Установка для исследования физических процессов Советский патент 1989 года по МПК G01N7/14 

1

(21)4343893/25-26

(22)21,07.87

(46) 30.10.89. Бюл. М 40

(75) Э.Б.Низамова и В.Г.Гарифуллина

(53)531.787(088.8)

;(56) Мамуня В.М. и др. Эксперименталь- ;ные исследования пластовых нефтей. М.: ГОСИНТИ, 1969.

Методические указания по определению технологических потерь нефти на предприятиях Миннефтепрома. РД 39-0147103-388-87. Уфа, ВШШСПТ- нефть, 1987, с. 16.

(54)УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

(57) Изобретение относится к средствам и методам исследования физических и физико-химических процессов нефтепромысловых технологий. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение точности эксперимента. Новизна установки заключается в том, что она имеет дополнительную газомерную емкость вертикального перемещения, узлы подключения средств воздействия

на потоки жидкости и газа и узлы приема для регулирования уровня жидкости в камере. В исследовательской камере вьтолнены каналы с подвижными штоками отсечки, камера может изменять пространственное положение и угол относительно горизонта с соблюдением непрерывного потока жидкости через камеру. Установка позволяет моделировать гидро- и газодинамические режимы перекачки жидкости в технологических аппаратах, а именно деэмульсацию и сепарацию нефти, очистку нефтесодержащей воды и исследовать физические процессы и яв- лепия, сопровождающие технологические нефтепромысловые процессы: пенообра- зование, капельньш унос жидкости газом, газовыделение и испарение из пленки и объема нефти. Установка позволяет замерять плотность жидкости и газа, давление насыщенных паров, газосодержание, массу и толщину пленки нефти в газопроводе, определять коэффициент усадки нефти. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

с в

(Л

сл

00

tsD

Изобретение относится к средствам и методам исследования физических и физико-химических процессов нефтепромысловых технологий. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение точности эксперимента. Новизна установки заключается в том, что она имеет дополнительную газомерную емкость вертикального перемещения, узлы подключения средств воздействия на потоки жидкости и газа и узла приема для регулирования уровня жидкости в камере. В исследовательской камере выполнены каналы с подвижными штоками отсечки, камера может изменять пространственное положение и угол относительно горизонта с соблюдением непрерывного потока жидкости через камеру. Установка позволяет моделировать гидро- и газодинамические режимы перекачки жидкости в технологических аппаратх, а имеено, деэмульсацию и сепарацию нефти, очистку нефтесодержащей воды и исследовать физические процессы и явления, сопровождающие технологические нефтепромысловые процессы: пенообразование, капельный унос жидкости газом, газовыделение и испарение из пленки и объема нефти. Установка позволяет замерять плотность жидкости и газа, давление насыщенных паров, газосодержание, массу и толщину пленки нефти в газопроводе, определять коэффициент усадки нефти. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к средствам исследования физических и физико-химических процессов и может быть использовано при исследовании технологических непрерывных процессов, в частности нефтепромысловых процессов сепарации, подготовки и очистки нефти и воды, сбора и подготовки газа, хранения нефтепродуктов.

Целью изобретения является повышение точности эксперимента и расширение функциональных возможностей.

На фиг.1 показана принципиальная схема предлагаемой установки для исследования физических npoj;eccoB при вертикальном расположении продольной оси камеры; на фиг.2 - фрагмент установки при наклонном расположении

си камеры; на фиг.З - узел приема- одачи поршневого пробоотборника вариант исполнения); на фиг.4 - аел приема-подачи жидкости для с робоотборников емкостного типа.

Стрелками показано движение газа жидкости при работе установки в ди- амическом режиме работы, указаны редельные уровни газомерной систе- ю ы а, б, в, зазор между поршнем и ровнем жидкости, предельные положения соединительного трубопровода 1, II и III, условно отмечены точки замера температуры и давления, 15 разница уровней в газомерных емкостях при замере плотности парогазовой смеси.

Установка включает в себя цилиндрическую камеру 1, в днище, которой 20 размещены мешалка 2, нагреватель 3, соединенный с термостатом 4, и подвижные штоки 5 и 6, выполненные аналогично штоку 8, плунжер 7, разме- щенньй в камере, в центральном от- 25 верстии которого размещен полый под- вижньй шток 8.

