Способ изокинетического отбора части выходящего газового потока из сепарационного и абсорбционного оборудования Российский патент 2024 года по МПК G01F1/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к газодобывающей промышленности и может использоваться в технологиях подготовки добываемого пластового флюида газовых и газоконденсатных залежей углеводородного сырья к магистральному транспорту (технологии низкотемпературной сепарации, технологии абсорбционной осушки газа гликолями) при изокинетическом отборе части выходящих газовых потоков из сепарационного и абсорбционного оборудования для измерения механического уноса жидкости в капельном виде из представленных аппаратов.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Измерение механического уноса жидкости в капельном виде с выходящими потоками газа из сепарационного и абсорбционного оборудования реализуется путем выполнения последовательности действий, включающей:

- изокинетический отбор части газового потока, выходящего из сепарационного и абсорбционного оборудования, из прямолинейного участка трубопровода, базируясь на общеизвестном принципе изокинетического отбора части газового потока,

- сепарационное отделение от отобранной части газового потока механически унесенной жидкости в капельном виде из сепарационного и абсорбционного оборудования, используя общеизвестные методы сепарационного разделения газожидкостных потоков (гравитационное разделение, центробежное разделение, фильтрационное разделение, мембранное разделение),

- измерение количества полученных газовой и жидкой фаз при сепарационном разделении отобранной части потока, базирующееся на использовании общеизвестных принципов однофазной расходометрии,

- расчет значения механического уноса жидкости в капельном виде с выходящим газовым потоком из сепарационного и абсорбционного оборудования путем нахождения отношения измеренных количеств жидкой и газовой фаз, полученных при сепарационном разделении отобранной части потока.

Измеряемые значения механического уноса жидкости в капельном виде являются определяющим показателем при эксплуатации сепарационного и абсорбционного оборудования, в частности:

- сепарационного оборудования установок подготовки к магистральному транспорту добываемого углеводородного сырья газоконденсатных залежей,

- абсорбционного оборудования установок подготовки к магистральному транспорту добываемого углеводородного сырья газовых залежей,

- фильтрационного оборудования входящих газовых потоков на динамическое промысловое оборудование (эжектора, компрессора, турбодетандеры).

По значениям механического уноса жидкости в капельном виде с газовыми потоками оценивают:

- эффективность используемого промыслового сепарационного и абсорбционного оборудования,

- механическую потерю нестабильного конденсата в процессе подготовки к магистральному транспорту добываемого углеводородного сырья газоконденсатных залежей,

- механическую потерю абсорбента в процессе подготовки к магистральному транспорту добываемого углеводородного сырья газовых залежей,

- влияние рабочей среды на коэффициент полезного действия и ресурс эксплуатации эжекторного, компрессорного и турбодетандерного промыслового оборудования.

Достоверность получаемого результата содержания капельной жидкости в газовом потоке определяет качество принимаемых решений по:

- оценке эффективности используемых технологий подготовки к магистральному транспорту добываемой продукции газовых и газоконденсатных залежей,

- оценке безвозвратных потерь нестабильного конденсата,

- модернизации сепарационного и абсорбционного оборудования объектов подготовки углеводородного сырья к магистральному транспорту.

Определяющее значение в точности измерения механического уноса жидкости в капельном виде с выходящими газовыми потоками из сепарационного и абсорбционного оборудования имеет качество реализации процедуры изокинетического отбора части газового потока, осуществляемой из известной точки поперечного сечения прямолинейного участка трубопровода при выполнении изложенного в пункте 3.5 раздела 3 ГОСТ Р ИСО 9096-2006 [ГОСТ Р ИСО 9096-2006 «Выбросы стационарных источников. Определение массовой концентрации твердых частиц ручным гравиметрическим методом»] основного положения общеизвестного принципа изокинетического отбора части газового потока из прямолинейного участка трубопровода, а именно, равенство значений скорости движения газового потока в точке отбора его части в поперечном сечении прямолинейного участка трубопровода и скорости движения отбираемой части газового потока во входном поперечном сечении пробоотборного устройства, обеспечивающего достоверность результата реализации процедуры изокинетического отбора части газового потока, характеризующегося тождественностью соотношения содержащихся количеств жидкой и газовой фаз в отбираемой части потока аналогичному соотношению для потока, из которого произведен отбор (графически рассматриваемая характеристика тождественности приведена в приложении D ГОСТ Р ИСО 9096-2006).

Далее заявляемым способом предполагается рассмотрение реализации изложенного в пункте 3.5 раздела 3 ГОСТ Р ИСО 9096-2006 основного положения общеизвестного принципа изокинетического отбора части газового потока из прямолинейного участка трубопровода по базирующемуся способу на устанавливаемой взаимосвязи скорости движения газового потока в точке отбора из прямолинейного участка трубопровода и скорости движения отбираемой части газового потока во входном поперечном сечении пробоотборного устройства через взаимосвязь статических давлений движущихся газового потока по прямолинейному участку трубопровода и отбираемой его части по пробоотборному устройству. Она осуществляется выполнением последовательности действий:

- формирование массива исходных данных необходимых для подготовки и проведения процедуры изокинетического отбора части газового потока,

- установление значения перепада статических давлений между движущимися газовым потоком и отбираемой его части соответственно по прямолинейному участку трубопровода и пробоотборному устройству, которое обеспечит выполнение изложенного в пункте 3.5 раздела 3 ГОСТ Р ИСО 9096-2006 основного положения общеизвестного принципа изокинетического отбора части газового потока из прямолинейного участка трубопровода,

- монтаж схемы изокинетического отбора рассматриваемой части потока с установкой на прямолинейном участке трубопровода и пробоотборном устройстве средств измерения для контроля перепада давлений при осуществлении данной процедуры,

- организация движения по смонтированной схеме части потока контроле по показаниям средств измерения разницы давлений движущихся газового потока и отбираемой его части соответственно по прямолинейному участку трубопровода и пробоотборному устройству равной установленному значению, которым обеспечивается выполнение изложенного в пункте 3.5 раздела 3 ГОСТ Р ИСО 9096-2006 основного положения общеизвестного принципа изокинетического отбора части газового потока из прямолинейного участка трубопровода.

Затем с изокинетически отобранной частью потока проводятся действия, направленные на определение значения механического уноса жидкости в капельном виде с выходящими газовыми потоками из сепарационного и абсорбционного оборудования. Они включают:

- выделение из отобранной части газового потока содержащейся жидкой фазы одним из общеизвестных способов сепарационного разделения газожидкостных сред (гравитационное разделение, центробежное разделение, фильтрационное разделение, мембранное разделение),

- измерение количества полученных газовой и жидкой фаз с применением общеизвестных принципов однофазной расходометрии,

- расчет значения механического уноса жидкости в капельном виде по отношению измеренных количеств жидкой и газовых фаз, полученных при сепарационном разделении отобранной части.

В описанной последовательности изокинетического отбора части выходящего газового потока из сепарационного и абсорбционного оборудования при измерении механического уноса жидкости в капельном виде с данными потоками основное влияние на достоверность получаемого результата (тождественность соотношения содержащихся количеств жидкой и газовой фаз в отбираемой части потока аналогичному соотношению для выходящего газового потока из сепарационного или абсорбционного оборудования, из которого произведен отбор, и далее, значение механического уноса жидкости в капельном виде) оказывает реализация процедуры нахождения значения перепада статических давлений между движущимися газовым потоком и отбираемой его части соответственно по трубопроводу и пробоотборному устройству, обеспечивающего выполнение изложенного в пункте 3.5 раздела 3 ГОСТ Р ИСО 9096-2006 основного положения общеизвестного принципа изокинетического отбора части газового потока из прямолинейного участка трубопровода, которое далее при проведении изокинетического отбора будет контролироваться по показаниям установленных средств измерений давления на трубопроводе и пробоотборном устройстве.

