Вискозиметр Советский патент 1954 года по МПК G01N11/12 

Недостатко. .ccTBy 0 U X виско:.пмстров является трение катящегося тара или груза о стенку внскояиметг).-. Гоэтому для нефтси, различаются по своей текучести, используются различные niaphi и различные углы наклона стенки В15скозиметра. Слдлествуюпипи вискозиметрами измеряют значение величин вязкости нефти от 0,01 до 3 пуаз. Однако при добыче пефти приходится измерять продукты, величина вязкости у которых выходит из указанных пределов.

Пре.1,лагаем1)1Й вискозиметр использова.тся д.тя иссле;1()р.апия мефтп, имеющей вязкость 15 пуаз.

Fipuoop иредиазначается для исследования основных характспистик пластовых иефтей: вязкости насыщенном газом нефти, давления насыщения газонефтяной смеси, температу1)ы и давления, при KOTOJIOM образуется кр1 тическая фаза. Последний и ара метр онреде,1яется д.чя легких нефтей. Для тяжелых нефтей можно установить лшиь температуру и давление, при которых сб.чнжаются свойства газа и /1 ндкосг11 (их диэлектрические постоянные).

Для оиределения любой из названных характеристик пластовой нефти требуется в вискози.метр ввести 50 .ил искусственно прнготов.чеиной рекомбниированной пробы или пробы пластовой ие(п-и при тел :;ературе и давлении, требуемых проводимым опытом.

Определение прово.чится при снижении и npii повьппеннн давления и температур в измерительной системе е использованием либо иоришевого повьннателя давления, иресса, заполненного исследуемой смесью, либо фазоразделителя и жидкостного насоса. F3ce определеиия проводятея без применения ртути.

Вязкоеть определяют в приборе, представленном на фиг. 1.

В цилиндрический корпус 1, имеющий сквозное отверстие, с обоих торцов введены втулки 2, зажимаюише уплотнительные медные кольца 3 при помощи гаек 4, ввертываемых в корпус 1.

Nl 97258

Во втулки 2 предварительно ввернуты грундбуксы 5, зажимающие изоляционные фибровые кольца 6, сквозь центральные отверстия которых вставляются контактные стержни 7 (с выведенными наружу проводами), фиксируемые гайками 8, от которых контактные стержни изолирзются прокладками 9.

.Втхлки 2 с гайками 4 скрепляются контргайками 10, что облегчает сборкуи разборку устройства, так как втулка со всеми деталями, смоитировагными на ней, может быт1, удалена из корпуса вывертыванием гайки 4.

Перед установкой одной из втулок 2 предварительно в центральное отверстие корпуса 1 вводится стальной шар П.

Значение величины вязкости нефти определяется при вертикальном положении ко|)пуса 1 измерения промежутка времени падения стального шара 11 под действием силы тяжести по внутреннему каналу цилиндрического корпуса 1 (от одного контактного стержня 7 к другому) .

Для з;1полнеиия полости вискозиметра исследуемой жидкостью служит боковой пггуцер- 12 с втулкой 13 и с приваренной к ней медной трубкой 14, которая концом 15 присоединяется к полости вискозиметра, а Kf)imoM-к по ;п1певол у повышателю давления и далее к насосу.

Рабочее по.ю/кение ирибора-вертикальное. Для уд.ержанпя перед .опытом niapa И в вер.хвем положении служит электромагнитное устройство с обмоткой 16, через которую цропускается постоянный ток, намагничивающий верхний стальной контактный стержень. При этом стально удерживается у коица вер.хиего стержня магнитным нолем электромагпитноТ) устройства и зам1з1кает контактный стержень на грундбуксу 5, т. е. иа корпус прибора.

11ри изменении направления тока в обмотке 16 нанравление магнитного поток; в контактном стержне изменяется и стальной шар 11 падает вниз. После падения шар замкнет нижний контактный стержень 7 на нижнюю грундбуксу 5, т. е. на корпус.

Д.1я г еревода niapa 11 из нижнего положения в верхнее корпус вискозиметра укрепляется на ишрнирах, позволяющих поворачивать весь прибор на 180° вокруг оси, перпен,аикулярной к оси прибора. При движении вискозиметра происходит свертывание и развертывание каг.илляриой трубки, заполненно жидкостью, передаюш,ей давление.

П1)и таком нор.ороте niap падает к верхнему контактному стержню, после чего на обмотку 16 подается напряжения, а сам прибор переводится в рабочее по.чожение noBTOjinbiM поворотом i-ra ISO.

При определении давления насыщения газоиефтяной смеси в корпус 1 вискозиметра вводится перфорированная трубка 17 (фиг. 2), в этом случае вискозиметр служит как электрический жидкостной конденсатор.

При снижении давления из нефти выделяется газ.

Пачинает изменяться электрическая емкость жидкостного конденсатора, образовапиого из трубки 17 и корпуса 1 с диэлектриком (нефтью) между ними.

Давление, при котором происходит изменение электрической емкости жидкостного конденсатора, есть давление насьпцения газонефтяной смесн.

Перфорироваииая т)убка 17 ирисоедиияется к верхиему контактному стержню следуюиим образом (фиг. 3): сквозь изоляционные труб-ки, вставленные в отверстие грундбуксы 5, вводится упругая (стальная) проволока 18, которая своими концами соприкасается с перфорирован-ной трубкой 17. Контактный стержень 7 упирается в среднюю часть проволоки, слегка ее деформируя, чем и обеспечивается надежное электрическое соединение контактного стержня, с проволокой.