Штоки 5, 6 и 8 позволяют отсечь камеру от внешних каналов. Плунжер

7с помощью тяги 9 соединен с приво- зо дом 10, обеспечивающим его перемещение в кам ре 1, благодаря чему изменяют объем камеры. Шток 5 через трехходовые краны 11 и 13 и узел 12 воздействия на поток жидкости или параллельный ему соединитель 14 подсоединяет камеру 1 к пробоотборнику

15 с исследуемой жидкостью, оснащенному вентилями 16 и 17 и соединенному с узлом 1В подачи, состав и конст-дд рукция которого зависит от конструкции пробоотборника. 1Чток 6 через трехходовые краны 1 Г, 13 и соединитель 14 или параллельный ему узел 12 воздействия на поток жидкости, 45 подсоединяет камеру 1 к пробоотборнику 19, оснащенному вентршями 20 и 21 и подсоединенному к узлу 22 приема.

Узел приема обеспечивает сохра- CQ нение уровня жидкости в камере I.

8качестве узлов 12 и 12 могут быть применены различные модели: коалесцирующие насадки, дроссели, устройства создания силовых полей (электрических, акустических, магнитных), устройства ввода различных реагентов, ускоряющие или замедпяю- uyie исследуем1:1е процессы.

55

д 5

Q

5

Шток 8 газопроводом 23 через вентиль 24 соединен с газгольдером 25, оснащенным вентилями 26 н 27 и сообщенным с узлом 28 вытеснения, с пробоотборным вентилем 29, а также соединен через краны 30 и 32, узел 31 воздействия на газовый поток или соединительную трубу между кранами с газомерной емкостью 33, оснащенной уровнемером 34 и вентилями 35-38.

Газгольдер 25 заполнен инертным газом или парогазовой смесью исследуемой жидкости (нефтяной попутньй газ, отобранный из той же технологической цепи, что и проба нефти).

В качестве узла 31 воздействия на газовый поток могут быть применены охладители, нагреватели, адсорбционные насадки, поглотители влаги, мембраны и т.п. средства.

С помощью трубопровода ,39 газомерная емкость 33 соединена с емкостью 40, оснащенной уровнемером 41, вентилями 42-45 и соединенной с баллоном 46 сжатого воздуха трубкой 47. Емкость 40 установлена на оси ползуна 49 с возможностью поворота на 180° к вертикального перемещения с заданной скоростью по стойке 50 с помощью винта 51 от комбинированного, ручного и электрического привода 52, имеющего, например, фрикционный вариатор.

При наклонном расположении камеры, камера размещена на опоре, которая включает в себя ложе 53, зубчатую передачу 54 и ось 55 в вилке опоры 56 с возможностью изменения угла наклона через вентиль 24 с газосборной частью установки, изображенной на фиг.1, шток 8 плунжера 7 краном 11 узла 12 воздействия подсоединен к пробоотборнику 15 с узлом 18 приема жидкости.

В зависимости от типов пробоотборников узлы 15 и 18 подачи и приема жидкости могут иметь различные приводы: электрический или гидравлический и разные схемы соединений. При использовании поршневых пробоотборников применяют индивидуальный электропривод. Узел включает в себя гайку-шестерню 57, соединенную с винтовым штоком пробоотборника и щарнирно установленную в корпусе пробоотборника, электродвигатель 58 с многоступенчатым редуктором 59, на выходном валу которого установлена вилка 60.

51

В опоре 61 установлена вилка 62 с рукоятью. В центральных отверстия ошюк 60 и 62 размещен вал ведущей шестерни 63, в которой выполнены тоцовые отверстия. Шестерня 63 установлена с возможностью перемещения относительно вала или вилок и совмещения отверстий с вилкой 60, как показано на фиг.З. В этом случае узел осуществляет функцию узла подачи жидкости.

При совмещении отверстий шестерни с вилкой 62 вращением рукояти осуществляют прием жидкости.

При использовании емкостного пробоотборника применяют гидропривод (фиг.4) который включает в себя соединенные между собой маслобак 64, маслонасос 65 с регулируемой подачей, переключатель 66 подачи масла в емкости 67 и 67 , заполненные раствором, снабженные уровнемерами, подсоединенные верхними точками через трубопроводы 68 и 68 с вентилями 69 и 69 к маслобаку 64. В качестве насоса может быть использован дозировочный насос, расход которого устанавливается с достаточной точностью.