Известен способ изокинетического отбора из прямолинейного участка трубопровода части газопылевых потоков (газов), отходящих от стационарных источников загрязнения, с целью определения запыленности (массового содержания взвешенных частиц), изложенный в пункте 5.2.2 раздела 5 международного стандарта ГОСТ 33007-2014 [ГОСТ 33007-2014 Международный стандарт. Оборудование газоочистное и пылеулавливающее. «Методы определения запыленности газовых потоков. Общие технические требования и методы контроля»] (метод внешней фильтрации), в котором соблюдение изокинетичности отбора обеспечивается разностью статических давлений, измеряемых соответственно внутри канала трубки (равного по площади сечения входному отверстию) или у входного отверстия и вне его (в газовом потоке, омывающем трубку), которая должна поддерживаться равной нулю.

К недостаткам изложенного способа обеспечения изокинетичности отбора части потока относится отсутствие в представленной взаимосвязи перепада статических давлений и скоростей между движущемся потоком по прямолинейному участку трубопровода и движущейся отбираемой из него части в известной точке поперечного сечения трубопровода по внутренней полости пробоотборного устройства учета влияния на данную взаимосвязь возникающих гидравлических сопротивлений движению рассматриваемых сред по трубопроводу и пробоотборному устройству, характеризующихся геометрией внутренних полостей трубопровода и пробоотборного устройства, режимом движения и теплофизическими свойствами сред. Значения возникающих гидравлических сопротивлений движению потока и отбираемой из него части соответственно по трубопроводу и внутренней полости пробоотборного устройства будут существенно отличаться друг от друга при совпадении линейных скоростей движения рассматриваемых сред в точке отбора и их основных теплофизических параметров (плотность, коэффициент сжимаемости, показатель адиабаты, динамическая вязкость) из-за значительной разницы внутренних диаметров трубопровода и пробоотборного устройства. Представленное различие гидравлических сопротивлений описывается числом Рейнольдса (основной критерий характеризующий движение потоков по трубопроводу), имеющим взаимосвязь с перепадом измеряемых статических давлений движущихся потока и отбираемой его части соответственно по трубопроводу и внутренней полости пробоотборного устройства. Следовательно, для обеспечения изокинетичности отбора части потока путем поддержания задаваемого перепада измеряемых статических давлений движущихся сред по трубопроводу и внутренней полости пробоотборного устройства, значение данной величины будет отличным от нуля, а также зависеть от удаленности точки измерения статического давления движущейся части потока по пробоотборному устройству от места входа части потока в пробоотборное устройство.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Технической проблемой, решаемой при применении заявляемого технического решения, является разработка способа изокинетического отбора части газового потока, выходящего из сепарационного и абсорбционного оборудования, из прямолинейного участка трубопровода, который повысит достоверность результата (обеспечит равенство скорости движения газового потока в точке поперечного сечения прямолинейного участка трубопровода в месте отбора и скорости движения отбираемой части потока во входном поперечном сечении пробоотборного устройства, и, следовательно, обеспечит тождественность соотношения содержащихся количеств жидкой и газовой фаз в отбираемой части потока аналогичному соотношению для выходящего газового потока из сепарационного или абсорбционного оборудования из которого произведен отбор) и далее точность измерения механического уноса жидкости в капельном виде с выходящими газовыми потоками из сепарационного и абсорбционного оборудования.

Технический результат заключается в повышении достоверности изокинетического отбора части газового потока, выходящего из сепарационного и абсорбционного оборудования, из прямолинейного участка трубопровода путем реализации изокинетического принципа отбора части рассматриваемого потока, базирующейся на взаимосвязи перепада измеряемых статических давлений газового потока и отбираемой из него части, движущихся соответственно по прямолинейному участку трубопровода и пробоотборному устройству, со значениями скоростей движения рассматриваемых сред, учитывающей теплофизические свойства газового потока и отбираемой из него части (плотность, динамическую вязкость, коэффициент адиабаты) и возникающие гидравлические сопротивления движению отбираемой части газового по пробоотборному устройству, исключающей несоответствие значений скорости движения газового потока в точке отбора в поперечном сечении прямолинейного участка трубопровода и скорости отбираемой части газового потока во входном поперечном сечении пробоотборного устройства.

Указанный технический результат достигается тем, что предлагаемый способ изокинетического отбора части выходящего газового потока из сепарационного и абсорбционного оборудования предполагает использование:

а) основных положений общеизвестного принципа изокинетического отбора части газового потока из внутренней полости прямолинейного участка трубопровода изложенных в пункте 3.5 раздела 3 ГОСТ Р ИСО 9096-2006 и изложенных изокинетических условий отбора части потока в приложении D ГОСТ Р ИСО 9096-2006],

б) общеизвестных конструкций пробоотборного устройства для отбора части газового потока из прямолинейного участка трубопровода, пример видов которых приведен на рисунке В.4 приложения В ГОСТ Р ИСО 8573-2-2019 [ГОСТ Р ИСО 8573-2-2019 «Сжатый воздух. Методы контроля содержания масел в виде аэрозоля»], на рисунке А.3 приложения А ГОСТ 33007-2014,

в) общеизвестных взаимосвязей фундаментальных законов гидродинамики и термодинамики, описывающих структуру и режим движения газового потока по прямолинейному участку трубопровода и распределения в нем по поперечному сечению внутренней полости трубопровода содержащейся дисперсной фазы, изложенных в работе Р.И. Нигматулина [Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред. - М.: Наука, 1987. ч.2. 359 стр.],

г) выведенного на основе анализа работ И.Е. Идельчик [Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям, М.:Машиностроение, 1992, Раздел второй с. 60-113] расчетного выражения для нахождения основного параметра осуществления и контроля процедуры изокинетического отбора части выходящего газового потока из сепарационного и абсорбционного оборудования, которым устанавливается взаимосвязь перепада измеряемых статических давлений и скоростей движущихся потока и отбираемой из него части соответственно по трубопроводу и пробоотборному устройству, учитывающая гидравлические сопротивления движению рассматриваемых сред, создаваемые геометрией трубопровода и пробоотборным устройством.

д) выведенного расчетного выражения определения скорости движения газового потока по прямолинейному участку трубопровода, устанавливающего взаимосвязь данной величины с величиной «полного» давления потока среды, скоростью звука и теплофизическим свойствами потока, которое получено на основе использования законов неразрывности потока среды, I-го Начала термодинамики в форме уравнения Бернулли, термодинамических соотношений между теплофизическими свойствами исследуемых газожидкостных потоков, представленных в работах Г.Н. Абрамовича [Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика, М.:Наука, 1976, 888 стр.] и А.Б. Шабарова [Шабаров А.Б. Гидрогазодинамика, Тюмень: Издательство Тюменского государственного университета, 2011. 404 стр.],

е) общеизвестных стандартизированных способов расчетного определения теплофизических свойств движущегося газового потока про трубопроводу на основе известных термобарических параметров и компонентного состава среды, приведенных в ГОСТ 30319.2-2015 [ГОСТ 30319.2-2015 «Газ природный. Методы расчета физических свойств. Вычисление физических свойств на основе данных о плотности при стандартных условиях и содержании азота и диоксида углерода»] и ГОСТ 31369-2008 [ГОСТ 31369-2008 «Газ природный. Вычисление теплоты сгорания, плотности, относительной плотности и числа Воббе на основе компонентного состава»],

ж) средств измерений давления и температуры утвержденного типа с установленной допустимой погрешностью измерений для измерения термобарических параметров газового потока и отбираемой его части в пробоотборном устройстве.

