АВТОМАТИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СОДЕРЖАНИЯ СВОБОДНОГО ГАЗА В НЕФТИ Российский патент 1997 года по МПК G01N33/22 

Изобретение относится к области техники измерений, используемой при исследовании эффективности функционирования газонефтяных сепараторов и определении поправочных коэффициентов в показания объемных счетчиков на наличие в нефти свободного газа.

Известно устройство для определения содержания свободного газа в потоке нефти, состоящее из датчика, электрического блока, регистратора и сигнализатора. В нижней части трубчатого корпуса датчика со сквозным окном установлен металлический отражатель ультразвуковых колебаний, а в верхней герметично завальцована заглушка, сквозь которую пьезоэлемент излучает и принимает ультразвуковые колебания. В качестве демпфера применена пружина.

Основным недостатком таких устройств, базирующихся на использовании ультразвуковых колебаний, является зависимость величины получаемого сигнала не только от объема свободного газа, но его дисперсности. Поэтому они применяются обычно как индикаторы.

Известно устройство для измерения концентрации свободного газа в потоке товарной нефти радиоизотопный плотномер, в котором связь между скоростью счета импульсов на выходе блока детектирования и плотностью контролируемой среды, просвечиваемой узким пучком гамма-излучения, выражается экспоненциальной зависимостью.

Главным недостатком этих приборов является влияние изменения физических свойств нефти и гидродинамических параметров потока на величину конечного сигнала. Необходимость же внесения коррекций, исключающих влияние неинформативных параметров на результаты измерений делает проблематичным использование таких приборов для высокоточных измерений, которые необходимы при ведении товарокоммерческих операций.

Известно также устройство, в котором использован двухканальный вибрационный плотномер, где один канал (вибрационная трубка) применяется в качестве рабочего, а второй в качестве эталонного, пропуская через него эталонную, предварительно освобожденную от газа, жидкость, которая имеет одинаковую плотность с анализируемой. Его недостаток неоднозначность интерпретации получаемого сигнала.

Наиболее близким техническим решением к предполагаемому изобретению является устройство для определения содержания свободного газа в сепарированной нефти, включающее цилиндрический корпус с пробоотборной камерой, манометрический датчик давления, узел пресса с плунжером и измерителем хода, запорные клапана, а между датчиком давления и пробоотборной камерой установлен эластичный разделитель (а.с. СССР N 638138, кл. G 01 N 33/22, 1984).

Недостаток этого устройства необходимость постоянного присутствия оператора при производстве измерений, что делает его практически непригодным к использованию в целях получения постоянной информации о содержании свободного газа в нефти.

Цель изобретения повышение эффективности работы устройства путем снижения трудозатрат, увеличения точности, достоверности и оперативности измерений.

Поставленная задача достигается тем, что измеритель снабжается преобразователями давления и хода плунжера, выходы которых соединяются с микропроцессором, а плунжер и запорные клапаны снабжаются приводом, который также соединяется с микропроцессором, причем микропроцессор выполнен цифровой индикации, а средство измерения хода плунжера выполнено в виде датчика хода плунжера.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема автоматического измерителя содержания свободного газа в нефти.

Автоматический измеритель состоит из нескольких функциональных узлов и блоков.

Пробоотборник предназначен для отбора пробы жидкости и состоит из пробоотборной камеры 1, корпуса, служащего термостатирующей рубашкой 2, клапанов входного 4 и выходного 5.

Разделительная камера включает в себя корпус 6, мембрану 7 и служит для отделения полости пробоотборной камеры 1 от полости гидравлического цилиндра 8.

Блок привода состоит из электродвигателя 9, насоса 10, фильтра 11, системы переключения потоков 12, емкости 13, перепускного клапана 14 и гидроцилиндров 8, 15, 16, 17. С помощью гидропривода производится закрытие - открытие клапанов 4, 5 и сжатие отобранной пробы.

Датчик давления 18 служит для измерения давления в пробоотборной камере, а датчик хода 19 для измерения величины перемещения спаренного поршня гидроцилиндра 8, 17.

Микропроцессор 20, в соответствии с программой, обеспечивает работу отдельных узлов и измерителя в целом, производит обработку получаемой с датчиков информации и дает цифровую информацию о результатах измерений.

Измеритель работает следующим образом.

При монтаже измеритель входными и выходными штуцерами подсоединяются байпасом к трубопроводу до и после секущей задвижки. В исходном состоянии клапаны 4, 5 открыты, мембрана 7 находится в крайнем верхнем положении, насос 10 гидропривода работает через перепускной клапан 14, рабочая среда движется по пробоотборной камере 1. Поршни гидроцилиндров 15, 16, 17 находятся соответственно в левом, в правом и нижнем положениях. При поступлении с микропроцессора 20 команды "измерение" поршни гидроцилиндров 8, 17 отводятся в крайнее нижнее положение, при этом, за счет изменения положения мембраны 7, полость разделительной камеры заполняется жидкостью, движущейся по пробоотборной камере 1. После этого датчик давления 18 фиксирует исходное давление, а датчик хода 19 положение спаренного поршня в гидроцилиндрах 8, 17, полученная информация поступает на микропроцессор 20. Затем путем подачи рабочей жидкости в гидроцилиндры 15, 16 производится закрытие запорных клапанов 4, 5. В результате закрытия клапанов происходит переключение потока исследуемой жидкости с пробоотборной камеры 1 на полость корпуса 2, что обеспечивает поддержание постоянной температуры на весь период измерения. Далее производится сжатие отобранной пробы путем подачи рабочей жидкости в нижнюю полость гидроцилиндра 17 и перемещение за счет этого спаренного поршня вверх. После некоторого промежутка времени датчик давления 18 фиксирует давление, а датчик хода 19 положение спаренного поршня в гидроцилиндрах 8, 17, полученная информация поступает на микропроцессор 20. В последнем, в соответствии с имеющейся программой, получаемая информация обрабатывается и производится индикация на табло содержания свободного газа в нефти.

После выполнения измерения возврат устройства в исходное положение производится в обратной последовательности.

Использование предполагаемого изобретения позволяет за счет однозначной интерпретации получаемого сигнала получать точную и достоверную информацию о содержании свободного газа в нефти с цифровой его индикацией и запоминанием на микропроцессоре.

Использование: изобретение может быть использовано для оценки качества сепарации и определения поправочных коэффициентов в показания объемных счетчиков на наличие в нефти свободного газа. Сущность изобретения: измеритель снабжен преобразователем давления и хода плунжера, выходы которых соединены с микропроцессором, а плунжер и запорные клапаны снабжены приводом, который также соединен с микропроцессором, микропроцессор выполнен с выводом цифровой индикации, а средство для измерения хода плунжера выполнено в виде датчика хода плунжера. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Автоматический измеритель содержания свободного газа в нефти, содержащий корпус, датчик давления, средство для измерения хода плунжера, запорные клапаны, пробоотборную камеру с плунжером, входной и выходной штуцеры, отличающийся тем, что он дополнительно содержит преобразователи давления и хода плунжера, выходы которых соединены с микропроцессором, причем плунжер и запорные клапаны снабжены приводом, соединенным с микропроцессором, микропроцессор выполнен с выводом цифровой индикации, средство для измерения хода плунжера выполнено в виде датчика хода плунжера. 2. Автоматический измеритель по п. 1, отличающийся тем, что привод выполнен гидравлическим.