Проведение экспериментов на данной установке включает в себя следующие основные этапы. Загрузка камеры исследуемой жидкостью, состоящая из приемов: подготовка установки (Заполнение раствором, вакуумирование раствора, вытеснение раствора инерт- libiM газом или парами исследуемой жидкости, подача исследуемой жидкости с одновременн ым удалением раствор из газового объема установки и из камеры, отсечение камеры от внешних коммуникаций.

Проведение экспериментов над пробой разовой загрузки. Эти эксперименты позволяют изучать процессы, проходящие при хранении жидкостей в резервуарах, определять усадку жидкости и компонентный состав фаз при дегазации и испарении жидкости, в условиях переменных давлений и температур с применением нагрева, охлаждения и перемешивания, а также при изменении соотношения жидкой и па- ровой фаз.

Проведение экспериментов в динамическом режиме перетока исследуемой жидкости через камеру с одновременны отбором газа при вертикальном распоo

87216

ложении продольной оси камеры позволяет моделировать и исследовать процессы в вертикальных промысловых аппаратах: усповия образования и раэ5 решения пены, уноса и осаждения капельной жидкости, испарения и конденсации из пленки и объема жидкости, расслоения смесей, при изменении расхода жидкости в изобарических, изометрических условиях или при изменении давлений и температур при различных условиях подачи жидкости в камеру, при врздействии на поток

5 физическими полями, при дросселировании и т.п. воздействиях. При горизонтальном и наклонном расположении камеры позволяет моделировать и исследовать процессы в горизонтальных

0 аппаратах и кроме перечисленных процессов, изучать зависимость качества процессов от геометрических соотношений аппарата, уровня заполнения, зависимость компонентного состава

5 фаз от площади и условий массообме- на.

Установка работает следующим образом.

Подготавливают и подсоединяют

Q узлы 18 и 22 подачи-приема в соответствии с типом пробоотборников. К точкам 29 и 36 подсоединяют пробоотборники газа или подготовленные к работе хроматографы (типа ХПМ-2). Устанавливают емкость 40 и шток 5 в крайнее верхнее положение, штоки 6 и 8 соединяют с камерой, плунжер 7 устанавливают на высоте 10-12 см. Закрьшают вентили 29, 36, 43 и 45

.Q (вентили 16, 20 и 26 закрыты), остальные вентили открывают и подсоединяют к вентилям 17, 21 и 38 емкость с раствором.

5

5

0

Через вентили 17, 21, 38 из сторонней емкости заполняют гидросистему установки. По достижении в емкости 40 уровня в 10-20 см закрывают вентиль 42, продолжают налив. При появлении раствора в вентиле 27 прекращают подачу раствора в вентиле 27 и закрьшают вентили 17, 21, 38 и 27.

Поднимают плунжер 7 с помощью тяги 9 приводом 10, вакуумируя раствор. Затем открывают вентили 42 и 27 и опускают плунжер, вытесняя выделившийся воздух. Подъем и опускание плунжера повторяют несколько

раз до полного удаления воздуха из гидросистемы.

Плунжер 7 устанавлившот на высоте 1-3 см от предполагаемого уровня исследуемой жидкости, причем дефицит раствора компенсируют подачей из емкости 40, закрьш вентиль 44, через открытый вентиль 45 сжатым воздухом из баллона 46. Вентили 42 и 45 закрывают, а избыток раствора сливают через вентиль 43.

Затем открывают вентиль 26 и подают газ высокого давления из газгольдера 25 или парогазовую смесь с помощью узла 28 вытеснения, открывают вентиль 42 и снижают уровень в газомерной емкости 33 до отметки а . по уровнемеру 34, закрьшают вентиль 42. Открывают веитиль 17 и вытесняют раствор из соединителя 14 и средства 12 воздействия последовательны переключением кранов 11 и 13 до появления газа в прозрачной вставке ггробо- отборника 15, закрьшают вентиль 16. Уровень раствора при этом находится у кромки выходного отверстия штока 5. Закрывают вентиль 26, прекращая подачу газа из газгольдера 25. Поднимают шток В до отсечки газопрово- да 23, опускают плунжер 7 и выравни- ;вают давление в камере 1 и пробоотборнике 15 с помощью узла 18 подачи, открывают вентиль 16 и подают нефть из пробоотборника 15 через устройство 12 и соединитель 14 переключением кранов 11 и 13, вытесняя газ в ка меру. Давление газа в камере поддерживается плунжером 7. Затем открывают вентиль 21 и вытесняют раствор из камеры через устройство 12 и соединитель 14 и переключением кранов 11 и 13 до появления нефти в прозрачной вставке пробоотборника 19. Закрьшают вентиль 21. Загрузка камеры исследуемой жидкостью завершена.