Сущность способа изокинетического отбора части выходящего газового потока из сепарационного и абсорбционного оборудования, содержащего унесенную жидкость в капельном виде из соответствующих технологических аппаратов, представляющего собой высокодисперсный двухфазный поток газ-жидкость (несущая среда - газ, дисперсная фаза - жидкость), движущегося по прямолинейному участку трубопровода в развитом турбулентном режиме с дисперсной структурой, согласно приведенной информации в работе Р.И. Нигматулина [Нигматулин Р. И. Динамика многофазных сред. - М.: Наука, 1987. ч.2. - с.193], характеризующегося нахождением всей жидкой фазы в газовом ядре и совпадающими осесимметричными стабильными профилями распределения скоростей и расходов газовой и жидкой фаз в поперечном сечении прямолинейного участка трубопровода, заключается в обеспечении изложенного в пункте 3.5 раздела 3 ГОСТ Р ИСО 9096-2006 принципа изокинетического отбора части газового потока путем создания и поддержания в процессе изокинетического отбора части газового потока из произвольной точки выбранного поперечного сечения прямолинейного участка трубопровода значения перепада статических давлений между прямолинейным участком трубопровода и известной точкой прямолинейного участка пробоотборного устройства, которым обеспечивается равенство значения скорости движения газового потока в произвольной точке выбранного поперечного сечения прямолинейного участка трубопровода и значения скорости движения отбираемой из данной точки части газового потока во входном поперечном сечении пробоотборного устройства, устанавливаемого на основе взаимосвязи значения данной величины:

- с теплофизическими свойствами газового потока, тождественно соответствующими аналогичным характеристикам отбираемой части потока (плотность, коэффициент адиабаты, динамическая вязкость),

- со скоростью движения отбираемой части газового потока по пробоотборному устройству, равной скорости движения рассматриваемой среды во входном поперечном сечении пробоотборного устройства и скорости движения газового потока в произвольной точке отбора его части в выбранном поперечном сечении прямолинейного участка трубопровода,

- с создаваемыми гидравлическими сопротивлениями геометрическими характеристиками конфигурации используемого пробоотборного устройства движению отбираемой части газового потока по его внутренней полости до точки измерения статического давления на линейной части пробоотборного устройства,

значение которого вычисляется по выражению

(1),

где - перепада статических давлений между движущимися газовым потоком по прямолинейному участку трубопровода и отбираемой его частью по пробоотборному устройству, Па,

- длина линейной части пробоотборного устройства до места расположения на ней точки измерения давления, м,

- внутренний диаметр поперечного сечения пробоотборного устройства, м,

- радиус сопряжения входной и линейной частей пробоотборного устройства, м,

- плотность газового потока при рабочих условиях, кг/м³,

- динамическая вязкость газового потока при рабочих условиях, Па⋅с,

- определяемое слагаемое в выражении (1) при использовании прообоотборного устройства, имеющего изгиб внутренней полости между его входной и линейной частями,

- скорость газового потока в точке отбора его части в выбранном поперечном сечении прямолинейного участка трубопровода (м/с) которое должно быть обеспечено для скорости движения отбираемой части потока во входной части пробоотборного устройства (, м/с) в процессе изокинетического отбора для выполнения основного положения общеизвестного принципа изокинетического отбора части газового потока из внутренней полости прямолинейного участка трубопровода (), определяемая по установленной взаимосвязи данной величины с величиной «полного» давления потока среды, скоростью звука и теплофизическими свойствами потока, которая получена на основе использования законов неразрывности потока среды, I-го Начала термодинамики в форме уравнения Бернулли, термодинамических соотношений между теплофизическими свойствами исследуемых газожидкостных потоков, представленных в работе Г.Н. Абрамовича [Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика, М.: Наука, 1976, 888 стр.], с использованием выражения:

(2)

где - скорость газового потока в точке отбора его части в выбранном поперечном сечении прямолинейного участка трубопровода, м/с,

- скорость движения отбираемой части газового потока в поперечном сечении входной части пробоотборного устройства, м/с,

- скорость звука в движущемся газовом потоке по прямолинейному участку трубопровода, м/с,

- коэффициент адиабаты газового потока при рабочих условиях, ед.,

- разница между полным и статическим давлениями в точке отбора части газового потока выбранного поперечного сечения прямолинейного участка трубопровода при отсутствии движения отбираемой части газового потока по пробоотборному устройству, Па,

- статическое давление движущегося газового потока по прямолинейному участку трубопровода, Па,

Необходимые для вычислений по выражениям (1) и (2) величины определяют следующим образом:

- геометрические характеристики используемого пробоотборного устройства (, и ) определяют путем прямых измерений,

- значения статического давления движущегося газового потока по прямолинейному участку трубопровода () и разницы между полным и статическим давлениями в точке отбора части газового потока выбранного поперечного сечения прямолинейного участка трубопровода при отсутствии движения отбираемой части газового потока по пробоотборному устройству () определяются путем прямых измерений с использованием средств измерений утвержденного типа,

- характеристики газового потока (,, и ) определяют по представленным общеизвестным методам в ГОСТ 30319.2-2015 [ГОСТ 30319.2-2015 «Газ природный. Методы расчета физических свойств. Вычисление физических свойств на основе данных о плотности при стандартных условиях и содержании азота и диоксида углерода»] и ГОСТ 31369-2008 [ГОСТ 31369-2008 «Газ природный. Вычисление теплоты сгорания, плотности, относительной плотности и числа Воббе на основе компонентного состава»] на основе известного компонентного состава газа и его термобарических параметров ( - давление газового потока на прямолинейном участке трубопровода, в месте расположения пробоотборного сечения, Па; - температура газового потока на прямолинейном участке трубопровода, в месте расположения пробоотборного сечения, °С).

Используемое для отбора части газового потока поперечное сечение на прямолинейном участке трубопровода, в котором располагается точка отбора, выбирается из условия выполнения следующих требований, согласно представленным данным на рисунке 7 раздела 8.2.3 в ГОСТ Р ИСО 8573-2-2019:

- перед выбираемым поперечным сечением длина прямолинейного участка трубопровода должна быть не менее 10 его внутренних диаметров;

- после выбираемого поперечного сечения длина прямолинейного участка трубопровода должна быть не менее 3 его внутренних диаметров.

Непосредственно к месту расположения точки отбора части потока в выбранном поперечном сечении прямолинейного участка трубопровода, не устанавливается требований заявляемым способом, так как в каждой точке рассматриваемого поперечного сечения отношение жидкой и газовой фаз является постоянной величиной при описании профилей их распределения согласно приведенной информации в работе Нигматулина Р.И. [Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред. - М.: Наука, 1987. Ч.2. - с.193].

