наличия жидкости, и средствами для индикации количества жидкости, протекающей через многофазное расходомерное устройство, и суммарного объема газа, проходящего через многофазное расходомерное устройство и через газовое расходомерное устройство.

В одном из вариантов реализации расходомера, являющегося предметом настоящего изобретения, средство для направления потока (отклоняющее средство) включает клапан, расположенный последовательно с газовым расходомерным устройством. Регистрируется перепад давлений в ограничителе и сравнивается с пороговым значением, и в случае превышения порогового значения, как это имеет место при протекании жидкости через ограничитель, клапан срабатывает, отсекая поток газа от второго тракта протекания текучей среды.

В другом варианте реализации выявляется наличие жидкости на входе в первый тракт протекания текучей среды, и зарегистрированное присутствие жидкости используется для приведения в действие клапана, отсекающего поток газа от второго тракта протекания текучей среды. В этом варианте реализации наличие жидкости обычно обнаруживают, пропуская измеряемую текучую среду через ограничивающее поток сопло, такое как сопло струйного насоса, чтобы получить перепад давления в присутствии жидкости, а перепад давления регистрируется и используется для приведения в действие клапана, отсекающего поток газа от второго тракта протекания текучей среды. В другом варианте на входе в первый тракт протекания текучей среды применяется трубка Вентури. Перепад давления в горловине трубки Вентури используют для регистрации присутствия жидкости и на основе этого приводят в действие клапан, отсекающий поток газа от второго тракта протекания текучей среды. Еще в одном варианте присутствие жидкости измеряют с помощью денсиметра, который определяет плотность текучей среды на входе в первый тракт протекания текучей среды, и когда измеренный показатель плотности указывает на наличие в потоке жидкости, клапан на втором тракте протекания текучей среды приводится в действие, отсекая поток газа от второго тракта протекания текучей среды. С другой стороны, когда ни в одном из перечисленных вариантов не регистрируется признаков жидкости в потоке, клапан отводит газовый поток во второй тракт протекания текучей среды, так что газовый поток измеряется газовым расходомерным устройством и многофазным расходомерным устройством.

В другом варианте реализации настоящего изобретения отклоняющее средство включает устройство понижения давления, такое как ограничивающее поток сопло струйного насоса, расположенное в точке за входом во второй тракт протекания текучей среды. При наличии жидкости во втором тракте протекания текучей среды возникает отрицательный перепад давления, препятствующий протеканию текучей среды через второй тракт. Этот отрицательный перепад давления может вызвать обратную циркуляцию потока от многофазного расходомерного устройства ко второму тракту протекания текучей среды. Поэтому для того, чтобы не допустить обратной циркуляции потока, во второй тракт вставляют запорный клапан. На входе во второй тракт протекания текучей среды предпочтительно размещают расширительную камеру и туманоуловитель для отделения капель тумана, которые несет с собой газ.

Предпочтительно, чтобы многофазное расходомерное устройство, расположенное в первом тракте протекания текучей среды, било трехфазным расходомером, способным измерять концентрацию в текучей среде газа, воды и нефти. В этом случае расходомер, являющийся предметом настоящего изобретения, дает показания о суммарном расходе воды и суммарном расходе нефти, измеренные трехфазным расходомером, а также о суммарном расходе газа, измеренном как трехфазным расходомером, так и газовым расходомерным устройством. Однако настоящее изобретение применимо и в случае, когда на первом тракте протекания текучей среды используется двухфазный расходомер для измерения расхода газа и жидкости (нефти и воды), и в этом случае настоящее изобретение дает показатель расхода жидкости в двухфазном расходомере, а также суммарного расхода газа, измеренного двухфазным расходомером и газовым расходомерным устройством.

Настоящее изобретение включает также новый и усовершенствованный способ измерения расхода многофазной текучей среды, предусматривающий наличие расходомера с параллельными друг другу первым и вторым трактами протекания текучей среда, с первым трактом, включающим многофазное расходомерное устройство для измерения и расхода газа, и расхода жидкости, и ограничитель потока, последовательно соединенный с многофазным расходомерным устройством и предназначенный для замедления потока среды в многофазном расходомерном устройстве, и вторым трактом протекания текучей среды, включающим газовое расходомерное устройство, предназначенное для измерения расхода газа; регистрацию наличия жидкости в расходомере; управление потоком текучей среды через первый и второй тракты текучей среды путем направления потока текучей среды во второй тракт, когда в расходомере не обнаруживают наличия жидкости и прекращения потока текучей среды во втором тракте при обнаружении наличия жидкости в расходомере; и выдачу показаний величины расхода жидкости в многофазном расходомерном устройстве и суммарного расхода газа, измеренного многофазным и газовым расходомерным устройствами.