Перед подачей исследуемой жидкости раствор из камеры предварительно вытесняют газом, за счет чего в газоотводном канале 8 и 23 на поверхности плунжера 7 не образуется пленка нефти, появляющаяся при загрузке по известному методу, что исключает неконтролируемые испарения компонентов из пленки в анализируемую парогазовую смесь и повышает точность последующих экспериментов, дает возможностью оценить количество и характер осаждения капельной жидкости на по

0 5 О

5

0

5

50

55

верхности газового пространства камеры .

Применение инертного газа, например гелия в качестве вытесняющего раствор агента вполне допустимо, поскольку известно его использова- 1ше в качестве носителя (репера) при хроматографическом анализе паров.

Предпочтительней применение парогазовой смеси, пробу которой следует OTofipaTb в пробоотборник 25 в той же технологической цепи одновременно с отбором нефти в пробоотборник 15. Дпя корректировки результатов экспериментов необходимо предварительно установить компонентный состав смеси.

После загрузки камеры исследуемой жидкостью можно проводить эксперименты над пробой одноразовой загрузки, для чего закрывают вентиль 16, опускают штоки 5 и 6 до отсечки камеры. С помощью нагревателя 3, питаемого от термостата 4, устанавливают необходимую температуру и с помощью ме- щалки 2 устанавливают фазовое равновесие. Использование мешалки позволяет ускорить установление фазового равновесия в несколько раз.

Измеряют давление насыщенных паров (дни) при различных соотношениях фаз, изменяемых подъемом плунжера 7, при различных температурах, определяют газосодержание при различных давлениях. Опыты проводят по известной методике.

С помощью подвижных штоков внутренний объем камеры отсекают от внешних коммуникаций, чем достигается определенность объемов жидкой и паровой фаз за счет исключения неконтролируемых объемов внешних каналов, в неопределенной степени участвую- иуях. в массообменных процессах при проведе1ши экспериментов на установке разгазирования. За счет приема отсечения камеры повьш ается достоверность результатов экспериментов над пробой разовой загрузки, что позволит практически оптимизировать условия хранения нефтепродуктов в резервуарах или уточнить количество и качество потерь нефти от испареШ1Я.

Поскольку нефтепромысловые процессы характеризуются непрерывностью потоков при одновременном измене

1

НИИ термобарических условий, иссле- дование непрерывных процессов представляет особый интерес, так как позволет выявить характерные особенности нефтяного сырья, компонентный состав и физико-химические свойства которого отличаются бесконечным разнообразием и перенесение технологических регламентов на иные нефти может не удовлетворить по качеству подготовленный продукт.

Перед проведением эксперимента в динамическом режиме перетока исследуемой жидкости через камеру при любой ее ориентации проводят подготовку узлов подачи и приема жидкости 18 и 22 в зависимости от типа пробоотборников 15 и 19.

Каждый пробоотборник снабжен изображенным на фиг.З узлом (в скобках указаны составные часТи для пробоотборника 19).

Подача из пробоотборника 15. Устанавливают скорость вращения выходного вала редуктора 59, перемещают шестерню 63 вправо до совмещения ее отверстий с вилкой 60. Подачу осуществляют двигателем 58.

Йрием в пробоотборник 19. Перемещают шестерню 63 влево до совмещения ее отверстий с вилкой 62. Прием осуществляют вращением рукояти вилки 62 по уровню жидкости в камере 1

Схема может быть построена по принципу измерительного пресса.

Вариант емкостного нробоотборни- ка.

Для осуществления перетока нефти через камеру узел подачи и приема выполнены одной гидравлической схемой. Ее отличие и преимущество по сравнению с существующей заключается в том, что добавлением обратных трубопроводов 68 и 68 с вентилями 69 и 69 она позволяет осуществлять перемену направления перетока жидкости переключением вентилей 69 и 69 и переключателя 66.