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг.1. показан графический вид схемы изокинетического отбора части движущегося газового потока по прямолинейному участку трубопровода из произвольной точки выбранного поперечного сечения прямолинейного участка трубопровода при использовании конструкции пробоотборного устройства, имеющей изгиб. Цифрами обозначены: 1 - прямолинейный участок трубопровода, 2 - пробоотборное устройство, 3 - трубопровод вывода изокинетически отобранной части газового потока из схемы отбора, 4 - средство измерения перепада давлений между двумя измеряемыми значениями в схеме отбора, 5 - точка измерения статического давления движущегося газового потока по прямолинейному участку трубопровода, 6 - точка измерения статического давления движущейся по пробоотборному устройству отбираемой части потока в процессе изокинетического отбора или измерения полного давления движущегося газового потока по прямолинейному участку трубопровода в произвольной точке выбранного поперечного сечения прямолинейного участка трубопровода для изокинетического отбора части газового потока при отсутствии движения отбираемой части по пробоотборному устройству, 7 - осевая линия прямолинейного участка трубопровода, 8 - осевая линия входной части пробоотборного устройства, 9 - выбранное поперечное сечения прямолинейного участка трубопровода для отбора части газового потока, 10 - произвольная точка изокинетического отбора части газового потока в выбранном поперечном сечении прямолинейного участка трубопровода, 11 - поперечное сечение входной части пробоотборного устройства, 12 - направление движения газового потока по прямолинейному участку трубопровода, 13 - направление движения газового потока в произвольной точке выбранного поперечного сечения прямолинейного участка трубопровода для изокинетического отбора части газового потока, 14 - направление движения изокинетически отбираемой части газового потока из произвольной точки выбранного поперечного сечения прямолинейного участка трубопровода по которому движется газовый поток по входной части пробоотборного устройства, 15 - направление движения изокинетически отобранной части газового потока из произвольной точки выбранного поперечного сечения прямолинейного участка трубопровода по линейной части пробоотборного устройства, 16 - длина прямолинейного участка трубопровода до места расположения выбранного поперечного сечения прямолинейного участка трубопровода для изокинетического отбора его части, 17 - длина прямолинейного участка трубопровода после места расположения выбранного поперечного сечения прямолинейного участка трубопровода для изокинетического отбора его части.

На фиг.2 показан графический вид схемы изокинетического отбора части движущегося газового потока по прямолинейному участку трубопровода из произвольной точки выбранного поперечного сечения прямолинейного участка трубопровода при использовании прямолинейной конструкции пробоотборного устройства. Цифрами обозначены: 1 - прямолинейный участок трубопровода, 2 - пробоотборное устройство, 3 - трубопровод вывода изокинетически отобранной части газового потока из схемы отбора, 4 - средство измерения перепада давлений между двумя измеряемыми значениями в схеме отбора, 5 - точка измерения статического давления движущегося газового потока по прямолинейному участку трубопровода, 6 - точка измерения статического давления движущейся по пробоотборному устройству отбираемой части потока в процессе изокинетического отбора или измерения полного давления движущегося газового потока по прямолинейному участку трубопровода в произвольной точке выбранного поперечного сечения прямолинейного участка трубопровода для изокинетического отбора части газового потока при отсутствии движения отбираемой части по пробоотборному устройству, 7 - осевая линия прямолинейного участка трубопровода, 8 - осевая линия входной части пробоотборного устройства, 9 - выбранное поперечное сечения прямолинейного участка трубопровода для отбора части газового потока, 10 - произвольная точка изокинетического отбора части газового потока в выбранном поперечном сечении прямолинейного участка трубопровода, 11 - поперечное сечение входной части пробоотборного устройства, 12 - направление движения газового потока по прямолинейному участку трубопровода, 13 - направление движения газового потока в произвольной точке выбранного поперечного сечения прямолинейного участка трубопровода для изокинетического отбора части газового потока, 14 - направление движения изокинетически отбираемой части газового потока из произвольной точки выбранного поперечного сечения прямолинейного участка трубопровода по которому движется газовый поток во входной части пробоотборного устройства, 15 - направление движения изокинетически отобранной части газового потока из произвольной точки выбранного поперечного сечения прямолинейного участка трубопровода по линейной части пробоотборного устройства, 16 - длина прямолинейного участка трубопровода до места расположения выбранного поперечного сечения прямолинейного участка трубопровода для изокинетического отбора его части, 17 - длина прямолинейного участка трубопровода после места расположения выбранного поперечного сечения прямолинейного участка трубопровода для изокинетического отбора его части.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Осуществление заявляемого способа предполагает использование вариантов графически представленных схем изокинетического отбора части газового потока на фиг. 1 и 2 в зависимости от применяемой конструкции пробоотборного устройства при установке пробоотборного устройства на прямолинейном участке трубопровода таким образом, чтобы его поперечное сечение входной части располагалось в точке выбранного поперечного сечения прямолинейного участка трубопровода при обеспечении параллельности осевых линий прямолинейного участка трубопровода и входной части пробоотборного устройства, а также:

- наличие на прямолинейном участке трубопровода средств измерения давления и температуры движущегося по нему газового потока,

- наличие на прямолинейной части пробоотборного устройства оборудованного места измерения давления во внутренней полости пробоотборного устройства на известном расстоянии от изгиба при использовании конструкции пробоотборного устройства с его наличием или от входного поперечного сечения при использовании конструкции пробоотборного устройства без наличия изгиба его внутренней полости.

Затем отобранная часть потока по изложенной сущности заявляемого способа используется в не относящейся к представленному способу общеизвестной технологии определения механического уноса жидкости в капельном виде с выходящими газовыми потоками из сепарационного и абсорбционного оборудования. Для этого последовательно осуществляется:

- выделение содержащейся жидкой фазы из отобранной части газового потока одним из общеизвестных способов сепарационного разделения газожидкостных сред (гравитационное разделение, центробежное разделение, фильтрационное разделение, мембранное разделение),

- измерение количества полученных газовой и жидкой фаз с применением общеизвестных принципов однофазной расходометрии,

- расчет значения механического уноса жидкости в капельном виде определяется по отношению измеренных количеств жидкой и газовых фаз, полученных при сепарационном разделении отобранной части, по выражению:

(3)

где: - значение механического уноса жидкости в капельном виде с выходящим газовым потоком из сепарационного и абсорбционного оборудования, г/м³,

- измеренное количество жидкой фазы, выделенное из отобранной части газового потока, выходящего из сепарационного и абсорбционного оборудования путем сепарации, г,

- измеренное количество газовой фазы, отобранной в качестве части потока из выходящего газового потока из сепарационного и абсорбционного оборудования, м³.

На основе изложенной сущности способа изокинетического отбора части выходящего газового потока из сепарационного и абсорбционного оборудования он реализуется последовательностью действий:

а) формирование массива исходных данных, включающего информацию:

- о геометрических характеристиках используемого пробоотборного устройства:

- внутренний диаметр поперечного сечения пробоотборного устройства (, м),

- длина линейной части пробоотборного устройства до места расположения точки измерения статического давления (, м),

- радиус сопряжения входной и линейной частей пробоотборного устройства (, м), включается в массив исходных данных при наличии изгиба используемой конструкции пробоотборного устройства,

- о выбранном на прямолинейном участке трубопровода места расположения поперечного сечения, в произвольной точке которого будет осуществляться изокинетический отбор части газового потока, удовлетворяющему согласно представленным данным на рисунке 7 раздела 8.2.3 в нормативном документе ГОСТ Р ИСО 8573-2-2019 требованиям:

- перед выбираемым поперечным сечением длина прямолинейного участка трубопровода должна быть не менее 10 его внутренних диаметров;

- после выбираемого поперечного сечения длина прямолинейного участка трубопровода должна быть не менее 3 его внутренних диаметров,

- о термобарических параметрах (статическое давление и температура) движущегося газового потока по прямолинейному участку трубопровода:

- статическое давление газового потока (, Па),

- температура газового потока (, °С),

- о компонентном составе движущегося газового потока по прямолинейному участку трубопровода,