Первый вариант реализации способа, являющегося предметом настоящего изобретения, включает регистрацию перепада давления в ограничителе потока, расположенном последовательно с многофазным расходомерным устройством и приведение в действие клапана для отсечки потока газа от второго тракта протекания текучей среда, когда отмеченный перепад давления превысит определенное пороговое значение.

Во втором варианте реализации способа, являющегося предметом настоящего изобретения, наличие жидкости в потоке выявляют на входе в первый тракт протекания жидкости, например, за счет создания перепада давления на входе в присутствии жидкости в потоке, путем пропуска измеряемой среды или через ограничивающее поток сопло, или через трубку Вентури с горловиной, и регистрации полученного перепада давления в ограничивающем поток сопле или в трубке Вентури при наличии в потоке жидкости. С другой стороны, способ включает измерение одной или нескольких предпочтительных характеристик текучей среды, поступающей на вход, таких как плотность текучей среды, теплопроводность, электропроводность, непрозрачность или поглощение ядерных, электромагнитных или звуковых волн, или иных характеристик, таких как перечисленные в патенте США 4774680, например, сила тока, напряжение, частота, поглощение энергии, диэлектрическая проницаемость, емкостное сопротивление, проводимость и полное сопротивление, и приведение в действие клапана, отсекающего газовый поток от газового расходомерного устройства, когда измеренные характеристики указывают на присутствие жидкости.

В другом варианте реализации способа, являющегося предметом настоящего изобретения, в случае наличия жидкости с помощью струйного насоса создают отрицательный перепад давления. Циркуляция потока жидкости предупреждается с помощью запорного клапана во втором тракте течения текучей среды. Расширительная камера и туманоуловитель в обводящем втором тракте протекания текучей среды способствуют сбору капель выносимой жидкости. Расширительную камеру и туманоуловитель можно добавить в каждом из вариантов реализации настоящего изобретения.

В предпочтительном варианте реализации способа, являющегося предметом настоящего изобретения, в качестве многофазного расходомерного устройства, расположенного в первом тракте протекания текучей среды, используют трехфазный расходомер, способный измерять расход газа, воды и нефти. В этом предпочтительном варианте реализации получают показания о суммарном расходе воды и суммарном расходе нефти, измеренные трехфазным расходомером, а также показания о суммарном расходе газа, измеренном как трехфазным расходомером, так и газовым расходомерным устройством. С другой стороны в случае, когда на первом тракте протекания текучей среды используют двухфазный расходомер, способ, являющийся предметом настоящего изобретения, включает выдачу показателя расхода жидкости в двухфазном расходомере, а также суммарного расхода газа, измеренного двухфазным расходомером и газовым расходомерным устройством.

Более полное понимание сущности изобретения и многих присущих ему преимуществ может быть легко получено в результате изучения приведенного ниже подробного описания со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг. 1 показана приблизительная блок-схема первого варианта реализации расходомера для многофазной текучей среды с высоким содержанием пара и газа, являющегося предметом настоящего изобретения;
на фиг. 2 показана приблизительная блок-схема второго варианта реализации расходомера, являющегося предметом настоящего изобретения;
на фиг. 3 показана приблизительная блох-схема третьего варианта реализации расходомера, являющегося предметом настоящего изобретения;
на фиг. 4 показана приблизительная блок-схема четвертого варианта реализации расходомера, являющегося предметом настоящего изобретения;
на фиг. 5a и 5b показаны временные диаграммы, иллюстрирующие поток текучей среды через многофазное расходомерное устройство на первом тракте протекания текучей среды расходомера, являющегося предметом настоящего изобретения при отсутствии и при наличии соответственно ограничителя на первом тракте протекания текучей среды; и
на фиг. 6 показана приблизительная блок-схема пятого варианта реализации расходомера, являющегося предметом настоящего изобретения.

На чертежах, на которых одинаковыми позициями обозначены идентичные или совпадающие детали с разных точек зрения, и более конкретно на фиг. 1 показан первый вариант реализации расходомера, являющегося предметом настоящего изобретения, включающий первый тракт протекания текучей среды 10 и второй тракт протекания текучей среды 12, подключенный параллельно тракту 10, причем оба тракта на своих входах сообщаются с входной соединительной трубой 14 и на своих выходах с отводящей соединительной трубой 16. Первый тракт протекания текучей среды 10 включает многофазный расходомер 18, предпочтительно выполненный в соответствии с патентом США 5099697, последовательно соединенный с ограничителем 20, а выход ограничителя 20 сообщается с отводящей соединительной трубой 16. Второй тракт протекания текучей среды 12 включает газовый расходомер 22, последовательно соединенный с клапаном 24, который в свою очередь соединен с выходом первого тракта текучей среды и отводящей соединительной трубой 16.

