Устройство для исследования PVT-соотношений текущих сред Советский патент 1992 года по МПК G01N11/00 

Изобретение относится к экспериментальной физике, может быть использовано для исследования свойс-в неоднородных текучих сред, например нефтей, и является усовершенствованием устройства по авт, св. ГФ 1469313.

Известно устройство для исследования PVT-соотношений текучих сред, содержащее рабочую камеру, уплотненный поршень и его привод, термостзтирующую рубашку и измерительный узел, при этом поршень в его нижней части снабжен полым штоком, герметично пропущенным через днище рабочей камеры, шток соединен гибким трубопроводом с насосом, имеющим реверсивное приспособление, в поршне выполнена аксиальная расточка, гидравлически сообщенная с полостью штока, в расточке размещен дополнительный поршень, в горце основного поршня выполнены радиальные пазы, над торцом основного поршня установлена цилиндрическая обойма, в которой выполнены наклонные разнонаправленные каналы, сообщенные через пазы в торце основного поршня с расточкой в нем.

Недостатком известного устройства является низкая достоверность результатов исследования PVT-соотношений текучих сред, обусловленная недостаточной равномерностью перемешивания указанных сред. Наиболее эффективное перемешивание происходит лишь в зоне, примыкающей к цилиндрической обойме С удалением от

4 О v| vj

k

поверхности обоймы качество перемешивания текучей среды снижается, что ведет к ухудшению равномерности перемешивания и соответственно к снижению достоверности результатов исследования РУТ-соот- ношений указанных сред.

Цель изобретения - повышение достоверности результатов исследования за счет улучшения равномерности перемешивания текучей среды.

Снабжение дополнительного поршня в его верхней части штоком, пропущенным с ходовой посадкой через цилиндрическую обойму, обеспечивает возможность передачи возвратно-поступательного перемещения этого поршня в надпоршневое пространство рабочей камеры, заполненное исследуемой пробой.

Установка на конце штока диска, в котором выполнены сквозные отверстия, позволяет создать в надпоршневом пространстве рабочей камеры дополнительный рабочий элемент для перемещения пробы, которому передается через шток возвратно-поступательное перемещение дополнительного поршня, т. е. обеспечиваются условия для создания дополнительного динамического циклического (или пульсирующего) воздействия на исследуемую пробу текучей среды для ее эффективного перемешивания.

Возвратно-поступательно перемещающийся диск обеспечивает возможность полного и равномерного охвата воздействием на исследуемую пробу по всей высоте над- поршневого пространства рабочей камеры, повышая тем самым эффективность и обеспечивая равномерность перемешивания пробы.

В общем виде эффективность перемешивания обеспечивается за счет двух факторов: гидравлического воздействия за счет цилиндрической обоймы с наклонными разнонаправленными каналами и гидромеханического воздействия эо счет возвратно- поступательно перемещающегося диска с отверстиями.

Гидромеханическое воздействие дополнительного рабочего элемента - диска с отверстиями заключается в механическом воздействии его на пробу при возвратно-поступательном перемещении по высоте над- поршневого пространства рабочей камеры, а также а гидравлическом воздействии при протягивании порций исследуемой пробы через отверстия диска при его перемещении внутри рабочей камеры, т. е, за счет того, что диск с отверстиями циклически (пульсирующе) многократно совершает возвратно-поступательные перемещения от ьижней до верхней мертвой точки (и ojh

ратно) надпоршневого пространства рабочей кзмеры, исследуемая проба также многократно протягивается через отверстия этого диска, что способствует повышению

эффективности и обеспечению равномерности перемешивания пробы.

На фиг, 1 изображена схема устройства для исследования PVT-соотношений текучих сред, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А

0 на фиг. 1 (сопряжение цилиндрической обоймы с поршнем); на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Устройство содержит рабочую камеру 1, в которой установлен поршень 2, имеющий

5 уплотнение 3. Поршень в его нижней части снабжен полым штоком 4, герметично пропущенным через днище рабочей кзмеры, К днищу присоединена измерительная шкала 5. Шток 4 снабжен указателем 6 и соединен

0 гибкой коммуникационной линией 7 с насосом 8, имеющим реверсивное приспособление 9. В корпусе 10 рабочей камеры установлен вентиль 11 для подачи в рабочую камеру 1 рабочей (поджимной) жидкости,

5 например, с помощью насоса 12, В верхней части корпуса 10 рабочей камеры установлен вентиль 13, через который подается в надпоршневую полость этой камеры проба исследуемой текучей среды В корпусе 10

0 рабочей камеры установлен манометр 14, сообщенный с рабочей камерой 1. Рабочая камера 1 помещена в термостэтирующую рубашку 15, снабженную термометром 16. Термостатирующая рубашка соединена с

D термостатом 17. В поршне 2 со стороны верхнего торца выполнена аксиальная расточка 18, гидравлически сообщенная с полостью штока 4. В расточке 18 установлен дополнительный уплотнительный поршень

0 19. В торце поршня 2 выполнены радиальные пазы 20. Над упомянутым торцом установлена цилиндрическая обойма 21, в которой выполнены наклонные разнонаправленные каналы 22, сообщенные через

5 пазы 20 с расточкой 18.