б) расчет на основе известного компонентного состава газового потока, термобарических параметров его движения по прямолинейному участку трубопровода (, Па и , °С) и предварительно найденному значению плотности газового потока при стандартных условиях (, кг/м³) по приведенному общеизвестному методу в ГОСТ 31369-2008 по представленным общеизвестным методам в ГОСТ 30319.2-2015 [параметров движущегося газового потока по прямолинейному участку трубопровода:

- теплофизических свойств газового потока при термобарических параметрах его движения по прямолинейному участку трубопровода (( и )), к которым относится плотность (, кг/м³), коэффициент адиабаты (, ед.) и динамическая вязкость (, Па⋅с), являющихся тождественными значениям соответствующих теплофизических свойств изокинетически отбираемой части потока и движущейся по пробоотборному устройству,

- скорости звука в движущемся газовом потоке по прямолинейному участку трубопровода (, м/с),

в) монтаж схемы изокинетического отбора части газового потока на прямолинейном участке трубопровода согласно графически представленным ее вариантам на фиг. 1 и фиг.2 в зависимости от конфигурации используемого пробоотборного устройства 2 путем установки:

- пробоотборного устройства 2 на прямолинейном участке трубопровода 1 с размещением его поперечного сечения входной части 11 в произвольной точке 10 выбранного поперечного сечения прямолинейного участка трубопровода 9 при обеспечении параллельности осевых линий прямолинейного участка трубопровода и входной части пробоотборного устройства соответственно позиции 7 и 8,

- средства измерения перепада давлений 4, предназначенного для измерения разницы давлений между точкой измерения статического давления движущегося газового потока 5 по прямолинейному участку трубопровода и точкой измерения статического давления движущейся по пробоотборному устройству отбираемой части потока 6 в процессе изокинетического отбора или измерения полного давления движущегося газового потока по прямолинейному участку трубопровода в произвольной точке выбранного поперечного сечения прямолинейного участка трубопровода для изокинетического отбора части газового потока при отсутствии движения отбираемой части по пробоотборному устройству,

г) измерение с использованием графически приведенных на фиг. 1 или 2 схем изокинетического отбора части газового потока разницы между полным давлением движущегося газового потока по прямолинейному участку трубопровода в точке изокинетического отбора части газового потока выбранного поперечного сечения прямолинейного участка трубопровода, создаваемым в пробоотборном устройстве при отсутствии по нему движения изокинетически отбираемой части газового потока, и статическим давлением движущегося газового потока по прямолинейному участку трубопровода (, Па), которое проводится средством измерений перепада давлений 4 между представленными позициями 6 и 5 на фиг. 1 и 2 , где, в данном случае, позицией 5 на фиг. 1 и 2 характеризуется измерение статического давления движущегося газового потока по прямолинейному участку трубопровода, а позицией 6 на фиг. 1 и 2 характеризуется измерение полного давления движущегося газового потока по прямолинейному участку трубопровода в произвольной точке выбранного поперечного сечения прямолинейного участка трубопровода для изокинетического отбора части газового потока при отсутствии движения отбираемой части по пробоотборному устройству,

д) определение значения скорости движения газового потока в точке отбора его части в выбранном поперечном сечении прямолинейного участка трубопровода (, м/с), которое должно быть обеспечено для скорости движения отбираемой части потока в поперечном сечении входной части пробоотборного устройства (, м/с) в процессе изокинетического отбора для выполнения основного положения общеизвестного принципа изокинетического отбора части газового потока из внутренней полости прямолинейного участка трубопровода (), по приведенному в описании сущности заявляемого способа выражению (2) с использованием ранее определенных следующих характеристик газового потока: (Па), (Па), (м/с), и (ед.),

е) определение значения перепада статических давлений между движущимися газовым потоком по прямолинейному участку трубопровода и изокинетически отбираемой его частью по пробоотборному устройству (, Па), которым устанавливается равенство значений (м/с) и (м/с) и соответственно обеспечивается выполнение основного положения общеизвестного принципа изокинетического отбора части газового потока по графически представленным на фиг. 1 и 2 схемам изокинетического отбора части газового потока, по приведенному в описании сущности заявляемого способа выражению (1) при использовании данных по геометрическим характеристикам используемого пробоотборного устройства (м), (м), (м) и ранее определенных следующих характеристик газового потока: (м/с), (кг/м³), (Па⋅с),

ж) организация, согласно используемой из представленных на фиг. 1 и 2 схем в зависимости от применяемой конструкции пробоотборного устройства, изокинетического движения отбираемой части газового потока из точки выбранного поперечного сечения прямолинейного участка трубопровода по пробоотборному устройству путем поддержания перепада статических давлений между движущимся газовым потоком по прямолинейному участку трубопровода и движущейся изокинетически отбираемой его части по пробоотборному устройству равным рассчитанному значению которое проводится средством измерений перепада давлений 4 между приведенными позициями 5 и 6 на фиг. 1 и 2, где позицией 5 на фиг. 1 и фиг.2 характеризуется измерение статического давления движущегося газового потока по прямолинейному участку трубопровода, а позицией 6 на фиг. 1 и фиг.2 характеризуется измерение статического давления движущейся по пробоотборному устройству отбираемой части потока в процессе изокинетического отбора, и последующего вывода изокинетически отобранной части газового потока в не относящиеся к сущности заявляемого способа общеизвестные технологические блоки технического устройства измерения значения механического уноса жидкости с выходящими газовыми потоками из сепарационного и абсорбционного оборудования.

На основе изложенной сущности изокинетического способа отбора части выходящего газового потока из сепарационного и абсорбционного оборудования и описанного способа его реализации ниже приведен пример выполнения рассматриваемой процедуры.

На перовом этапе формируется массив исходных данных, пример которого представлен таблицей 1.

Таблица 1. Пример формирования массива исходных данных

п/н Наименование показателя Обозначение показателя Единицы измерения показателя Пример значения показателя 1 Геометрические характеристики используемого пробоотборного устройства: при использовании конструкции пробоотборного устройства аналогичной представленной общеизвестной конструкции пробоотборного устройства на рисунке В.4 приложения В ГОСТ Р ИСО 8573-2-2019 [ГОСТ Р ИСО 8573-2-2019 «Сжатый воздух. Методы контроля содержания масел в виде аэрозоля»], в объем исходных данный о геометрических характеристиках пробоотборного устройства входят: длина линейной части пробоотборного устройства до места расположения на ней точки измерения давления м 1,5 внутренний диаметр поперечного сечения пробоотборного устройства м 0,006 при использовании конструкции пробоотборного устройства, аналогичной представленной общеизвестной конструкции пробоотборного устройства на рисунке А.3 приложения А ГОСТ 33007-2014, в объем исходных данный о геометрических характеристиках пробоотборного устройства входят: внутренний диаметр поперечного сечения пробоотборного устройства м 0,006 длина линейной части пробоотборного устройства до места расположения на ней точки измерения давления м 1,5 радиус сопряжения входной и линейной частей пробоотборного устройства м 0,025 2 Данные о выбранном на прямолинейном участке трубопровода месте расположения поперечного сечения, в произвольной точке которого будет осуществляться изокинетический отбор части газового потока, удовлетворяющему согласно представленным на рисунке 7 раздела 8.2.3 в нормативном документе ГОСТ Р ИСО 8573-2-2019 требованиям: длина прямолинейного участка трубопровода перед выбираемым поперечным сечением (требование - длина прямолинейного участка должна быть не менее 10 его внутренних диаметров) - - Длина более 10 внутренних диаметров длина прямолинейного участка трубопровода после выбираемого поперечным сечением (требование - длина прямолинейного участка должна быть не менее 3 его внутренних диаметров) - - Длина более 3 внутренних диаметров 3 Термобарические параметры (статическое давление и температура) движущегося газового потока по прямолинейному участку трубопровода: статическое давление газового потока Па 51,2⋅10⁵ температура газового потока ^°С -27 4 Компонентный состав движущегося газового потока по прямолинейному участку трубопровода: aзот (N₂) % моль 0,3825 диоксид углерода (CO₂) % моль 0,1143 метан (CН₄) % моль 98,179 этан (C₂Н₆) % моль 1,2239 пропан (C₃Н₈) % моль 0,01667 изо-бутан (n-C₄Н₁₀) % моль 0,0356 н-бутан (i-C₄Н₁₀) % моль 0,00205 изо-пентан (n-C₅Н₁₂) % моль 0,01395 н-пентан (i-C₅Н₁₂) % моль 0,00183 гексан и высшие углеводороды (C₆Н_{14+ВЫСШИЕ}) % моль 0,03019