Как показано на фиг. 1, на входе и выходе ограничителя 20 размещены датчики давления 26 и 28. Соответствующие выводы датчиков 26 и 28 подключены к компьютеру 30, который определяет перепад давлений, зарегистрированных датчиками 26 и 28, сравнивает перепад с пороговым значением и приводит в действие клапан 24, когда перепад давлений превышает предварительно установленное значение, указывая на прохождение жидкости через ограничитель 20.

Преимущество настоящего изобретения заключается в распознавании в большинстве случаев капель жидкости, стремящихся сгруппироваться вместе (как это происходит в клистронах, хроматографах и т.д.), которые появляются в расходомере 18, при отсутствии ограничителя 20, в форме кратковременных всплесков жидкости, смешанной с газом, как показано на фиг. 5a. Однако трудно точно измерить количество жидкости при кратковременных всплесках, показанных на фиг. 5a. Это объясняется окончанием времени срабатывания расходомера 18 и связанной с этим возможностью повреждения расходомера 18. Согласно настоящему изобретению трудность преодолевается за счет замедления всплеска в текучей среде с образованием жидкостной взвеси, например, путем подачи большего количества жидкости в тракт текучей среды 10. Поэтому, согласно настоящему изобретению, ограничитель 20 предназначен для "сглаживания" резких всплесков, так что поток текучей среды поступает в расходомер 18 как порция с уменьшенной скоростью и амплитудой при увеличении длительности по времени. Поскольку входная соединительная труба 14 не заполнена несжимаемой текучей средой, т.е. заполнена смесью газа и жидкости, ограничитель 20 продлевает продолжительность прохождения порции жидкости через расходомер 18 путем подачи большего количества жидкости перед расходомером 18. Таким образом, ограничитель 20 замедляет течение смеси жидкости и газа через расходомер 18 и вызывает ее накапливание перед расходомером 18, как показано схематически для порций текучей среды на фиг. 5b.

Обычно ограничитель 20 имеет такие размеры, которые ограничивают максимальный поток жидкости, проходящий через расходомер 18, 150% от полного значения шкалы объемной расходомерной секции расходомера 18. Например, если расходомер 18 выполнен согласно патенту США 5099097, он должен состоять из двух объемных расходомерных секций, разделенных ограничителем. В этом случае ограничитель 20 имеет такие размеры, которые ограничивают максимальный поток жидкости, проходящий через расходомер 18, 150% от полного значения шкалы меньшей из двух объемных расходомерных секций. С другой стороны, в случае использования многофазного расходомера, описанного в находящейся на рассмотрении заявке на патент США SN 08/852544, включенной в данном случае в качестве ссылки, и состоящего из объемной расходомерной секции, последовательно соединенной с импульсной расходомерной секцией, то ограничитель 20 имеет такие размеры, которые ограничивают максимальный поток жидкости 150% от полного значения шкалы объемной расходомерной секции. Таким образом в настоящем изобретении пропускная способность расходомера 18 рассчитана на максимальный поток жидкости и расходомера 22 - на максимальный поток газа. При высокой доле содержания пара и газа, например, достигающей 95%, поверхностный расход газа значительно выше поверхностного расхода жидкости, например, приблизительно в отношении 20:1, и размеры расходомеров 22 и 18 подбирают соответствующим образом.

Дальнейшее уточнение роли ограничителя 20 показывает, что поскольку перепад давлений в ограничителе пропорционален произведению квадрата скорости текучей среды (V²) на плотность (D), т.е. p=DV², и поскольку плотность газа очень мала по сравнению с плотностью жидкости, прохождение через ограничитель 20 не окажет заметного влияния на поток газа, в то время как из-за того, что плотность жидкости значительно больше плотности газа, снижение давления жидкости, при той же скорости, оказывается значительно больше, чем снижение давления газа, проходящего через ограничитель 20. Таким образом, как было показано выше, ограничитель 20 замедляет прохождение жидкостей, но не газов, что ведет к возникновению поддающегося измерению перепада давления при наличии жидкости. Поскольку пики протекания жидкости "сглаживаются", как показано на фиг. 5b, можно применить расходомер 18 гораздо меньших размеров, чем потребовалось бы в противном случае для пропуска пиковых значений расхода, поскольку ограничитель 20 определяет максимальный расход.

