Устройство для определения межфазного натяжения жидкостей Советский патент 1982 года по МПК G01N13/02 

Изобретение относится к измерениям физико-химических параметров жидкос гей, в частности межфазного натяжения на границе раздела -двух .несмешивающихся жидкостей, например нефть-вода.

Известно сталагмометрическое устройство для измерения межфазного натяжения, содержащее шприц с поршнем. Капилляр, микрометрический винт и рабочую емкость tl .

Конструкция устройства не позволяет его использовать для измерения межфазногонатяжения в условиях, моделирующих пластовые.

Наиболее близким техническим решением| является устройство для измерения величины поверхностного, натяжения жидкостей, содержащее каплеобразователь, полый корпус, систему капилляров и капиллярных кончиков, а также ходовой механизм 2.

Устройство предназначено для измерений в условиях повышенныхдавлений- и температур. Однако в процессе работы при вытеснении капли изменяется давление жидкости в рабочей камере, что вносит погрешность в полученные результаты.

Цель изобретения - повышение достоверности определения путем стабилизации давления при измерениях.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, для определения межфазного натяжения жидкостей при высоких давлениях и температурах по объему капель, содержащем термостатируемую измерительную камеру со смотровыми окнами и съемными фланцами, каплесбразователь и ходовой механизм, каплеобразователь и измерительная камера содержат поршни ,кинематически связанные между собой.

Кроме того, для повышения эффективности работы ходового механизма полости под поршнями каплеобразователя и измерительной камеры выполнены гидравлически сообщающимися.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого прибора.

Устройство для определения межфазного натяжения жидкостей.состоит из термостатируемого корпуса 1, установленного на раме 2, а также ходового механизма 3. Внутренняя полость корпуса 1 образует измерительную камеру 4. В нижней части корпуса 1 имеется каплеобразователь 5, представляющий собой стальной цилиндр с ра- бочим поршнем 6 и сменным капилляром 7, а в верхней - дополнительный поршень 8, жестко связанный посредством траверсы 9 с рабочим поршнем 6. Траверса 9 выполнена с возможнос тью фиксации в любой произвольной точке при помощи электромагнитнозго тормоза (на схеме не показан). Корпус снабжен смотровыми стёклами 10 и герметизируемыми съемными фланцами 11. Ходовой механизм 3 включает элек тродвигатель 12, редуктор 13 и микр метрическое устройство 14, служащее для сообщения системе поршни-травер са поступательного перемещения.Для облегчения работы ходового механизма т.е. для уменьшения усилий перемещения поршней полости под поршнями каплеобразователя и измерительной камеры, полости 15 и 16 выполнены гидравлически сообщаюю шся. Управление гидросхемой прибора осуществляется регулируемым редукционным клапаном 17 и вентилями 18-20 Величина давления в измерительной камере 4 и полостях 15 и 16 контролируется по манометрам 21 и 22. Контроль температуры осуществляется при помощи вмонтированной в измерительную камеру 4 термопары (на схеме не показана). .Устройство работает следующим образом.. . .При подготовке к измерениям при зафиксированной траверсе 9 и открытом кране 18 каплеобразователь 5 заполняют очищенным керосином. Одновременно подают жидкость в измерительную камеру 4 корпуса 1 полости 15 и 16, После достижения давления и температуры опыта каплеобразователь заполняют газированной нефтью. Вытесненный при этом керосин удаляют через полый шток поршня 8 до полной очистки раствора. В процессе подготовки к измерениям определяют константу устройства. При измерении межфазного натяжения нефть посредством рабочего поршня 6, приводимого движение при помощи ходового механи ма 3,Подается в капилляр 7 (травер са расфиксирована). Побредством регу лируемого редукционного клапана 17 обеспечивается безразличное положение системы поршниг-траверса. После этойо последовательно выдавливаются три капли и фиксируется разность от счетов по микрометрическому устройству 14. Давление жидкости в измерительной камере 4 не меняется в процессе опыта, т.е. при выдавливании капель благодаря наличию жесткой связи между поршнями 6 и 8 и гидравлической между полостями 15 и 16. Поверхностное натяжение определяется по формуле: (5о%1-, ndo где б о поверхностное натяжение эталонной жидкости; число капель эталонной и исследуемой жидкостей соответственно; плотность эталонной и исследуемой жидкостей соот.ветственно. Предлагаемое устройство позволяет определять межфазное натяжение при фиксированном давлении, что невозможно осуществить с помощью известного устройства. Формула изобретения 1.Устройство для определения межфазного натясжения жидкостей при высоких давлениях и температурах по объему капель, содержащее термостатируемую измерительную камеру со смотровыми окнами и съемными фланцами, каплеобразователь и ходовой механизм, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности определения путем стабилизации давления при измерениях, каплеобразователь и измерительная камера содержат поршни, кинематически связанные между собой, 2.Устройство ПОП.1, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы ходового- механизма, полости под поршнями каплеобразователя и измерительной камеры выполнены гидравлически сообщающимися . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 338828, кл.С 01 N 13/02, 1971, 2.Авторское свидетельство СССР № 205368, кл.С 01 N 13/02, 1966 (прототип).