Затем проводят расчет на основе известного компонентного состава газового потока (пример используемого компонентного состава газового потока приведен в пункте 4 таблицы 1) и термобарических параметров его движения по прямолинейному участку трубопровода (, Па и , °С) (пример используемых термобарических параметров приведен в пункте 3 таблицы 1) параметров движущегося газового потока по прямолинейному участку трубопровода, пример которого представлен в таблице 2.

Таблица 2. Пример расчета параметров движущегося газового потока по прямолинейному участку трубопровода

п/н Наименование показателя Обозначение показателя Способ определения показателя Единицы измерения показателя Пример определения значений показателя 1 Предварительно определяемое значение плотности газового потока при стандартных условиях (, кг/м³) по приведенному общеизвестному методу в ГОСТ 31369-2008 плотность газового потока при
стандартных условиях ГОСТ 31369-2008
Раздел 8.2 кг/м³ 0,6811 2 Рассчитываемые теплофизические свойства газового потока при термобарических параметрах его движения по прямолинейному участку трубопровода (( и )), являющиеся тождественными значениям соответствующих теплофизических свойств изокинетически отбираемой части потока и движущейся по пробоотборному устройству, по представленным общеизвестным методам в ГОСТ 30319.2-2015 [ плотность газового потока при рабочих условиях ГОСТ 30319.2-2015 Раздел 4.2.3 (ф. 26) кг/м³ 50,0215 коэффициент адиабаты газового потока при рабочих условиях ГОСТ 30319.2-2015 Раздел 5 (ф. 30) ед. 1,387 динамическая вязкость газового потока при рабочих условиях ГОСТ 30319.2-2015 Раздел 7 (ф. 34) Па⋅с 1,129⋅10^-5 3 Расчет скорости звука в движущемся газовом потоке по прямолинейному участку трубопровода (, м/с) по представленному общеизвестному методу в ГОСТ 30319.2-2015 скорость звука в движущемся газовом потоке по прямолинейному участку трубопровода ГОСТ 30319.2-2015 Раздел 6 (ф. 32) м/с 376,92

Далее производят монтаж схемы изокинетического отбора части газового потока на прямолинейном участке трубопровода согласно графически представленным ее вариантам на фиг. 1 и 2 в зависимости от конфигурации используемого пробоотборного устройства путем установки:

- пробоотборного устройства 2 на прямолинейном участке трубопровода 1 с размещением его поперечного сечения входной части 11 в произвольной точке 10 выбранного поперечного сечения 9 прямолинейного участка трубопровода 1 при обеспечении параллельности осевых линий прямолинейного участка трубопровода и входной части пробоотборного устройства соответственно позиции 7 и 8,

- средства измерения перепада давлений, предназначенного для измерения разницы давлений 4 между точкой измерения статического давления движущегося газового потока 5 по прямолинейному участку трубопровода 1 и точкой измерения статического давления движущейся по пробоотборному устройству отбираемой части потока 6 в процессе изокинетического отбора или измерения полного давления движущегося газового потока по прямолинейному участку трубопровода в произвольной точке выбранного поперечного сечения прямолинейного участка трубопровода для изокинетического отбора части газового потока при отсутствии движения отбираемой части по пробоотборному устройству.

В данном примере предполагается рассмотрение монтажа обоих вариантов представленных на фиг. 1 и 2 схем изокинетического отбора части газового потока.

Потом осуществляют измерение с использованием графически приведенных на фиг. 1 и 2 схем изокинетического отбора части газового потока разницы между полным давлением движущегося газового потока по прямолинейному участку трубопровода в точке изокинетического отбора части газового потока выбранного поперечного сечения прямолинейного участка трубопровода, создаваемым в пробоотборном устройстве при отсутствии по нему движения изокинетически отбираемой части газового потока, и статическим давлением движущегося газового потока по прямолинейному участку трубопровода (, Па). Оно проводится средством измерений перепада давлений 4 между представленными позициями 6 и 5 на фиг. 1 и 2 , где, в данном случае:

- позицией 6 на фиг. 1 и 2 характеризуется измерение полного давления движущегося газового потока по прямолинейному участку трубопровода в точке выбранного поперечного сечения прямолинейного участка трубопровода для изокинетического отбора части газового потока при отсутствии движения отбираемой части по пробоотборному устройству,

- позицией 5 на фиг. 1 и 2 характеризуется измерение статического давления движущегося газового потока по прямолинейному участку трубопровода.

В данном примере для обеих рассматриваемых схем, приведенных на фиг. 1 и фиг. 2, измеренное значение принято равным

.

Затем определяют значение скорости движения газового потока в точке отбора его части в выбранном поперечном сечении прямолинейного участка трубопровода (, м/с), которое должно быть обеспечено для скорости движения отбираемой части потока в поперечном сечении входной части пробоотборного устройства (, м/с) в процессе изокинетического отбора для выполнения основного положения общеизвестного принципа изокинетического отбора части газового потока из внутренней полости прямолинейного участка трубопровода (), по приведенному в описании сущности заявляемого способа выражению (2) с использованием следующих характеристик движущегося газового потока по прямолинейному участку трубопровода:

- значение статического давления газового потока ( (Па)), приведенное в пункте 2 таблицы 1,

- значение коэффициента адиабаты газового потока при рабочих условиях ( (ед.)), приведенное в пункте 2 таблицы 2,

- значение скорости звука в движущемся газовом потоке по прямолинейному участку трубопровода ( (м/с)), приведенное в пункте 3 таблицы 2,

- измеренное значение разницы между полным давлением движущегося газового потока по прямолинейному участку трубопровода в точке изокинетического отбора части газового потока выбранного поперечного сечения прямолинейного участка трубопровода, создаваемым в пробоотборном устройстве при отсутствии по нему движения изокинетически отбираемой части газового потока, и статическим давлением движущегося газового потока по прямолинейному участку трубопровода ( (Па)).