Подача из пробоотборника 15. Уста- 50 расположение штоков 5 или 6 по

навливают расход жидкости насоса 65, направляют масло с помощью переключателя 66 в емкость 67. Вентиль 69 закрывают, подачу осуществляют включением насоса 65,

Прием в пробоотборник 19 осущест- перепуском масла из емкости 67 по трубопроводу 68 через вентиль 69 в маслобак 64.

10

0

Q

5

5

0

5

0

5

Открытие вентиля регулируют по уровню жидкости в камере 1.

При перемене направления перетока (из пробоотборника 19 в пробоотборник 15) с помощью переключателя 66 масло направляют в емкость 67, закрывают вентиль 69 и открьшают вентиль 69.

Проведение эксперимента в динамическом режиме перетока может проводиться либо после завершения загрузки камеры 1 исследуемой жидкостью, либо после проведения экспериментов над пробой разовой загрузки.

В первом случае отсечку камеры не производят и штоки 5, 6 и 8 сообщены с камерой. Во втором случае может появиться необходимость освободить камеру от исследований пробы с удалением ее для дальнейшего исследования свойств (вязкость, плотность, дисперсность, компонентный состав и т.п.). Для разгрузки камеры поднимают шток 6 до сообщения с камерой и опусканием плунжера 7 вытесняют пробу из камеры через вентиль 21. Вентиль 21 закрывают, поднимают шток 5 для сообщения с камерой и включают узел 18 подачи жидкости из пробоотборника 15, открывают вентиль 16 и после достижения заданного уровня жидкости в камере заканчивают загрузку.

После завершения загрузки в обоих случаях открывают вентиль 20 и осуществляют переток исследуемой жидкости через камеру 1 с расходом из пробоотборника 15, заданным узлом 18 подачи и приемом в пробоотборник 19, поддерживая уровень ж щкости в камере 1 неизменным с помощью узла 22 приема.

На установке осуществляют следующие эксперименты.

Исследование влияния условий подачи и отвода нефти. При равных температурах, давлениях и расходах жидкости через камеру изменяют взаимвысоте столба жидкости. При этом изменяются гидростатическое сопротивление и расстояние.

Исследование влияния предваритель- него воздействия на поток нефти. В качестве примера исследуется влияние воздействия электроимпульсного поля на качество обезвоживания нефти: узел 12 воздействия представляет

1115

собой колонку высотой 12 см с четырьмя парами электродов, на которые подаются импульсы напряженностью I кВ/см. Пропускаются равные (2-3 объема камеры) количества нефти при равных расходах последовательно через соединитель 14, а затем переключают краны 11 и 13 через узел 12 воздействия электроимпульсного поля. В обоих случаях анализируют и сравнивают обводненность, объем выделившегося газа, дисперсность и т.и, характеристики н выявляют эффективност средств воздействия на качественные характеристики нефти.

Исследование капельного уноса жлдкости (на примере сепарации газо насьщенной нефти). На штоке 8 нред- варительно устанавливают фильтр-контейнер, открывающийся при опускании и закрывающийся при подъеме штока 8. Пропускают исследуемое количестно нефти через камеру и после залепше- lUfH эксперимента определяют ко;п5чест во уловленной нефти, соотнесенной к количеству пропущенной нефти при заданных термобаркческпх условиях и расходе. Эксперименты повторяют при изменении условий.

Исследование эффективности средств воздействия на газовый поток (на примере работы адсорбционной колонки высотой 15 см). Краны 30 и 32 подключают на соединитель, а затем на узел 31 воздействия и пропускают равные объемы газа в газомерную емкость 33.

В обоих случаях производят отбор газа для хроматографического анализа и оценивают изменения в компонентном составе проб.

Измерение плотности парогазовой смеси, проводят на участке между уровнем а - б (противостояние), для чего фиксируют разницу уровней по уровнемерам 34 и 41 при опускании емкости 40. Это позволяет оценить (примерно) текущую плотность паров. Дпя уточнения величины плотности ос- танавл1шают привод 52, закрывают вентили 35 и 44, а давление в камере поддерживают подъемом плунжера 7 и отмечают разницу уровней Лh. Зная высоту газовых пространств, плотност воздуха и жидкости при данном давлении, рассчитывают плотность паров в общем случае но формуле р (uhf, + Ь, pg )/h ,

72112

где Р- , f 61 f г плотность соотнетствен- но жидкости, воздуха и парогазовой смеси; h ,h - измеренная высота столба

воздуха и газа соответственно.

