Устройство для измерения межфазного натяжения жидкостей Советский патент 1980 года по МПК G01N13/02 

Изобретение относится к измерению физикохимических параметров жидкостей, в частности межфазного натяжения растворов поверхностноактивных веществ (ПАВ) на границе с нефтью по методу максимального давления в капле. Известно устройство для измерения межфазного натяжения, содержащее пшриц с поршнем, капилляр, микрометрический винт и рабочую емкость 1. По количеству капель, вьщавливаемых из шприца микрометрическим винтом через капилляр в исследуемую жидкость, судят о межфазном натяжении между жидкостями, находящимися в шприце и рабочей емкости. Однако это устройство отличается сложностью проведения измерения и периодичностью работы. Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для измере ния межфазного натяжения по методу максимального давления в капле, содержащее сосуд с исследуемой жидкостью, калиброванный капи ляр с расширенной частью, заполненный рабочим агентом и размещенный в сосуде, и систдму измерения максимального давления в капле, вьщавливаемой из капилляра 2. Недостатком такого устройства является периодишость его работы и невозможность применения для непрерывного измерения межфазного натяжения жидкостей, находящихся в потоке. При проведении измерений описанным устройством необходимо постоянно добавлять порции нефти в расширенную часть капилляра, так как снижение уровня нефти в капилляре, а следовательно, повышение его в сосуде, приводит к появлению погрешности от изменения гидростатических давлений на срезе капилляра, что видно из формулы м Рн-Тр дин/см, (О где Ь - межфазное натяжение на границе нефть-раствор ПАВ; давление манометрическое в момент отрыва капли от капилляра; К - постоянная капилляра; гидростатическое давление столба нефти и раствора ПАВ на срезе капилляра соответственно. Перечисленные недостатки не позволяют пр менять это устройство для измерений в поток Цель изобретения - обеспечение непрерывности измерения межфазного натяжения рабоч агента с жидкостью, находящейся в потоке. Указанная цель достигается тем, что устрой ство дополнительно содержит емкость для подпитки рабочим реагентом и регулятор уров в расширенной части капилляра, причем емко для подпитки соединяется с расширенной част капилляра через регулятор уровня, а сосуд с исследуемой жидкостью выполнен в виде проточной камеры. Это обеспечивает постоянный уровень нефти в расширенной части капи ляра в процессе измерения, а следовательно, постоянное давление Рц (из формулы 1). В емкость с раствором ПАВ вводится сливной патрубок, обеспечивающий постоянный уровен раствора, а следовательно, делает постоянным Рр Из формулы 1 видим, что межфазное натяжение определяется только манометрическим давлением Р при условии Р Р Н р Pi l p2gh2;. (3) где о, и hi - плотность ивысота нефти от среза капилляра до поверхности2 2 отность и высота раствора ПАВ от среза капилляра до поверхности - ускорение силы тяжести. Поддерживая постоянным равенство P.(4) мы исключаем их влияние на измеряемую величину межфазного натяжения. На 1ертеже представлена принципиальная схеМа устройства. Устройство состоит из проточной камеры 1 в которой размещен калиброванный капилляр 2 с расширенной частью в виде шарообразной емкости для нефти, емкости 3 для подпитки, соединенной с расширенной частью кагашляра через регулятор 4 уровня, стабилизированного источника 5 питания сжатым воздухом, пневмоэлектрического преобразователя 6, электронной измерительной схемы 7 и показывающего самопишущего прибора 8. Процесс измерения производится следующи образом. В емкость 3 для подпитки заливают определенное количество нефти, которая заполняет капилляр 2 на определенный уровень, задавае мый регулятором 4 уровня. Проточную камеру 1 подсоединяют к потоку раствора ПАВ и устанавливают его так, чтобы поток был ламинарным и не срывал капли.нефти с кончика капилляра 2 в процессе их образования. При помощи сжатого воздуха, поступающего от источ1шка 5 питания, нефть из калиброванного капилляра 2 по капле с определенной выдержкой времени вьщавливается в раствор ПАВ, находящийся в проточной камере 1. Возникающее при этом давление воспринимается пнёвмоэлектрическим преобразователем 6 и преобразуется в пропорциональный злектрический сигнал, который усиливается злектронной измерительной схемой 7 и поступает на показывающий самопишущий прибор 8. Емкость 3 для подпитки и регулятор 4 уровня служат для поддержания постоянного уровня нефти в { асширенной части капилляра 2. Поступающие в проточную камеру 1 в процессе измерения капли нефти вытекают через сливной патрубок вместе с вытекающим раствором ПАВ. При зтом формула 1 принимает вид 6,(5) где межфазное натяжение определяется только манометрическим давлением Р и будут исключены вносящие погрешность значения изменяющихся уровней нефти в капилляре и раствора ПАВ в проточной камере. Изменение р2 плотности раствора ПАВ - в процессе измерения настолько мало, что им можно пренебречь. Применение предлагаемого устройства позволяет производить измерение межфазного натяжения в потоке одной из жидкостей (раствора ПАВ), т.е. непосредственно в технологической линии или ее ответвлении, в частности применение его при закачке раствора ПАВ в нефтеносный пласт позволяет поддерживать концентрацгао ПАВ на таком уревне, при котором нефтеотдача пласта будет максимальной, а расход ПАВ оптимальным. Формула изобретения Устройство для измерения межфазного натяжения жидкостей по методу максимального давления в капле,, содержащее сосуд с исследуемой жидкостью, калиброванный капилляр с расширенной частью, заполненный рабочим агентом и размещенный в сосуде, и систему измерения максимального давления в капле, выдавливаемой из капилляра, отличающееся тем, что, с целью обеспечения непрерывности измерения межфазного натяжения рабочего агента с жидкостью, находящейся в потоке, оно дополнительно содержит емкость для подпитки рабочим агентом и регулятор уровня в расширенной части капилляра, при5750343 6

чем емкость для подпитки соединена с расши-1. Авторское свидетельство СССР N 338828, рейкой частью капилляра через регулятор уровня, кл. G 01 N 13/02, 1971. а сосуд с исследуемой жидкостью выполнен

в виде проточной камеры. Методы испытаний водных растворов поИсточники информации,5 ерхностно-активных веществ, вып. Г. ЦНИИТЭИ,

принятые во внимание при экспертизеМ., 1965, с. 43-47 (прототип).

4 Е1

.JHj..g-. ix

Г1

™ fu f mi l m i 4ei i Mt i ifmie