Пример определения скорости движения газового потока в точке отбора его части в выбранном поперечном сечении прямолинейного участка трубопровода (, м/с) по приведенному в описании сущности заявляемого способа выражению (2) изложен в таблице 3 и имеет следующий сформированный вид численного решения:

Таблица 3. Пример определения скорости движения газового потока в точке отбора его части выбранном поперечном сечении прямолинейного участка трубопровода (, м/с) по приведенному в описании сущности заявляемого способа выражению (2)

п/н Наименование показателя Обозначение показателя Способ определения показателя Единицы измерения показателя Пример определения значений показателя 1 Используемые данные для расчета по приведенному в описании сущности заявляемого способа выражению (2) статическое давление газового потока принимается из пункта 3 таблицы 1 Па 51,2⋅10⁵ коэффициент адиабаты газового потока при рабочих условиях принимается из пункта 2 таблицы 2 ед. 1,387 скорость звука в движущемся газовом потоке по прямолинейному участку трубопровода принимается из пункта 3 таблицы 2 м/с 376,92 разница между полным давлением движущегося газового потока по прямолинейному участку трубопровода в точке изокинетического отбора части газового потока выбранного поперечного сечения прямолинейного участка трубопровода, создаваемым в робоотборном устройстве при отсутствии по нему движения изокинетически отбираемой части газового потока, и статическим давлением движущегося газового потока по прямолинейному участку трубопровода прямое измерение с применением средства измерения перепада давлений 4 Па 8,014⋅10³ 2 Результат расчета по приведенному в описании сущности заявляемого способа выражению (2) скорость движения газового потока в точке отбора его части в выбранном поперечном сечении прямолинейного участка трубопровода расчет по представленному в описании сущности заявляемого способа выражению (2) м/с 18

Далее осуществляют определение значения перепада статических давлений между движущимися газовым потоком по прямолинейному участку трубопровода и изокинетически отбираемой его частью по пробоотборному устройству (, Па), которым устанавливается равенство значений (м/с) и (м/с) и соответственно обеспечивается выполнение основного положения общеизвестного принципа изокинетического отбора части газового потока по графически представленным на фиг. 1 и фиг.2 схемам изокинетического отбора части газового потока, по приведенному в описании сущности заявляемого способа выражению (1) при использовании в зависимости от применяемой конструкции пробоотборного устройства данных:

- приведенных в пункте 1 таблицы 1 по геометрическим характеристикам используемого пробоотборного устройства, в частности:

- при использовании конструкции пробоотборного устройства, аналогичной представленной общеизвестной конструкции пробоотборного устройства на рисунке А.3 приложения А ГОСТ 33007-2014, в объем используемых данных о геометрических характеристиках пробоотборного устройства входят: внутренний диаметр поперечного сечения пробоотборного устройства (, м), длина линейной части пробоотборного устройства до места расположения на ней точки измерения давления (, м), радиус сопряжения входной и линейной частей пробоотборного устройства (, м),

- при использовании конструкции пробоотборного устройства, аналогичной представленной общеизвестной конструкции пробоотборного устройства на рисунке В.4 приложения В ГОСТ Р ИСО 8573-2-2019 [ГОСТ Р ИСО 8573-2-2019 «Сжатый воздух. Методы контроля содержания масел в виде аэрозоля»], в объем используемых данных о геометрических характеристиках пробоотборного устройства входят: внутренний диаметр поперечного сечения пробоотборного устройства (, м), длина линейной части пробоотборного устройства до места расположения на ней точки измерения давления (, м),

- приведенных в пункте 2 таблицы 2 по теплофизическим свойствам газового потока при термобарических параметрах его движения по прямолинейному участку трубопровода, к которым относятся: плотность газового потока при рабочих условиях (, кг/м³), динамическая вязкость газового потока при рабочих условиях ( Па⋅с),

- приведенных в пункте 2 таблицы 3 по скорости движения газового потока в точке отбора его части в выбранном поперечном сечении прямолинейного участка трубопровода (, м/с).

На основе представленных данных пример определения значения перепада статических давлений (, Па) по приведенному в описании сущности заявляемого способа выражению (1) в зависимости от применяемой конструкции пробоотборного устройства изложен в таблицах 4 и 5 и имеет следующий сформированный численный вид решения:

- при использовании конструкции пробоотборного устройства аналогичной представленной общеизвестной конструкции пробоотборного устройства на рисунке А.3 приложения А ГОСТ 33007-2014

- при использовании конструкции пробоотборного устройства аналогичной представленной общеизвестной конструкции пробоотборного устройства на рисунке В.4 приложения В ГОСТ Р ИСО 8573-2-2019:

Таблица 4. Пример определения значения перепада статических давлений (, Па) по приведенному в описании сущности заявляемого способа выражению (1) при использовании конструкции пробоотборного устройства аналогичной представленной общеизвестной конструкции пробоотборного устройства на рисунке А.3 приложения А ГОСТ 33007-2014

п/н Наименование показателя Обозначение показателя Способ определения показателя Единицы измерения показателя Пример определения значений показателя 1 Используемые данные для расчета по приведенному в описании сущности заявляемого способа выражению (1) внутренний диаметр поперечного сечения пробоотборного устройства принимается из пункта 1 таблицы 1 м 0,006 длина линейной части пробоотборного устройства до места расположения на ней точки измерения давления принимается из пункта 1 таблицы 1 м 1,5 радиус сопряжения входной и линейной частей пробоотборного устройства принимается из пункта 1 таблицы 1 м 0,025 плотность газового потока при рабочих условиях принимается из пункта 2 таблицы 2 кг/м³ 50,0215 динамическая вязкость газового потока при рабочих условиях принимается из пункта 2 таблицы 2 Па⋅с 1,129⋅10^-5 скорость движения газового потока в точке отбора его части в выбранном поперечном сечении прямолинейного участка трубопровода принимается из пункта 2 таблицы 3 м/с 18 2 Результат расчета по приведенному в описании сущности заявляемого способа выражению (1) перепад статических давлений между движущимися газовым потоком по прямолинейному участку трубопровода и изокинетически отбираемой его частью по пробоотборному устройству расчет по представленному в описании сущности заявляемого способа выражению (1) Па ⋅10⁴

Таблица 5. Пример определения значения перепада статических давлений (, Па) по приведенному в описании сущности заявляемого способа выражению (1) при использовании конструкции пробоотборного устройства аналогичной представленной общеизвестной конструкции пробоотборного устройства на рисунке В.4 приложения В ГОСТ Р ИСО 8573-2-2019

п/н Наименование показателя Обозначение показателя Способ определения показателя Единицы измерения показателя Пример определения значений показателя 1 Используемые данные для расчета по приведенному в описании сущности заявляемого способа выражению (1) внутренний диаметр поперечного сечения пробоотборного устройства принимается из пункта 1 таблицы 1 м 0,006 длина линейной части пробоотборного устройства до места расположения на ней точки измерения давления принимается из пункта 1 таблицы 1 м 1,5 плотность газового потока при рабочих условиях принимается из пункта 2 таблицы 2 кг/м³ 50,0215 динамическая вязкость газового потока при рабочих условиях принимается из пункта 2 таблицы 2 Па⋅с 1,129⋅10^-5 скорость движения газового потока в точке отбора его части в выбранном поперечном сечении прямолинейного участка трубопровода принимается из пункта 2 таблицы 3 м/с 18 2 Результат расчета по приведенному в описании сущности заявляемого способа выражению (1) перепад статических давлений между движущимися газовым потоком по прямолинейному участку трубопровода и изокинетически отбираемой его частью по пробоотборному устройству расчет по представленному в описании сущности заявляемого способа выражению (1) Па ⋅10⁴

В завершении, согласно используемой из представленных на фиг. 1 и фиг.2 схем в зависимости от применяемой конструкции пробоотборного устройства, осуществляется организация изокинетического движения отбираемой части газового потока из точки выбранного поперечного сечения прямолинейного участка трубопровода по пробоотборному устройству путем поддержания перепада статических давлений между движущимся газовым потоком по прямолинейному участку трубопровода и движущейся изокинетически отбираемой его части по пробоотборному устройству равным рассчитанному значению по представленному в описании сущности заявляемого способа выражению (1), в частности, для данного примера:

