Способ определения степени разделения эмульсионного потока по фазам

 

Использование: аналитическое приборостроение . Сущность изобретения: по способу с помощью электродных датчиков и преобразователя измеряют время ti прохождения электропроводной части потока и время ta прохождения неэлектропроводной части потока. Одновременно с помощью электродного датчика и преобразователя измеряют сопротивление RI эмульсии в верхней части трубопровода, а с помощью другого электродного датчика и преобразователя измеряют сопротивление R2 эмульсии в нижней части трубопровода. Измеряют вычислителем отношения ti/t2 и Ri/Ra и по отношению ti/t2 судят о степени разделения переменной составляющей потока по фазам, а по отношению Ri/R2 судят о степени разделения постоянной составляющей потока по фазам. 1 ил. (/

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 6 01 N 27/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ CCCP) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4840120!25 (22) 19,06.90 (46) 30.12.92, Бюл. N 48 (71) Научно-nðîèçâoäñòâåí ное обьединение

"Нефтеавтоматика" (72) Е,И.Фектистов, M,Ф.Белянин, М.А.Слепян (SU) и Э,Франк (00) (56) Авторское свидетельство СССР М 1430857, кл. G 01 N27/06,,1988.

Патент США М 4644263, кл, 324 — 65P, опублик. 198?, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ

РАЗДЕЛЕНИЯ ЭМУЛЬСИОННОГО ПОТОКА ПО ФАЗАМ (57) Использование: аналитическое приборостроение, Сущность изобретения: по

Способ определения степени разделения эмульсионного потока по фазам в трубопроводе предназначен для автоматического определения водонефтяных эмульсий, например, при внутритрубной дезмульсации нефти в технологических процессах подготовки нефти на нефтяных промыслах.

Способ может найти широкое применение, например, в системах автоматического дозирования деэмульгаторов в технологических установках подготовки нефти, а также в химической промышленности для аналогичных целей.

Известен способ определения жидких капель в потоке, основанный на измерении электропроводности жидких капель, на использовании каплеуловителя из волокнистого гидрофобного материала, который.Ы2» 1784899 А1 способу с помощью электродных датчиков и преобразователя измеряют время tt прохождения электропроводной части потока и время tz прохождения неэлектропроводной части потока. Одновременно с помощью электродного датчика и преобразователя измеряют сопротивление R1 эмульсии в верхней части трубопровода, а с помощью другого электродного датчика и преобразователя измеряют сопротивление Rz эмул ьсии в нижней части трубопровода, Измеряют вычислителем отношения ц/tz и й1/Rz и по отношению t>/tz судят о степени разделения переменной составляющей потока по фазам, а по отношению Rt!В2 судят о степени разделения постоянной составляющей потока по фазам. 1 ил, улавливает только капли жидкости. Этот способ обладает низкой чувствительностью контроля, а так как основывается на интегрировании по времени электропроводности жидкости, он не позволяет контролировать переменную составляющую потока, Прототипом изобретения является спосо6, основанный на измерении мгновенного значения электропроводности жидкости, при котором по средней величине электропроворности за данное время определяют статич ски процентное содержание каждой жидко-..ти в смеси.

В известном способе за заданный интервал гремени измеряется средняя величина сопротивления потока по всему сечению трубопровода, т.е, измеряетсл интегральное значение всего готока и в связи с этим не обеспечивается селективность

1784899 контроля по переменной и постоянной составляющим потока. Кроме того, в способе осуществляется непосредственное прямое измерение электропроводности эмульсии; при таком измерении незначительные изменения обводненности вызывают соответственно йезначительные изменения и проводимости эмульсии, в связи с этим способ обладает низкой чувствительностью. Цель изобретения — осуществлейие возмджности селективйого койтрбйя по переменной и постоянной составляющим потока и повышение чувствительности.

Указанная цель достйгается тем, что по способу определения степени разделения эмульсионного потока по фазам в трубопроводе, основанному на измерении электропроводности во времени, измеряют время t> прохождения электропроводной части потока и время tz прохождения неэлектроп роводной части потока, электросоп ротивления потока в верхней Rj и нижней

Rz частях трубопровода; вычисляет отношение tq/tz, по которому судят о степени разделения переменной составляющей потока по фазам, а гВ величине R>/Йр судят о степени разделения постоянной составляющей потока по фазам, На чертеже приведена схема для осуществления способа.

По трубопроводу 1 проходит водонефтяйая эмульсия. Для разделения эмульсии па фазам нефть-вода в точке 2 в трубопровод вводится деэмульгатор. На заданном расстоянии от точки ввода деэмульгатора в верхней части трубопровода установлен электродный датчик 3, а в нижней части— датчик 4. Выходы датчиков 3 и 4 подключены к входам преобразователи 5.

Преобразователь.5, получая электрические сигналы от датчиков 3 и 4; формирует . электрические сигналы; пропорциональные времени t> и . Время ц соответствует времени прохождения электропроводной частй потока через электродные датчики 3 и 4, время tz — времени прохождения незлектропроводной части потока, Одновременно преобразователь 5 по цепи датчика 3 обеспечивает измерение сопротивления R> эмульсии (сырой нефти), йротекающей в верхней части трубопровода 1, а по цепи датчика 4 обеспечивается измерение сопротивления Rz эмульсии (сырой нефти), протекающей в нижней части . трубопровода 1. Измерение сопротивлений

8> и Йр осуществляется относительно корпуса трубопровода 1. С преобразователя 5 вы ходные сигналы Йодаются на вычислитель 6, где происходит автоматическое вычисление отношения t1/t2 и отношения R1/R2. Резуль10 тат вычислений t>/t2 подается на измерительный прибор 7. Результат вычисления

Й /Rz подается на измерительный прибор 8.