Дополнительный поршень 19 снабжен в его верхней части штоком 23, пропущенным с ходовой посадкой через цилиндрическую обойму 21, а на конце штока 23 установлен

0 диск 24, в котором выполнены сквозные отверстия 25.

Устройство работает следующим образом.

Через вентиль 13 подают пробу иссле5 дуемой текучей среды в надпоршневую полость рабочей камеры 1, при этом поршень 2 при открытом вентиле 11 перемещается вниз. Количество переводимой в рабочую камеру текучей среды определяют по перемещению указателя 6 на штоке 4 вдоль измерительной шкалы 5. После подачи пробы текучей среды в рабочую камеру вентиль 13 закрывают. Поджимают пробу до заданного давления поршнем 2 с помощью насоса 12. Затем закрывают вентиль 11 и рабочую ка- меру термостатируют с помощью термостата 17 при заданной температуре. Для приведения пробы текучей среды в равновесное состояние в случае исследования жидкостной или газожидкостной смеси включают насос 8 с реверсивным приспособлением 9, в результате чего рабочий агент, например трансформаторное масло, подается через гибкую коммуникационную линию 7 в полость штока 4, а через нее - в расточку 18. При этом рабочий агент воздействует на дополнительный поршень 19, который выталкивает часть пробы текучей среды из расточки 18 через радиальные пазы 20 и наклонные разнонаправленные ка- налы 22 в надпоршневое Пространство, При этом порции пробы текучей среды протягиваются через каналы, во время чего происходит перемешивание порций, а так как каналы выполнены наклонными и разно- направленными, то протягивание порции пробы дополнительно перемешиваются при выходе из каналов и пересечении упомянутых порций. Наличие реверсивного приспособления 9 обеспечивает возмож- ность изменения направления движения рабочего агента (дополнительного поршня) для создания циклического (или пульсирующего) воздействия на пробу текучей среды. Это также способствует процессу переме- шивания пробы, причем степень перемешивания зависит только от выбора характеристик насоса и реверсивного приспособления,

Проба, попавшая в надпоршневое пространство рабочей камеры через наклонные разнонаправленные каналы 22 цилиндрической обоймы 21, дополнительно перемешивается по всей высоте этого пространства дополнительным перемешивающим рабочим элементом в виде диска 24 со сквозными отверстиями 25, соединенного через шток 23 с дополнительным поршнем 18, от которого диск получает циклически (или пульсирующие) возвратно-поступательные перемещения, обеспечивающее эффективное гидромеханичеШЗе воздействие на исследуемую пробу и, в итоге, более тщательное и равномерное ее перемешивание.

Использование изобретения позволяет повысить достоверность результатов исследования PVT-соотношений текучих сред за счет улучшения равномерности ее перемешивания по всему объему пробы

Формула изобретения Устройство для исследования PVT-соотношений текучих сред по авт ев №1469313, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности результатов исследования за счет улучшения равномерности перемешивания текучей среды, дополнительный поршень снабжен пропущенным с ходовой посадкой через цилиндрическую обойму штоком, на конце которого закреплен диск с выполненными в нем сквозными отверстиями.

И

22

Фие.1

Изобретение относится к экспериментальной физике, может быть использовано для исследования PVT-соотношений текучих сред, например нефтей, и является усовершенствованием устройства по авт.св. № 1469313. Цель изобретения - повышение достоверности результатов исследования за счет улучшения равномерности перемешивания текучей среды. Устройство содержит рабочую камеру, в которой размещен основной поршень, соединенный с его приводом и снабженный полым штоком, герметично пропущенным через днище рабочей камеры, и соединенный с насосом, имеющим реверсивное приспособление. В основном поршне выполнена расточка, гидравлически связанная с полостью штока В расточке размещен дополнительный поршень, а над торцом основного поршня - цилиндрическая обойма, в которой выполнены наклонные каналы. Дополнительный поршень снабжен штоком, пропущенным с ходовой посадкой через обойму, а на его конце закреплен диск, в котором выполнены сквозТше отверстия 3 ил. со С

Фие.1

Фие.З