СИГНАЛИЗАТОР ПУЛЬСИРУЮЩЕГО РАСХОДАЖИДКОСТИ Советский патент 1974 года по МПК G01F15/02 G01F3/20 

Предложенный сигнализатор пульсирующего расхода жидкости для выдачи информации об отклонении потока жидкости от номинального значения может применяться в тех областях техники, где необходимо получать оперативную информацию о потоках жидкостей, в частности, в нефтедобывающей промышленности для выдачи диспетчеру оперативной информации об уменьшении потока жидкости на устье скважины.

Р1звестны сигнализаторы расхода жидкости, содержащие измерительную диафрагму и чувствительный элемент, связанный импульсными трубками с полостями диафрагмы.

Недостаточная надежность обусловленная конструкцией сигнализатора и неизменным сечением диафрагмы, г. также имеет место ложные срабатывания в случае пульсирующего расхода.

С целью повышения надежности работы устройства и расширения рабочего диапазона S сигнализаторе в импульсных трубках между разделителями и камерами чувствительного элемента установлены дроссели, которые сглаживают пульсации, а измерительная диафрагма выполнена с регулируемым проходНЫ;М сечением.

На чертеже приведена схема предлагаемого сигнализатора.

Датчик нерепада давления состоит из корпуса 1 с нрикрепленным к нему слева чувствительным элементом - сильфоном 2. К донышку сильфона 2 крепится одним концом

сердечник 3, содержащий вставку из железа Армико II опирающийся другим концом на фторопластовый подшипник 4, закрепленный в цилпндрическо крышке 5 корпуса 1 (с противоположной по отношению к сильфону стоРОНЫ). Сильфон 2 закрыт крышкой 6, прикрепленной болтами к корпусу 1. Полость, ограниченная корпусом 1, сильфоном 2 и крышкой 6. нредставляет плюсовую камеру датчика, а полость, ограниченная внутренней

поверхностью сильфона 2 и цилиндрически.м корпусом 5, нредставляет минусовую камеру датчика. Плюсовая и минусовая камера соединена трубками 7 соответственно с плюсовым и минусовым разделителями. Разделители выполнены одинаково и каждый из них представляет собой вялую мембрану 8 с жестким центром, зажатую между верхней крышкой 9 и нижней крышкой 10, которые стянуты болтами. К крышке 9 разделителя

крепится корпус 11 с прикрепленной к нему шпильками крышкой 12. В корпусе 11 расположен дроссель, представляющий собой трубку 13 с внутренним малым диаметром, оба конца которой защищены фильтрами 14 и 15

соответственно на крышках 12 и 9. Все полости датчика заполнены незамерзающей промежуточной жидкостью. При заправке жидкостью жесткие центры вялых мембран 8 находятся в среднем нейтрально.м положении. После заправки датчика жидкостью заправочные отверстия закрываются пробками 16. Прокладки 17-20 обеспечивают герметичность. На цилиндрическом корпусе 5 из цветного немагнитного материала установлен дифференциальный трансформатор соленоидного типа 21. Положение трансформатора 21 относительно сердечника 3- при настройке выбирается вращением резьбовой пробки 22 в резьбовой части стакана 23, прикрепленного к корпусу 1 шпильками. Контргайка 24 и пружина 25 постоянно поджимают трансформатор 21 к резьбо:вой пробке 22, предотвращая сбой настройки при трясках и вибрации. К стакану 23 крепится крыщка 26, имеющая сальниковый ввод 27 для четырехжильного кабеля 28, связывающего трансформатор 21 с электронным блоком. Прокладки 29, 30 герметизируют соединения.

Кольца 31 герметизируют объем жидкости, заключенный внутри сильфона 2 при перегрузке, и тем самым предохраняют его от разрущения. Все ответственные движущиеся детали датчика работают в среде незамерзающей жидкости и не соприкасаются с внещней средой.