После измерения плотности открывают вентиль 35, включают привод 52 Q и продолжают процесс отбора газа в емкость 33 и открывают вентиль 44.

Измерение объема парогазовой смеси. Производят при всех исследованиях в динамическом режиме перетока нефт 5 ти через камеру с целью поддержания давления в камере при вьщелении из нефти газа.

Отбор начинают из верхнего положения емкости 40 (положение I трубо- 0 прооода 39), для чего в ней создают давление через окрытый вентиль 45 от баллона 46, затем от1слючают баллон 46, закрывают вентиль 45, отсоединяют трубку 47 и открывают вентиль 5 42, после чего, ориентируясь на давление в камере 1, вращением рукоятки, а затем фрикционной передачей привода 52 приводят в действие винтовую пару 51-49, перемещают емкость Q 40 по стойке 50 вниз, выпуская воздух из емкости 40 вентилем 44. После достижения положения II трубопровода 39 емкостью 40, механическ1Ш привод 52 отключают и после появления в вентиле 44 лсидкости его закрывают, а емкость 40 поворачивают на 180° относительно оси 48 (положение III трубопровода 39) и дапьнейщее поступление газа обеспечивают спуском раст- д вора из емкости 40 в постороннюю

емкость до снижения уровня до отметки в. Объем выделенного газа в этом случае будет суммироваться из вместимостей емкостей 33 н 40, уров- с иемеров 34 и 41, подключенных коммуникацией и камеры 1, за исключением объема высотой h камеры, газоводов 8 и 23.

Исследование вакуумных процессов. 50 Вакуумные процессы сопровождаются

активньш испарением жидкости, пенооб- разованием, уносом капельной жидкости газовым потоком. Вакуумный процесс моделируется на установке поддержа- -г нием отрицательного перепада жидкости в газомерных емкостях 33 и 40, чего увеличивают скорость снижения емкости 40 с помощью привода 52. Оптимизация процесса пенообразования

13

достигается установлением такой скорости вертикального перемещения емкости 40, при которой толщина слоя пены в камере над жидкостью или унос жидкости в виде дисперсии остается заданной и постоянно ограниченной.

При исследовании вакуумных процессов плунжер 7 поднимают на предельную высоту, открывают полностью вентиль 44. Оптимальный перепад устанавливают по разнице уровней уровнемеров 34 и 41, Количество вынесенной газом капельной жидкости оценивают по ее содержанию в фильтр-контейнере, установленном на устрое штока 8 или в штоке 8 и в трубопроводе 23 взвешиванием по окончании эксперимента.

Проведение экспериментов в наклон ном положении камеры.

Заполнение камеры раствором и ва- куумирование раствора производят в положении при поднятом плунжере 7 на высоту 20-30 см.

Закрывают вентиль 24, отсекают штоками 5, 6 и 8 камеру, отсоединяют газопровод 23 от штока 8 и кран 11 от штока 6, закрепляют камеру в ложе 53, с помощью зубчатой передачи 54 поворотом оси 55 устанавливают камер 1 горизонтально. Затем подсоединяют газопровод 23 к штоку 6, а кран 11 - штоку 8, Открывают вентили 24 и 27, соединяют шток 6 с камерой и перемещают плунжер 7 так, чтобы вытеснить воздух вакуумированным раствором сначала из газопровода 23 до появления воды в вентиле 27. Закрывают вентиль 27, Поворачивают камеру на угол 10 с уклоном газоотводной части, соединяют шток 8 с камерой и вытесняют воздух из штока через вентиль 2 для чего пробоотборник 19 ориентирую вентилем 21 наверх. После появления раствора в вентиле 21 его закрывают. Поворачивают камеру на угол с уклоном к пробоотборнику 15, как изображено на фиг,2, Открывают венти 26 и подают газ из газгольдера 25, для чего открьгоают вентиль 42 и снижают уровень в газомерной емкости 33 до отметки а по уровнемеру 34, закрьшают вентиль 42, Сообщают шток

6и вытесняют раствор до появления газа в прозрачной вставке пробоот1

10

15

25

- 20

у 401, т д5 ль 50 51872114

борника 19, после чего закрывают вентиль 21,

Уровень раствора при этом находится у кромки выходного отверстия штока 8, Закрывают вентиль 26, отсекают шток 6 и перемещением плунжера 7 поднимают давление в камере, а уэлом 22 подачи вьфавнивают давление в пробоотборнике 19, после чего открьшают вентили 20 и 17, После появления воды в прозрачной вставке пробоотборника 15 закрьшают вентиль 17 и открывают вентиль 16, поддерживая уровень жидкости в камере с помощью узла 18 приема, а давление в камере - отбором газа в емкость 33, Загрузка камеры завершена.

