Гидравлическая обвязка Российский патент 2024 года по МПК G01N23/12 G01N23/83 

Настоящее изобретение относится к области измерения параметров потока с помощью рентгеновского излучения, а именно к устройствам для проведения рентгеновской интроскопии жидких или газообразных многофазных потоков или их смеси, и может быть использовано в метрологических и информационно-измерительных системах нефте-газодобывающей, нефте-газоперерабатывающей, и химической промышленности.

Из существующего уровня техники известно устройство и способ для определения фазовой доли жидкости, собранной в скважине, содержащий генератор рентгеновского излучения, фильтр, ячейку для отбора проб и детектор излучения. Фильтр создает спектр излучения с высокой энергетической частью и низкой энергетической частью. Отфильтрованное излучение пропускается через образец жидкости, и результирующий ослабленный сигнал излучения используется при расчете фазовых долей нефти, воды и газа в образце жидкости. В одном варианте осуществления второй эталонный детектор излучения измеряет излучение непосредственно от генератора рентгеновского излучения, и это измерение используется для нормализации результата фракции. Отношение сигнала высокой энергии к сигналу низкой энергии эталонного детектора используется при управлении входным напряжением генератора рентгеновского излучения, обеспечивая таким образом стабильный спектр (CA2590568 опуб. 2016-07-10). Недостатками данного технического решения является отсутствие байонетного затвора и смены направления движения жидкости.

Наиболее близким к заявленному изобретению является расходомер многофазного потока для измерения компонентов многофазного потока, проходящего через измерительную трубку, содержащий: по меньшей мере один источник рентгеновского излучения, генерирующий полихроматический пучок фотонов; измерительную трубку для пропускания многофазного потока; матричный детектор, установленный позади измерительной трубки по ходу пучка, причем упомянутый матричный детектор представляет собой двумерную детектирующую структуру, содержащую (m×n) чувствительных элементов, причем упомянутый матричный детектор обеспечивает регистрацию принятого пучка фотонов в соответствии с различными энергетическими уровнями принятых фотонов и распределение принятых фотонов по энергетическим уровням в соответствии со спектральным разрешением упомянутого матричного детектора; и при этом количество энергетических уровней, регистрируемых матричным детектором, определяется как отношение максимальной энергии принятых фотонов к спектральному разрешению матричного детектора; блок формирования изображений, выполненный с возможностью формирования некоторого количества изображений упомянутого многофазного потока для каждого рентгеновского импульса с помощью упомянутого матричного детектора и в соответствии с определенным количеством энергетических уровней, причем упомянутые изображения характеризуются яркостью пикселов; блок визуализации, подключенный к блоку формирования изображений; блок определения объема, выполненный с возможностью определения объемного содержания каждого компонента упомянутого многофазного потока, исходя из упомянутой сформированной последовательности изображений, на основе значения яркости пикселов сформированных изображений и в соответствии с законом поглощения рентгеновского излучения на основе системы уравнений, описывающих поглощение излучения многофазной средой; блок определения скорости, выполненный с возможностью определения расхода каждого компонента многофазного потока в измерительной трубке в соответствии с кросс-корреляционным анализом изображений, сформированных матричным детектором, и определения объемного расхода каждой фазы многофазного потока как произведения расхода и объемного содержания фазы (RU2015111011 опуб. 2018-08-06). Недостатками данного технического решения являются отсутствие байонетного затвора и смены направления движения жидкости.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является обеспечение функционирования многофазного расходомера при малых скоростях течения потока, а также на повышение удобства эксплуатации.

Данная задача решается путем измерения потока многофазным расходомером за счет анализа рентгеновского излучения, пройденного через измеряемый поток в секции композитной, при этом секция композитная располагается вертикально и измеряемый поток направлен сверху вниз, при этом измеряемый поток поворачивается из горизонтального направления вертикально вниз в крестовине, один горизональный отвод которой заглушен, и перемешивается при прохождении крестовины, при этом к верхнему вертикальному отводу крестовины присоединен байонетный затвор для осуществления контроля состояния секции композитной и заполнения секции композитной калибровочными жидкостями и проведения технического обслуживания секции композитной, при этом датчик давления подключается к секции композитной в узком сечении секции композитной посредством импульсных трубок, а ниже секции композитной устанавливается запорное устройство, которое может перекрывать трубу для заполнения секции композитной калибровочными жидкостями.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является расходомер, содержащий байонетный затвор и крестовину для смены направления движения и повышения гомогенности.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена гидравлическая обвязка и введены следующие обозначения:

1. Горизонтальная труба

2. Крестовины

3. Байонетный затвор

4. Композитная секция

5. Преобразователь давления

6. Термопреобразователь

7. Блок излучателя

8. Блок детектирования

9. Запорная арматура

10. Отводящая труба

Изобретение направлено на обеспечение функционирования многофазного расходомера при малых скоростях течения потока, а также на повышение удобства эксплуатации. Поток поступает к расходомеру по горизонтальной трубе (1), и поступает в крестовины (2), горизонтальный отвод которой заглушен, а к верхнему вертикальному отводу, присоединен байонетный затвор (3). В крестовине поток перемешивается и становится более гомогенным, что улучшает качество работы расходомера за счет отсутствия расслоения между газом и жидкостью. Далее поток поступает в вертикально расположенную секцию композитную (4). К узкому сечению секции композитной присоединяется посредством трубной обвязки в виде импульсных трубок преобразователь давления (5). Также в широкое сечение секции композитной ниже уровня сужения смонтирован термопреобразователь (6). Композитная секция в узком сечении просвечивается рентгеновским излучением от генератора, расположенного в блоке излучателя (7) и прошедшее через секцию композитную рентгеновское излучение и детектируется системой детектирования, расположенной в блоке детектирования (8). После секции композитной поток поступает в запорную арматуру (9), после прохождения запорной арматуры поток уходит в отводящую трубу (10), после чего может быть снова развернут в горизонтальном направлении.

Работает устройство следующим образом: измеряемый поток поворачивается из горизонтального направления вертикально вниз в крестовине, один горизональный отвод которой заглушен, при этом поток перемешивается при прохождении крестовины. К верхнему вертикальному отводу крестовины присоединен байонетный затвор для осуществления контроля состояния секции композитной и заполнения секции композитной калибровочными жидкостями и проведения технического обслуживания секции композитной. Датчик давления подключается к секции композитной в узком сечении секции композитной посредством импульсных трубок. Ниже секции композитной устанавливается запорное устройство, которое может перекрывать трубу для заполнения секции композитной калибровочными жидкостями.

Изобретение относится к области измерения параметров потока с помощью рентгеновского излучения, а именно к устройствам для проведения рентгеновской интроскопии жидких или газообразных многофазных потоков или их смеси, и может быть использовано в метрологических и информационно-измерительных системах нефтегазодобывающей, нефтегазоперерабатывающей и химической промышленности. В устройстве измерение потока многофазным расходомером происходит за счет анализа рентгеновского излучения, пройденного через измеряемый поток в секции композитной, при этом секция композитная располагается вертикально и измеряемый поток направлен сверху вниз, при этом измеряемый поток поворачивается из горизонтального направления вертикально вниз в крестовине, один горизонтальный отвод которой заглушен, и перемешивается при прохождении крестовины, при этом к верхнему вертикальному отводу крестовины присоединен байонетный затвор для осуществления контроля состояния секции композитной и заполнения секции композитной калибровочными жидкостями и проведения технического обслуживания секции композитной, при этом датчик давления подключается к секции композитной в узком сечении секции композитной посредством импульсных трубок, а ниже секции композитной устанавливается запорное устройство, которое может перекрывать трубу для заполнения секции композитной калибровочными жидкостями. Технический результат заключается в повышении гомогенности. 1 ил.

Гидравлическая обвязка, состоящая из расходомера многофазного потока и композитной секции, отличающаяся тем, что измерение потока многофазным расходомером происходит за счет анализа рентгеновского излучения, пройденного через измеряемый поток в секции композитной, при этом секция композитная располагается вертикально и измеряемый поток направлен сверху вниз, при этом измеряемый поток поворачивается из горизонтального направления вертикально вниз в крестовине, один горизонтальный отвод которой заглушен, и перемешивается при прохождении крестовины, при этом к верхнему вертикальному отводу крестовины присоединен байонетный затвор для осуществления контроля состояния секции композитной и заполнения секции композитной калибровочными жидкостями и проведения технического обслуживания секции композитной, при этом датчик давления подключается к секции композитной в узком сечении секции композитной посредством импульсных трубок, а ниже секции композитной устанавливается запорное устройство, которое может перекрывать трубу для заполнения секции композитной калибровочными жидкостями.