На фиг. 4 приведена схема электрических соединений вискозиметра-жидкостного конденсатора-с приборами, служащими для определения времени надения шара и для измерения емкости жидкостного конденсатора, и схема подключения к системе, под.т,ерживаюи1ей заданное давление исследуемой жидкости внутри прибора.

Как было указано выи1е, при измерении вязкости прибор должен периодически гюворачиваться на 180 для неревол.а шара в исходное (верхнее) положение. Поэтому давлеиие па исследуемую , находящуюся внутри прибора, передается через жидкость, заключ нную в упругой трубке 19, свернутой в спираль. Один конец трубки подключен к боковому штуцеру корпуса вискозиметра, а другой конец-к крестовине 20.

Верхний и нижний контактные стержни вискозиметра присоединены к ножам двухполюсного переключающего рубильника 21. Верхние контакты рубильника закорочены и присоединены к обмотке потенциометра 22, питаемой переменньпг напряжением 120 в. Движок потенциометра подключен к первнчпой обмотке понижаюпего трансформатора 23. Второй конец нерзично обмотки соединен с корпусом вискозиметра. Вторичная обмотка трансформатора через вьгключатель 24 идобаночное сопротивление 25 подключена к рекордеру регистратора времени 26, служащему для измерения времени падения шара при определении вязкости. Для этой цели используется также контактны секундомер, обеспечивающий нужную точность отсчета.

Е.МКОСТЬ жидкостного конденсатора измеряется по методу нулевых биений, отмечаемых на осциллоскопе 27. Колебания рабочего генератора 28. к которому присоединяется жидкостный конденсатор (ВЖК), сравниваются с колебаниями генератора 29 стандартных сигналов, посредством точного переменного конденсатора 30.

Система жидкостного конденсатора изолируется от системы, полводящей давление, носредством ндтуцера 31 (фиг. 5), изолированного от патрубка 32 крестовины 20 и соединительной гайки 33 проклачками 34 и 35.

Определение критической фазы или фазовых изменений и газопефтяных смесях при нзмененин температуры, давления н количества газа производится посредством введения во внутренний капал корпуса 1 перфорированной трубки 36 (фиг. 6) длиной в /з этого канала.

Трубка 36 и корпус 1 образуют электрический жидкостный конденсатор.

Трубка отделяется от стенок корпуса 1 пзолнруюн;нм кольцом 37 и присоединяется к контактному стержню так, как это показано на фиг. 3.

Для онределеяия температуры или давления, при которых в газонефтяной шеек образуется критическая фаза, во впутретпшй канал корпуса I прибора, при его вертикальном положенни. вводится нефть через верхние отверстия корпуса 1, после удаления из него 2 (с повы1нением давления нлцтемпературыпоонзвоии-т сближение диэлектрических постоянных газа и нефти): диэлектрическая постоя нпя газа равна единице; диэлектрическая постоянная нефти может быть оценена в 2-2,5 единицы.

Через штуцер 31, прикрепленный к прибору изоляторами, н метную труоку 14 вводится в корпус 1 прибора и растворяется в нефти

Переменгиванне производится при вращении прибооа на ISO При этом происходит перемещение конденеатора в верхнееили нижи-ее по 3 -.АУ 97258

ложение. Производится измерение электрической емкости конденсатора, заполненного газом (если трубка сверху) или нефтью (если трубка сннзу). При постепенном переходе газонефтяной смеси в критическую фазу электрические емкости конденсатора в верхнем (с газом) и нижнем (с нефтью) положениях сближаются н становятся равными.

Предмет н з о б з е т е н и я

1.Вискозиметр для определения вязкости непроводящих ток жид-костей и ироб пластовой нефти с падакзншм стальным шаром без применения ртути при создании давления, о т л п ч а ю ui и и с я тем, что, с целью одновременного оиреде;1еиия вязкости и давления насьпценпя газопефтяной смеси иримснено устройство, в которол для удержания стального Hiapa в верхнем положенин имеется электромагнитное устройство, а для возможности поворота па 180°. с целью перевода Hiapa из нижнего ноложеппя в Bejixnce, предусмотрена гибкая медная трубка, свернутая в спираль и содержащая жидкость, передающую давление от плунжера иаеоса на исследуемую жидкость.

2.Вискозиметр по п. 1, о т л и ч а ю nui и с я тем, что, с целью использования его в качестве электрического жндкоетного конденсатора, пред,назначенно1 ; д.чя нзмс1и 11ия .и влоши н; сьпцен 1я газщюианной

жидкости и критической газа жидкостных емесей, применена изолированная от корпуса металлм1ческая трубка, вводимая в полость вискозиметра н являющаяся одной из обкладок электрического конденсатора, BTO|xjii обк.тадкой которого является цилиндрическая поверхность внутреннего отверстия в корпусе внскознметра, диэлектриком служит исследуемая жидкость.

i Я 2 /

/5 5 1

Г / 1 г г

V Ч -, .-v L

- 1 / - .- ,- , .Vfi-if.ff№K ai

/. х/

/7

.

J

Фиг. 3

ЛгЧУ,..

, At.... Us -25 :b

i M35 ,i,.;--:-j s с ,-ra i i itife

25

tu