Устройство для определения содержания свободного и растворенного газа Советский патент 1984 года по МПК G01N33/22 

1 Изобретение относится к области техники измерений, а именно при исследовании эффективности работы газонефтяных сепараторов для определения содержания свободного и излишне растворенного газа в сепарированной нефти. Газонефтяной сепаратор-один из элементов системы сбора нефти, осно ной функцией которого является пред варительная подготовка нефти и газа ;о степени, достаточной для обес печения нормальной работы элементов системы сбора и подготовки, стоящих в технологической цепочке за сепаратором. Процесс сепарации в них складывается из механического разделения газожидкостной смеси на жид кую и газовую фазы и приведения си темы нефть - газ в состояние термодинамического равновесия. Идеальную сепарацию обычно осуществлять экономически невыгодно, поэтому нефть .оказывается пересьпцен ной газом. .Известно устройство для определения содержан1-ш свободного газа в сепарированной нефти, включающее го ризонтальный цилиндрический корпус плунжер с лимбом и шкалой, манометр установленные напротив друг друга н торцах корпуса запорные вентили высокого давления.и штуцеры ввода и вывода нефти Cl. Недостатком известного устройства является невысокая точность опре деления . Известно устройство, включающее горизонтальный цилиндрический корпус с плунжером, обечайку с торцовыми крышками, установленную коаксиально снаружи корцуса и образующую с ними кольцевую камеру, запор ные вентили высокого давления, вход ной и выходной патрубки, манометр и измерительное устройство хода плунжера С2 . Недостатком этого устройства является то, что в нем не предусмотрена возможность измерения излишне растворенного газа в сепарированной нефти. Целью изобретения является повы шение точности измерения содержания газа в нефти за счет ;определения излишне растворенного газа. Поставленная цель достигается тем, что предложенное устройство снабжено турбулизирующим устройством выполненным в виде камеры с набором диафрагм, соединенным с цилиндрическим корпусом при помощи патрубка с запорным вентилем, и установленной под турбулизирующим устройством емкостью, снабженной плавающим поршнем и пневмоприводом. В торцовой крыщке, расположенной у входного патрубка, выполнена канавка, соединяющая кольцевую камеру с цилиндрическим Kop/iycoM. Пневмопривод выполнен в виде контейнера со сжатым газ,ом, установленного под емкостью. На фиг. 1 изображено описываемое устройство, общий, вид; на фиг. 2 разрез А-А фиг. 1 . Устройство содержит горизонтальный цилиндрический корпус 1, манометр 2, плунжер 3, размещенный внутри корпуса1, линейную шкалу 4, лимб 5, рукоятку 6, обечайку 7 с торцовыми крышками 8 и 9 (крьшка 8 выполнена с канавкой 10)вентили высокого давления 11, патрубок входа 12 и патрубок выхода 13 нефти, турбулизатор, выполненный в врзде камеры 14 с набором диафрагм 15 различного диаметра и с рукояткой 16, соединенный с цилиндрическим корпусом 1 при помощи патрубка 17 с запорным вентилем 18, емкость 19, установленную под турбулизатором и снабженную плавающим порщнем 20, и пневмопривод, выполненный в виде контейнера 21 со сжатым газом, установленного под емкостью 19. Устройство работает следующим образом. Устройство патрубками 12 и 13 подключается к трубопроводу, и часть основного потока сепарированной нефти проходит в корпус 1 .