Сужающее устройство представляет собой сегментную диафрагму с проходным отверстием переменного сечения. Оно выполнено из двух патрубков 32 и 33, фланцы которых 34 и 35 скреплены болтами, и в состоянии сборки образуют паз, где помещается задвижка 36 с прикрепленным к ней винтом 37. Задвижка 36 сверху закрыта крыкой 38, через сальниковый узел которой проходит винт 37. Уплотнение достигается сальниковой набивкой 39, поджатие ее осуществляется гайкой 40. К крыщке 38 болтами крепится кронщтейн 41, содержащий гайку 42, через которую проходит винт 37.

Прокладки 43, 44 служат для уплотнения. Вращением гайки 42 поднимается или опускается вият 37 с задвижкой 36. Отбор давлений - камерный. Давление от камер сужающего устройства под вялые мембраны 8 разделителей подается по им1пульсным трубкам 45 и 46, соединенным с разделителями датчика перепада давления с помощью муфт 47. Импульсные трубки 45 и 46 сообщаются между собой трубкой 48. Краны 49 и 50 служат для съема датчика без прекращения подачи среды по трубопроводу. Открывая кран 51, можно сообщить между собой импульсные трубки 45 и 46, что необходимо при настройке. Фланцы

52сужающего устройства и обратные фланцы

53стядауты между собой болтовыми соединениями. Прокладка 54 - уплотнительная. Стрелкой показано направление движения нотока.

Электронный блок сигнализатора предназначен для выдачи -сигнала аварии в случае

изменения дебита скважины, а также при перегрузке прибора в случае загрязнения сужающего устройства. Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии задвижка 36 поднята вверх, крапы 49, 50, 51 открыты, перепад давления отсутствует, сильфон 2 не поджат, сердечник 3 находится в исходном состоянии, его перемещение . 0 мм, при этом напряжение, снргмаемое с дифференциального трансформатора 21 равно и 0,5 в. Для пуска устройства в работу необходимо закрыть кран 51 и, нользуясь задвижкой 36, создать на сужаюн,ем устройстве перепад давления PQ. За

счет перепада давления вялая мембрана 8 плюсового разделителя несколько поднимается и вытесняет некоторый объем промежуточной жидкости через дросселирующую трубку 13 с фильтрами 14, 15 и по трубке 7 под

крыщку 6 датчика, при этом сильфон 2 с сердечником 3 смеп,ается вправо на величину

V

где V - объем жидкости, поступившей под крышку 6;

So,, - эффективная площадь сильфона 2; л - ход сердечника 3.

П)и смеп1;ении снльфона 2 право точно такой же объем жидкости из правой полости датчика поступает в правый минусовый разделитель через дросселирующую трубку 13 с фильтрами 4, 15. Вялая мембрана 8 при

этом несколько прогибается вниз. В данной конструкции ход сердечника 3, равный Л1; 5 мм, соответствует 100% потока любой нптенсивности. Необходимый перепад давления настраивается опусканием (подниманием)

задвижки 36 с помощью гайки 42. При максимальном смещении сердечника 3 на Л); 5 мм, напряжение на выходе трансформатора 21 равно в. На пульсирующем потоке перепад давления

меняется от О до АРшгк, где АРшш - пиковое значение перепада давления. Датчик выполнен ннерцнонпым. Инерционность придается дросселирующими трубками 13, установленными на каждо.м из разделителей. Трубка 13

имеет внутренний диаметр 0,5 мм и длину 150 мм. Инерционность системы задается такой, что датчик совершенно не реагирует на пульсирующий характер потока, сильфон 2 смещается только под действием усредненного

перепада давления ДРд.

Только з стойчивое понижение дебита вызывает смещение сильфола 2 влево до тех пор, пока не настунит новое равновесие сил; при этом в линию связи посылается сигнал аварии, если новое положение сердечника 3 (сильфона 2) соответствует проценту расхода, заданному программным переключателем. 13 случае перегрузки сидьфона 2 при одностороннем давлении, например, при засореНИИ сужающего устройства сильфон смещает