Отсекают штоками 5, 6 и 8 объем камеры и перемещением плунжера 7 изменяют площадь испарения и уровень жидкости. При осуществлении динамического режима перетока исследуемой жидкости через камеру подают жидкость из пробоотборника 15 и принимают в пробоотборник 19, производя одновременный отбор парогазовой смеси в- газоотборную систему, В режиме перетока нефти через горизонтальную или наклонную камеру проводят аналогичные исследования.

При снижении уровня раствора в емкости 40 (в положении III трубопровода 39) до IO--12 см эксперимент прекращают и закрьшают вентили 44, 16, 20 и 24, отсекают кранами 30 и 32 узел 31 воздействия.

Подсоединяют посторонний газосбор- ник к вентилю 27, к вентилю 44 подсоединяют емкость с вакуумным раствором,, открывают вентили 44 и 27 и вытесняют раствором газ из емкости 40, После достижения в емкости 40 уровня 0,6- . 0,7 высоты, поворачивают емкость 40 на угол, обеспечивающий уклон трубопровода 39 в сторону емкости 40 и продолжают подачу раствора. После достижения уровня б в емкости 33 прекращают подачу раствора, закрывают вентиль 44, устанавливают емкость в положении II трубопровода 39 и поднимают емкость 40 по стойке 50 с помощью привода 52, осуществляя переток раствора из емкости 40 в емкость 33 до уровня а. Вытесняемый таким образом газ направляют в отдельную емкость (-не показано). Закрывают вентили 44 и 27 и проводят подготовку газоприемной части установки с

30

35

55

подключением баллона 46 в описанной последовательности.

Затем продолжают эксперимент.

При осуществлении перемены неправ ления поток через камеру направляют из пробоотборника 19 в пробоотборник 15, проводя аналогичные исследования при иных значениях давлений, температур и расходов,

Возможность перемены направлений перетока через камеру-- реверсирование функций пробоотборников позволяет исследовать на установке как отдельный технологический процесс, так и комплекс процессов, например, сепарации7подготовки-отстоя-хранения нефти,11зменение компонентного состава фаз, физико-химических и реологических свойств в условиях изме- няемых термобарических и динамических режимов в зависимости от средств воздействия.

Таким образом, предлагаемая установка и исследования физических про- цессов позволяют за счет предварителного вытеснения раствора газом перед загрузкой и отсечения камеры штоками повысить точность эксперимента, за счет дополнительных каналов камер

и подвижных штоков в них. снабжение

,

подвижных штоков

узлами приема и реверсирования функций подачи-приема пробоотборников моделировать и исследовать процессы при постоянных и переменных ре жимах и условиях перетока жидкости через камеру с одновременным отводом парогазовой смеси, исследовать влияние условий подачи и отвода жидкости, за счет дополнительной газомер- ной емкости, установленной с возможностью вертикального перемещения и поворота на 180, измерять на установке плотность паров, моделировать и исследовать на установке вакуумные процессы, увеличить объем отбираемых паров (что важно при исследовании газонасьпценных нефтей). Кроме того, за счет горизонтальной установки камеры с возможностью из- менения угла наклона и ее внутренних геометрических соотношений моделировать и исследовать массообменные про цессы, а за счет снабжения установки узлами подключения средств воздай- ствия на жидкость и газ оценить эффективность и (или) оптимизировать технико-технологические параметры средств воздействия.

I

Все зто позволяет расширить функциональные возможности предлагаемой установки. I Формула изобретения

2,Установка по п.1, отличающаяся тем, что камера установлена с возможностью наклона ее оси относительно горизонта, канал плунжера соединен с пробоотборником жидкости, верхний шток днища камеры соединен с основной газомерной емкостью,

Фиг. 2

57

62 63 ВО 59 58 Фиг.З

Из камеры

19

В каперу