Устройство для измерения уровня раздела двух жидкостей с различными плотностями в подземном резервуаре

 

Использование: при сооружении и эксплуатации подземного резервуара, а также при добыче полезных ископаемых методом подземного растворения солей. Сущность изобретения: устройство содержит измерительную трубку, установленную внутри подвесной колонны подземного резервуара. Нижний конец трубки изогнут и снабжен роликом. Оппозитно нижнему концу трубки размещен направляющий элемент.. Верхний конец трубки подключен к насосу-нагнетателю . Перепад давлений фиксируется дифманометром, а количество перекачиваемого в резервуар продукта измеряется счетчиком-расходомером . Работа приборов регламентируется программатором. 2 ил,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s t) s Е 21 В 47/04, ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4893263/03 (22) 24,12.91 (46) 15.03,93. Бюл. ¹ 10 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-изыскательский институт пробЛем хранения материалов и товаров (72) В.В.Вологин, П,Ф.Пузырев, В.С.Яковлев, Н,Н.Пекарь и И.П.Пузырев (56) Гофман-Захаров П.М, Проектирование и сооружение подземных резервуаров, подземных нефтехранилищ. Изд, ."Будивельник", Киев, 1975.

Авторское свидетельство СССР

N 1129335, кл. Е 21 В 47/04, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

УРОВНЯ РАЗДЕЛА ДВУХ ЖИДКОСТЕЙ С

РАЗЛИЧНЫМИ ПЛОТНОСТЯМИ В ПОДЗЕМНОМ РЕЗЕРВУАРЕ

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано как при сооружении и эксплуатации подземных резервуаров, так и при добыче солей методом подземного растворения через скважины с и рименением жидких нерастворителей для управления процессом формообразования подземных камер.

Целью изобретения является повышение точности и эффективности работы устройства.

На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 — диаграмма регистрации перепада давлений в процессе измерения.

Для осуществления поставленной цели подземный резервуар 1, заполненный хранимым продуктом 2 и рассолом 3, оборудуется устройством для измерения уровня

„„5U „„ 1802106 А1 (57) Использование: при сооружении и эксплуатации подземного резервуара, а также при добыче полезных ископаемых методом подземного растворения солей, Сущность изобретения: устройство содержит измерительную трубку, установленную внутри подвесной колонны подземного резервуара, Нижний конец трубки изогнут и снабжен роликом. Оппозитно нижнему концу трубки размещен направляющий элемент.. Верхний конец трубки подключен к насосу-нагнетателю. Перепад давлений фиксируется дифманометром, а количество перекачиваемого в резервуар продукта измеряется счетчиком-расходомерам. Работа приборов регламентируется программаторам. 2 ил, раздела двух жидкостей с различными плотностями, которое включает установленную внутри подвесной колонны 4 измерительную трубку 5 малого диаметра, имеющую изогнутый нижний конец, оппозитно кото- рому расположен направляющий элемент 6.

На нижнем конце измерительной трубки 5 установлен ролик 7. На поверхности измерительная трубка 5 подключена к насосу-нагнетателю 8, позволяющему нагнетать продукт 2 из межтрубья обсадной 9 и подвесной 4 колонн в измерительную трубку 5.

Возникающий при этом перепад давления фиксируется самопишущим дифманометром 10 с выравнивающим вентилем 11, Количество перекачанного при этом продукта измеряется счетчиком-расходомерам 12.

Работа этих приборов регламентируется

1802106 программатором 13 через привод 14 насоса-нагнетателя 8, Работа устройства в автоматическом режиме осуществляется следующим образом.

В исходный момент измерительного цикла (момент времени to на диаграмме регистрации перепада давлений фиг, 2) выравнивающий вентиль 11 при дифманометре 10 открыт. Под действием избыточного давления рассол 3 поступает в нижний конец измерительной трубки 5 и поднимается до уровня, соответствующего его уровню в резервуаре 1. Излишний продукт в измерительной трубке 5 под действием избыточного давления, созданного столбом рассола 3 в полости подвесной колонны 4, вытесняется через выравнивающий вентиль

11 в межтрубье между обсадной 9 и подвесной 4 колоннами. В этот период времени (to t1) (фиг, 2) дифманометр 10 регистрирует отсутствие перепада давления между межтрубьем и измерительной трубкой 5.