- при использовании конструкции пробоотборного устройства аналогичной представленной общеизвестной конструкции пробоотборного устройства на рисунке А.3 приложения А ГОСТ 33007-2014 перепад давлений поддерживается равным приведенному значению в пункте 2 таблицы 4, а именно,

- при использовании конструкции пробоотборного устройства аналогичной представленной общеизвестной конструкции пробоотборного устройства на рисунке В.4 приложения В ГОСТ Р ИСО 8573-2-2019 перепад давлений поддерживается равным приведенному значению в пункте 2 таблицы 4, а именно,

Рассматриваемая процедура проводится средством измерений перепада давлений 4 между приведенными позициями 5 и 6 на фиг. 1 и 2, где:

- позицией 5 на фиг. 1 и 2 характеризуется измерение статического давления движущегося газового потока по прямолинейному участку трубопровода,

- позицией 6 на фиг. 1 и 2 характеризуется измерение статического давления движущейся по пробоотборному устройству отбираемой части потока в процессе изокинетического отбора.

Изокинетически отобранной части газового потока выводится в не относящиеся к сущности заявляемого способа общеизвестные технологические блоки технического устройства измерения значения механического уноса жидкости с выходящими газовыми потоками из сепарационного и абсорбционного оборудования.

Изобретение относится к газодобывающей промышленности и может использоваться в технологиях подготовки добываемого пластового флюида газовых и газоконденсатных залежей углеводородного сырья к магистральному транспорту для измерения механического уноса жидкости в капельном виде из представленных аппаратов. Способ включает отбор части газового потока, выходящего из сепарационного и абсорбционного оборудования, из прямолинейного участка трубопровода путем реализации изокинетического принципа отбора части рассматриваемого потока, базирующейся на взаимосвязи перепада измеряемых статических давлений газового потока и отбираемой из него части, движущихся соответственно по прямолинейному участку трубопровода и пробоотборному устройству, со значениями скоростей движения рассматриваемых сред, учитывающей теплофизические свойства газового потока и отбираемой из него части (плотность, динамическую вязкость, коэффициент адиабаты) и возникающие гидравлические сопротивления движению отбираемой части газового потока по пробоотборному устройству, исключающей несоответствие значений скорости движения газового потока в точке отбора в поперечном сечении прямолинейного участка трубопровода и скорости отбираемой части газового потока во входном поперечном сечении пробоотборного устройства. Технический результат заключается в повышении достоверности результата отбора части газового потока и соответственно точности измерения механического уноса жидкости в капельном виде с выходящими газовыми потоками из сепарационного и абсорбционного оборудования. 2 ил., 5 табл.

Способ изокинетического отбора части выходящего газового потока из сепарационного и абсорбционного оборудования, включающий:

формирование массива исходных данных, включающего информацию: о геометрических характеристиках используемого пробоотборного устройства: внутреннем диаметре поперечного сечения пробоотборного устройства , длине линейной части пробоотборного устройства до места расположения точки измерения давления , радиусе сопряжения входной и линейной частей пробоотборного устройства при наличии изгибаа между входной и линейной частями используемого пробоотборного устройства , о выбранном на прямолинейном участке трубопровода месте расположения поперечного сечения, в произвольной точке которого будет осуществляться изокинетический отбор части газового потока, о термобарических параметрах (статическое давление и температура) движущегося газового потока по прямолинейному участку трубопровода , о компонентном составе движущегося газового потока по прямолинейному участку трубопровода,

расчет параметров движущегося газового потока по прямолинейному участку трубопровода: теплофизических свойств газового потока при термобарических параметрах его движения по прямолинейному участку трубопровода , к которым относится плотность , коэффициент адиабаты , и динамическая вязкость , являющихся тождественными значениям соответствующих теплофизических свойств изокинетически отбираемой части потока, движущейся по пробоотборному устройству, скорости звука в движущемся газовом потоке по прямолинейному участку трубопровода ,

монтаж схемы изокинетического отбора части газового потока на прямолинейном участке трубопровода путем установки: пробоотборного устройства на прямолинейном участке трубопровода с размещением его поперечного сечения входной части в произвольной точке выбранного поперечного сечения прямолинейного участка трубопровода при обеспечении параллельности осевых линий прямолинейного участка трубопровода и входной части пробоотборного устройства, средства измерения перепада давлений, предназначенного для измерения разницы между статическим давлением движущегося газового потока по прямолинейному участку трубопровода и статическим давлением движущейся по пробоотборному устройству отбираемой части потока в процессе изокинетического отбора или полным давлением движущегося газового потока по прямолинейному участку трубопровода в произвольной точке выбранного поперечного сечения прямолинейного участка трубопровода для изокинетического отбора части газового потока при отсутствии движения отбираемой части по пробоотборному устройству,

измерение с использованием смонтированной на прямолиннейном участке трубопровода схемы изокинетического отбора части газового потока разницы между полным давлением движущегося газового потока по прямолинейному участку трубопровода в точке изокинетического отбора части газового потока выбранного поперечного сечения прямолинейного участка трубопровода, создаваемым в пробоотборном устройстве при отсутствии по нему движения изокинетически отбираемой части газового потока, и статическим давлением движущегося газового потока по прямолинейному участку трубопровода , отличающийся тем, что

определяют значения скорости движения газового потока в точке отбора его части в выбранном поперечном сечении прямолинейного участка трубопровода по формуле:

,

где - скорость газового потока в точке отбора его части в выбранном поперечном сечении прямолинейного участка трубопровода, м/с,

- скорость движения отбираемой части газового потока во входной части пробоотборного устройства, м/с,

- скорость звука в движущемся газовом потоке по прямолинейному участку трубопровода, м/с,

- коэффициент адиабаты газового потока при рабочих условиях, ед.,

- разница между полным и статическим давлениями в точке отбора части газового потока выбранного поперечного сечения прямолинейного участка трубопровода, Па,

- статическое давление движущегося газового потока по прямолинейному участку трубопровода, Па,

определяют значения перепада статических давлений между движущимися газовым потоком по прямолинейному участку трубопровода и изокинетически отбираемой его частью по пробоотборному устройству по формуле:

,

где - перепад статических давлений между движущимися газовым потоком по прямолинейному участку трубопровода и отбираемой его частью по пробоотборному устройству, Па,

- длина линейной части пробоотборного устройства до места расположения на ней точки измерения давления, м,

- внутренний диаметр поперечного сечения пробоотборного устройства, м,

- радиус сопряжения входной и линейной частей пробоотборного устройства, м,

- плотность газового потока при рабочих условиях, кг/м³,

- скорость газового потока в точке отбора его части в выбранном поперечном сечении прямолинейного участка трубопровода, м/с,

- динамическая вязкость газового потока при рабочих условиях, Па⋅с,

- определяемое слагаемое при использовании прообоотборного устройства, имеющего изгиб внутренней полости между его входной и линейной частями,

осуществляют организацию с использованием смонтированной на прямолинейном участке трубопровода схемы изокинетического отбора части газового потока изокинетического движения отбираемой части газового потока из точки выбранного поперечного сечения прямолинейного участка трубопровода по пробоотборному устройству путем поддержания перепада статических давлений между движущимся газовым потоком по прямолинейному участку трубопровода и движущейся изокинетически отбираемой его части по пробоотборному устройству равным рассчитанному значению , которое осуществляют средством измерений перепада давлений, и последующего вывода изокинетически отобранной части газового потока.