Согласно настоящему изобретению, как показано выше, датчики давления 26, 28 и компьютер 30 применяются для регистрации прохождения жидкости через ограничитель 20 и приведения в действие клапана 24 для отсечки потока газа от газового расходомера 22 так, чтобы вся текучая среда, поступающая по входной соединительной трубе 14, проходила при наличии жидкости через многофазный расходомер 18. При значительном содержании газа в потоке и несущественном содержании жидкости, т.е. в потоке текучей среды с высоким содержанием пара и газа, в ограничителе 20 регистрируется незначительный перепад давления, в результате чего поток газа идет и через первый, и через второй тракты протекания текучей среды, а расход газа измеряется одновременно и многофазным расходомером 18, и газовым расходомером 22. В описанном выше процессе ограничитель замедляет жидкости, но не газы. Расходомер 18 может таким образом быть настроен на измерение максимальных показателей расхода жидкости, которые значительно меньше, чем потребовалось бы при таком же измерении максимального расхода газа. Ограничитель 20 определяет максимальный расход жидкости, в результате чего в расходомер 18 поступает гораздо меньший поток. Это невозможно осуществить в потоке однофазной текучей среды, при котором в линии 14 не будет оставаться свободного пространства для помещения в нем дополнительной жидкости, но применимо к многофазному потоку, включающему газовый поток.

Клапан 24 на фиг. 1 закрывается, когда перепад давления в ограничителе 20 превышает установленное значение, т.е. когда через него проходит смесь жидкости и газа. Тракт потока 12 больше тракта потока 10, и поскольку жидкость по существу несжимаема, не имеет значения, располагается ли ограничитель 20 перед расходомером 18 или за ним. Преимущество размещения его после расходомера заключается в поддержании на более высоком уровне абсолютного давления в расходомере 18, что снижает наблюдаемый в нем фактический расход газа. Недостаток заключается в том, что до закрытия клапана 24 в обходной тракт 12 попадает больше жидкости. Вертикальный стояк обходного тракта 12 требует более значительного перепада давлений, чем перепад давления в ограничителе 20. В этом случае клапан 24 закроется задолго до заполнения стояка, не допуская протекания жидкости через тракт 12.

Информация о расходе газа, воды и нефти, проходящих через расходомер 18, передается на компьютер 30 вместе с выходными сигналами датчиков давления 26 и 28. Компьютер 30 управляет приведением в действие клапана 24, чтобы пропустить идущий с высокой скоростью газ через второй тракт 12 для текучей среды, который служит байпасом для газа, обладающего высокой скоростью. Расход газа во втором тракте для текучей среды 12 измеряют газовым расходомером 22, выходной сигнал которого также подается на компьютер 30. При высоком расходе газа, достигающем 150% от нормального расхода газа, на который рассчитан расходомер 18, перепад давления в ограничителе относительно мал, так что компьютер 30 оставляет клапан 24 в открытом положении и допускает измерение расхода избытка газа газовым расходомером 22. Затем компьютер 30 выдает показание расхода жидкости, т.е. расхода воды и нефти, измеренного расходомером 18, наряду с суммарным расходом газа, измеренным расходомерами 18 и 22. При использовании в качестве расходомера 18 двухфазного расходомера компьютер выдает показание расхода жидкости в расходомере 18 наряду с суммарным расходом газа в расходомерах 18 и 22.

На фиг. 2 показан второй вариант реализации настоящего изобретения, в котором аналогичным образом предусмотрена отсечка потока газа от газового расходомера 22 при обнаружении наличия в расходомере жидкости. Однако в варианте реализации, показанном на фиг. 2, управление работой клапана 24 осуществляется на основе падения давления, возникающего при протекании жидкости через сопло 32 струйного насоса 34, расположенного перед расходомером 18. На фиг. 2 управление клапаном 24 осуществляется всасыванием, которое создает струйный насос 34, когда жидкость протекает через струйный насос 34. Когда жидкость протекает через сопло 32 струйного насоса, в камере 36 возникает пониженное давление. Клапан 24 схематически показан на фиг. 1 и может быть пневматическим или гидравлическим мембранным клапаном или же клапаном с электромагнитным управлением. Нормальным является открытое положение клапана 24, но он закрывается при обнаружении жидкости. Преимущество использования нормально открытого клапана заключается в том, что в случае отключения электропитания линия не оказывается заблокированной расходомером для прохождения газа. Пониженное давление, создающееся потоком жидкости, используется для закрывания реверсивного клапана 24, в результате чего клапан 24 прерывает прохождение газа через второй тракт для текучей среды 12. Когда газ проходит через сопло 32, давление в камере 36 остается практически таким же, как и в главной линии 38, питающей струйный насос 34, и клапан 24 открывается под воздействием пружины возвратного действия (не показана). Таким образом, измерение расхода смеси жидкости и газа осуществляется многофазным расходомером 18, в то время как расход газа измеряют одновременно расходомерами 18 и 22. Как и в первом варианте реализации изобретения, компьютер 30 выдает показатели расхода воды и расхода нефти в многофазном расходомере 18 и суммарного расхода газа в расходомерах 18 и 22 в случае применения трехфазного расходомера 18, или же выдает показатели расхода жидкости в расходомере 18 и суммарного расхода газа в расходомерах 18 и 22 в случае применения двухфазного расходомера.

