СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСХОДА ПОТОКА ГАЗА Российский патент 1997 года по МПК G01F3/18 

Изобретение относится к области добычи нефти и газа и может быть использовано при измерениях расхода газа в системе сбора нефтяного газа.

Известны объемные способы измерения расхода потока газа: барабанного типа, ротационные, с измерительными мехами, скоростные: крыльчатого, турбинного типов; и по переменному перепаду давления с применением различных сужающих устройств (Павловский А.Н. Измерение расхода и количества жидкостей, газа и пара. М. Стандарты, 1967). Однако все эти известные способы не находят применения в системе сбора нефтяного газа, так как не позволяют удовлетворительно измерить расход газа. Известные объемные способы позволяют измерять только расход чистых газов и при небольших избыточных давлениях. Другие способы измерения расхода газа также требуют условий, которые в системе сбора газа не всегда можно выполнить. Поток нефтяного газа обычно оказывается не подготовленным для измерения, так как содержит влагу, жидкость, механические примеси, а давление в потоке изменяется в широком диапазоне.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является объемный способ измерения количества жидкости с помощью двух измерительных емкостей путем их последовательного заполнения и опорожнения (там же, с. 49-50, рис. 26).

Задача изобретения обеспечение измерения расхода газа с высокой точностью.

Задача решается тем, что в способе определения потока газа, включающем последовательное заполнение двух измерительных емкостей исследуемым потоком и их опорожнение, заполнение измерительных емкостей осуществляют последовательно потоком газа через трубопровод, соединяющий верхние части этих емкостей, а опорожняют с помощью рабочей жидкости, которой обеспечивают циркуляцию через трубопровод, соединяющий нижние части измерительных емкостей по замкнутому кругу, включающему измерительные емкости и сепаратор, а расход потока газа определяют по времени заполнения и опорожнения жидкостью измерительных емкостей по сигналу датчиков соответственно верхнего и нижнего уровней.

Выполняемые операции по реализации способа позволяют измерять расход потока газа с высокой точностью. Измерение расхода газа с помощью измерительных емкостей не требует подготовки потока газа (очистки, осушки), а использование рабочей жидкости исключает утечки газа через изолирующий элемент порций газа (жидкость). Кроме того, использование рабочей жидкости по замкнутому кругу при постоянном давлении в системе сводит к нулю погрешности измерения за счет растворимости газа в жидкости. Таким образом достигается высокая точность измерения расхода потока газа.

На чертеже представлена схема осуществления способа измерения расхода потока газа.

Поток газа по трубопроводу 1 через верхний соединительный трубопровод 2 поступает последовательно в измерительные емкости 3 и 4. Рабочая жидкость по нижнему соединительному трубопроводу 5 подается последовательно в измерительные емкости. В измерительных емкостях контролируются нижние и верхние уровни жидкости датчиками уровней 6 9. Переключение емкостей производится краном 10. Рабочая жидкость подается в измерительную емкость насосом 11. При вытеснении жидкости из измерительной емкости жидкость поступает в сепаратор 12, туда же вслед за жидкостью поступает газ до момента заполнения жидкостью следующей измерительной емкости. Из сепаратора газ проходит в трубопровод 13. И далее процесс заполнения и опорожнения измерительных емкостей повторяется.

При заполнении измерительных емкостей жидкостью измеряется время изменения уровня от нижнего до верхнего уровня, а при опорожнении от жидкости (заполнении газом) время изменения уровня от верхнего до нижнего уровня.

Расход газа определяется по времени опорожнения и заполнения измерительной емкости жидкостью.

Отношение расхода газа к расходу жидкости как газовый фактор ГФ определяется по формуле:

где τ_ж время заполнения измерительной емкости жидкостью;
τ_г время опорожнения (вытеснения жидкости газом) измерительной емкости.

Расход жидкости Q_ж вычисляется по формуле:
Q_ж= V/τ_ж,
где V вместимость измерительной емкости.

Расход газа Q_г определяется по формуле
е

Использование: при измерении расхода газа в системе сбора нефтяного газа. Сущность изобретения: при осуществлении способа заполняют две измерительные емкости последовательно потоком газа через трубопровод, соединяющий верхние части емкостей, а опорожняют с помощью рабочей жидкости, которая циркулирует через трубопровод, соединяющий нижние части емкостей по замкнутому кругу, состоящему из этих емкостей и сепаратора. Расход потока газа определяют по времени заполнения и опорожнения жидкостью измерительных емкостей по сигналу датчиков уровней. 1 ил.

Способ определения расхода потока газа, включающий последовательное заполнение двух измерительных емкостей исследуемым потоком и их опорожнение, отличающийся тем, что заполняют измерительные емкости последовательно потоком газа через трубопровод, соединяющий верхние части этих емкостей, а опорожняют с помощью рабочей жидкости, которой обеспечивают циркуляцию через трубопровод, соединяющий нижние части измерительных емкостей по замкнутому кругу, включающему измерительные емкости и сепаратор, а расход потока газа определяют по времени заполнения и опорожнения жидкостью измерительных емкостей по сигналу датчиков соответственно верхнего и нижнего уровней.