На приборах 7 и 8 осуществляется индикация результатов измерения.

Определение степени разделения эмульсионного по фазам проводят на участке трубопровода 1, по которому проходит водонефтяная эмульсия. Для разделения водонефтяной эмульсии по фазам используется деэмульгатор, который вводится через патрубок (точка 2). В результате турбулентного перемешивания потока эмульсии с деэмульгатором капельки водной фазы

15 смешиваются с ним, в процессе коалесценции происходит укрупнение водяных капель и последние начинают выпадать в осадок под действием сил гравитации, В нижней части трубопровода 1 по его длине начинает

20 преобладать водяная фаза, а в верхней соответственно увеличивается нефтяная фаза потока, которые образуют постоянные составляющие потока.

Поскольку граница раздела фаз нефть25 вода подвержена турбулентной пульсации, то в средней части трубопровода 1 устанавливается пульсирующий поток, в котором чередуются нефтяная и водная фазы, т.е. образуется переменная составляющая по30 тока.

Определение степени разделения переменной и постоянной составляющих потока осуществляется следующим образом., Средняя часть по сечению трубопрово35 да 1, где проходит переменная составляющая потока, контролируется электродными датчиками 3 и 4. При снижении сопротивленйя между электродами 3 и 4 ниже заданноto значения (например, ниже 500 Ом)

40 автоматически включается преобразователь 5 и формируют электрический сигнал, . соответствующий времени t> прохождения электропроводной части потока до тех пор, пока сопротивление между электродами 3 и

45 4 резко не увеличится, преобразователь 5 начнет формировать электрический сигнал; соответствующий времени 12 прохождения незлектропроводной части потока, t.å. нефтяной фазы.

50 Преобразователь 5 запоминает время t> и tz, далее электрические сигналы, соответствующие t> и a,подаются на вычислитель

6, в котором автоматически осуществляется вычисление. Результат вычисления t>/t2 по55 дается на измерительный прибор 1. По величине t>/t2 судят о степени разделения эмульсии по фазам переменной составляющей потока.

При интенсивном разделении эмульсии на нефть и воду в отношении t1/tz одновре1784899

1 менно с уменьшением времени tz увеличи- Следовательно, при качественном развается время t> (т.е. увеличение числителя с делении в трубопроводе нефти и воры велиодновременным уменьшением знаменате- чина сойротивления В в соотйошении ля). Это, в свою, очередь, обеспечивает рез- R>/Rz увеличивается (т.к. в верхней части кое увеличение абсолютного значения 5 . .трубопровода в эмульсии уменьшается коотношения t>/tz и высокую чувствитель- личество воды), а величина сопротивления ность контроля разделения эмульсии, Rz уменьшается (т.к, а этой части трубопроОдновременно с помощью датчика 3 вода количество воды увеличивается), Это и преобразователя 5 осуществляется ав- обеспечивает высокую чувствительность томатическое измерение сопротивления 10 контроля степени разделения пб фазам

В эмульсии (сырой нефти), протекающей в . нефть-вода постоянной составляющей поверхней части трубопровода 1, с rio- тока. мощью датчика 4 и преобразователя 5 . Предлагаемыйспособ позволяетэффек, осуществляется автоматическое измере- тивно контролировать процесс разделения ние сопротивления Вгэмульсии.(сырой 15 водонефтяной эмульсии в трубопроводах нефти), протекающей в нижней части тру- при вводе деэмульгаторав. бопровода 1, Измерение сопротивлений В1 . Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я и Rz осуществляется относительно корпуса: - Способ определения степени разделе грубопровода 1. ния эмульсионного потока по фазам в тру-

llo величине Rp u Rz судят о наличии 20 бопроводе. основанный на измерении постоянных составляющих потока по фазам: электропроводности во времени, о т л и ч анефть-вода, причем водяная фаза преобла- ю шийся тем,что, с целью осуществления дает в нижней части трубопровода 1 и изме- возможности селективного контроля по перяется датчиком 4, а нефтяная — в верхней ременной и постоянной составляющей по иизмеряетсядатчиком3.. : 25 тока и повышения чувствительности, В вычислителе 6 осуществляется авто- измеряют время t> прохождения электроматическое измерение сопротивления . проводной части потока и время tz прохожR1/Rz. Результат вычисления В1/Rz пода- дения незлектропроводной части потока, ется на измерительный прибор 8, где ocy- " электросопротивления потока в верхней R> ществляется индикация результа roe 30 и нижней Rz частях трубопровода, вычисля-. измерения.. ют отношение t1/tz, по которому судят о

В процессе интенсивного разделения степени разделения переменной составлянефти и воды по длине трубопровода 1 в ющей потока но фазам, à по величине В1/Rz нижней части накапливается водяная фаза, судят о степени разделения постоянной соа в верхней — нефтяная.. 35 ставляющей потока по фазам.