При установившемся режиме работы сепаратора корпус 1 с помощью рукоятки 6 поворачивается на 90, и происходит отсечка пробы нефти в корпусе 1. При этом конусные отверстия крышек 9 совмещаются с вентилями высокого давления 11, пазы совмещаются с входным 12 и выходным 13 патрубками, и поток нефти направляется в кольцевую камеру, образованную обечайкой 7 и корпусом 1. Это обеспечивает поддержание в отсеченной пробе постоянной температуры, равной температуре потока нефти в трубопроводе. После отсечки пробы происходит герметизация корпуса закрытием вентилей 11 и изотермическое сжатие пробы путем внедрения плунжера 3 до давления 9,5-10 МПа, при котором весь свободный газ растворится в нефти. В процессе сжатия значение, давле ния фиксируется по манометру 2, а изменение объема пробы - по линей ной шкале 4 и лимбу 5 и затем аналитически определяют содержание свободного газа в пробе сепарирован ной нефти при давлении и температуре в трубопроводе. После определения содержания сво бодного газа в отобранной пробе нефт открывается вентиль 18, и часть про бы под давлением 9,5-10 МПа, несколько превышающим давление в контейнере 21, нагнетается в емкость 1 Затем вентиль 18 закрывается, вентили 11 открываются, плунжер 3 приводится в исходное положение, корпус 1 поворачивается в исходное |положение, и отсекается следующая проба нефти. Затем в камере 14 устанавливается рукояткой 16 положение, соответс вующее максимальному размеру диафрагмы 15, открывается вентиль 18, и порция нефти из емкости 19 через диафрагму 15 турбулизатора поступает в корпус под действием разницы давления в контейнере 21 и корпусе где в данный момент оно равно давлению в трубопроводе. При этом из нефти, прошедшей чер турбулизатор, выделится газ, а част пробы, находившейся в,корпусе 1, объемом равная емкости 19, через ка ,навку 10 в крышке 8 вытеснится в кольцевую камеру между обечайкой 7 и корпусом 1. Затем закрываются вен тили 11 и 18, и вновь производится определение содержания свободного газа в корпусе 1. , Так как исследования проводятся при установившемся режиме сепарации и содержание свободного газа в сепарированной нефти постоянно, разница между полученной величиной свободного газа и замеренной ранее будет равна излишне растворенному газу в емкости, вьщелившемуся при турбулизации. Таким образом, относительная величина излишне растворенного газа, вьщелившегося при данной степени турбулизации, т.е. при данном диаметре диафрагмы,равна (К - К„) где К - относительное содержание излишне растворенного газа при давлении и температуре сепарации; относительное содержание свободного .газа в пробе сепарированной нефти при давлении и температуре сепарации до турбулизации; относительное содержание свободного газа в пробе сепарированной нефти при давлении и температуре сепарации после турбулизации; объем цилиндрической емкоеобъем камеры сжатия. Если степе.нь турбулизации при пропускании нефти через первую диафрагму бьша недостаточна, эта операция повторяется несколько раз на диафрагмах меньшего диаметра до тех. пор, пока после турбулизации на трех различных диафрагмах не получат одич наковую величину излишне растворенного газа (К ), что означает перенасьш1енность ликвидирована, т.е. система нефть - газ пришла в состояние термодинамического равновесия. Измерение свободного и излишне растворенного газа в одном устройсте позволяет сократить время исследований сепарационных установок.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ СВОБОДНОГО И РАСТВОРЕННОГО ГАЗА в сепарированной нефти, включающее горизонтальный цилиндрический корпус с плунжером, обечайку с торцовыми крышками, установленную коаксиально снаружи корпуса и образующую с ним кольцевую камеру, запорные вентили высокого давления, входной и выходной патрубки, манометр и измерительное устройство хода плунжера, отличающееся тем, что, с целью повьппения точности измерения содержания газа в нефти за счет определения излишне растворенного газа, оно снабжено турбулизирующим устройством, выполненным в виде камеры с набором диафрагм, соединенным с цилиндрическим корпусом при помощи патрубка с запорным вентилем, и установленной под турбулизирующим устройством емкостью, снабженной плавающим поршнем и пневмоприводом, а в торцовой крьшке, расположенной у входного патрубка, выполнена канавка, соединяющая кольцевую камеру с цилиндрическим корпусом. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пневмопривод выполнен в виде контейнера со сжатым газом, установленного под емкостью. ft 15 16