В другом варианте реализации, показанном на фиг. 3, струйный насос 34 заменен трубкой Вентури 40 с горловиной 42. В варианте, показанном на фиг. 3, низкое давление, возникающее в горловине 42 трубки Вентури, воздействует на клапан реверсивного действия 24 аналогично действию струйного насоса с фиг. 2. Преимущество этого варианта реализации заключается в очень незначительном снижении давления в трубке Вентури 40, поскольку большая часть падения давления в горловине 42 восполняется в расширительной части трубки Вентури за горловиной 42.

На фиг. 4 трубка Вентури заменена измерителем доли газовой фазы 44, который управляет клапаном 24 так же, как описано в отношении варианта, показанного на фиг. 1. Измеритель доли газовой фазы 44 может быть устройством, измеряющим плотность текучей среды (ядерной, по перепаду давлений и т.п.) или иными известными устройствами измерения доли газовой фазы. Существует много видов измерителей доли газовой фазы: например, диэлектрические, по электро- или теплопроводности, оптические и т.п. Все они измеряют плотность текучей среды. Применение измерителя плотности сохраняется для датчиков, измеряющих плотность текучей среды в весовых и объемных единицах.

На фиг. 6 показан еще один вариант реализации настоящего изобретения, и в этом варианте для предупреждения протекания текучей среды через тракт 12 используется перепад давления в сопле 32 струйного насоса 34 в камере 36. Давление в линии 12 по существу равно давлению на выходе MPFM 18. Струйный насос создает всасывание (пониженное давление), которое может втянуть обратно жидкость из выхода MPFM 18, если не принять предупредительных мер. Когда через сопло 32 проходит смесь жидкости и газа, она вызывает более значительное падение давления в многофазном расходомере 18. В этом варианте в обходном тракте для текучей среды 12 применяется запорный клапан 24. Запорный клапан 24 закрывается, чтобы не допустить обратного потока от выхода расходомера 18, который может в противном случае возникнуть из-за падения давления, вызванного протеканием жидкости через сопло 32. Таким образом, запорный клапан не допускает потока в обратном направлении от выхода расходомера 18 через тракт 12. Текучая смесь проходит через многофазный расходомер 18 к отводящей соединительной трубе 16. В присутствии газа, проходящего через сопло 32, перепад давления в камере 46 невелик по сравнению с обходным трактом 12, и большая часть газового потока проходит через обходной тракт, где его измеряют газовым расходомером 22.

Расширительная камера 46, помещенная выше расходомера 22, замедляет течение текучей среды к расходомеру 22, что позволяет каплям выносимой жидкости стекать обратно в камеру 36. Добавление туманоуловителя усиливает эффект. Расширительная камера 46, с туманоуловителем 48 или без него, может быть использована для усовершенствования любого из вариантов реализации настоящего изобретения.

Очевидно, что в рамках приведенных положений возможны многочисленные изменения и варианты настоящего изобретения. Поэтому понятно, что в пределах объема прилагаемых пунктов формулы изобретения изобретение может быть практически реализовано иначе, чем описано выше.

Реферат

Изобретения могут быть использованы для измерения в потоке количества жидкой фазы (нефти и воды) и газа. Расходомер содержит первый тракт протекания текучей среды с расположенными в нем последовательно многофазным расходомерным устройством и ограничителем потока, служащим для замедления потока среды, включающей смесь газа и жидкости. Параллельно первому тракту подключен второй тракт с расположенным в нем вторым расходомерным устройством для измерения расхода газа. При обнаружении наличия жидкости в расходомере компьютер приводит в действие клапан во втором тракте для отсечки от него потока текучей среды. В варианте выполнения поступающий в расходомер поток пропускают через сопло струйного насоса, чтобы исключить попадание жидкости во второй тракт. Изобретение обеспечивает высокую точность измерения в широком диапазоне концентраций, включая высокую долю газа и пара, достигающую 95%. 2 с. и 23 з.п.ф-лы, 6 ил.

Формула