В момент времени t> программатор 13 закрывает выравнивающий вентиль 11, дает команду на привод 14 для спуска насоса 8 и производит сброс показаний счетчика-расходомера 12, Начинается нагнетание продукта в измерительную трубку 5 (период времени t1 — t2, фиг. 2). Нагнетание продукта в измерительную трубку 5 сопровождается понижением уровня границы "раздела продукт-рассол в этой трубке и, как следствие, возникновением и ростом перепада давления между межтрубьем и измерительной трубкой 5, что фиксируется дифманометром

10 (наклонный интервал на диаграмме в период времени t<-u), Как только вытеснение рассола 3 из измерительной трубки 5 завершится полностью (момент времени 1р,, фиг.

2), прирост перепада давления на диаграмме дифманометра 10 прекращается, а избыточное количество продукта 2 начинает барботировать через рассол 3. При этом капли продукта 2 (фиг, 1) начинают всплывать через слой рассола 3 к хранящемуся в подземном резервуаре 1 продукту 2. Такой ход всплывания продукта 2 обеспечивается наличием направляющего элемента 6, с помощью которого изогнутый конец измерительной трубки 5 отводится за пределы подвесной колонны 4.

В момент времени tz (прекращение роста перепада давления) со шкалы счетчикарасходомера 12 считывается объем U продукта 2, закачанного в интервал времени t1-t2, Так как сечение S измерительной трубки 5 известно и постоянно по всей ее длине, то можно вычислить

«U

h= —, S где h — высота границы раздела продуктрассол в подземном резервуаре относительно нижнего конца измерительной. трубки, т.е, уровень, Шкала расходомера градуируется в единицах высоты уровня, так как приведенную выше формулу можно записать в виде

h= — u, 1 где — - коэффициент или единица новой

S шкалы счетчика-расходомера 12.

15 В некоторый момент времени тз программатор 13 вновь открывает выравнивающий вентиль 11 и отключает насос-нагнетатель 8, При избыточном давлении столба рассола 3 из резервуара 1

20 через нижний конец измерительной трубки

5 в нее вновь начинает поступать рассол 3. вытесняя тем самым через выравнивающий вентиль 11 избыток продукта, Перепад давления, фиксируемый дифманометром 10, начинает уменьшаться (интервал времени

Q — t4). Наконец, в момент времени t4 уровень раздела продукт-рассол в измерительной трубке 5 устанавливается на той же высоте, что и в подземном резервуаре 1 — перепад

30 давлений на оголовке скважины, измеряемый дифманометром 10, становится равным

"0". Измерительный цикл завершен.

Работа устройства возможна также и в ручном режиме.

35 Использование устройства дает возможность исключить дорогостоящие геофи. зические измерения, связанные с частыми вызовами геофизического отряда для йроизводства работ по отбивке контакта рас40 сол-продукт при тарировочных и других работах в процессе закачки и откачки продукта.

Предлагаемое устройство может быть смонтировано на подземном резервуаре на

45 любой стадии его эксплуатации, так как спуск измерительной трубки осуществляется внутри подвесной колонны, заполненной

4 рассолом. Поэтому на оголовке подвесной колонны нет избыточного давления, что по50 зволяет беспрепятственно проводить операции по установке измерительной трубки и другой аппаратуры, не нарушая при этом режима хранения.

Увеличение точности измерения дости55 гается тем, что измерение уровня производится через объем закачанного в измерительную трубку продукта.

В устройстве-прототипе определение уровня производится по измерениям величин перепадов давления, которые зависят

1802106

Фиг. I от плотности закачиваемого в измерительную трубку продукта, Этот параметр может иметь некоторые различия по высоте подземного резервуара. что, несомненно, сказывается на точности определения уровня этим устройством.

В предлагаемом устройстве при определениях по объему это влияние устраняется, изменение объема из-за возможной разницы температур не успевает сказаться на результатах вследствие краткости цикла измерения.

Формула изобретения

Устройство для измерения уровня раздела двух жидкостей с различными плотностями в подземном резервуаре, включающее расположенными на поверхности нагнетающий насос с приводом, измеритель перепада давлений, соединенный с программатором, и опущенную в скважину одним концом ниже уровня раздела жидкостей измерительную трубку, о т л и ч а ю5 щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и эффективности в работе устройства, оно снабжено счетчиком-расходомером, направляющим элементом и роликом, измерительная трубка выполнена с посто10 янным диаметром по всей ее длине, а конец измерительной трубки, опущенный ниже уровня раздела жидкостей, изогнут и на нем расположен ролик. а направляющий элемент установлен на измерительной трубке

15 оппозитно изогнутому концу, при этом счетчик-расходомер расположен на поверхности и соединен с измерительной трубкой, нагнетающим насосом и программатором.

1802106 з ti

Фиг. 2

Составитель В.Вологин

Редактор З,Ходакова Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор Л.Ливринц

Заказ. 836 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101