Способ акустического определения изменения состояния потока текучей среды в трубопроводе (варианты) и система повышения точности расходомера посредством акустического определения изменения состояния потока

Авторы патента:


Способ акустического определения изменения состояния потока текучей среды в трубопроводе (варианты) и система повышения точности расходомера посредством акустического определения изменения состояния потока
Способ акустического определения изменения состояния потока текучей среды в трубопроводе (варианты) и система повышения точности расходомера посредством акустического определения изменения состояния потока
Способ акустического определения изменения состояния потока текучей среды в трубопроводе (варианты) и система повышения точности расходомера посредством акустического определения изменения состояния потока

 


Владельцы патента RU 2506583:

Дэниел Мэжэмэнт Энд Кэнтроул, Инк. (US)

Описан способ акустического определения изменения состояния потока текучей среды в трубопроводе, снабженном расходомером. Способ включает установку, по меньшей мере, одного акустического датчика в трубопроводе измерительной станции, запись базовой акустической конфигурации с акустического датчика посредством контролируемого пропускания текучей среды через измерительную станцию, при идеальных условиях. Способ также включает запись акустической конфигурации с акустического датчика в реальном времени посредством пропускания текучей среды через измерительную станцию, при нормальных условиях, сравнение базовой акустической конфигурации с акустической конфигурацией, полученной в реальном времени, определение разницы между базовой акустической конфигурацией и акустической конфигурацией, полученной в реальном времени, для определения изменения состояния потока и регистрацию изменения состояния потока. Система включает акустические датчики, установленные в трубопроводе, расходомер, компьютер для сбора акустической информации от акустических датчиков и сравнения акустической информации с базовыми значениями для определения отклонения от нормального состояния потока текучей среды. Технический результат - повышение точности и надежности измерительной станции и передачи продукта потребителю, а также выявление эксплуатационных проблем. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области расходомеров. Более конкретно, изобретение описывает способы акустического определения изменения состояния потока текучей среды в трубопроводе, снабженном расходомером, и систему повышения точности расходомера посредством акустического определения изменения состояния потока.

Уровень техники

После извлечения углеводородов из земли поток текучей среды (такой как сырая нефть или природный газ) транспортируется по трубопроводам из одного места в другое. Желательным является точное определение количества текучей среды, перемещаемой в потоке, причем особая точность требуется при передаче текучей среды другому владельцу или передаче потребителю. Передача потребителю может происходить на фискальной измерительной станции или раме, которая может включать основные элементы для передачи, такие как измерительное устройство или расходомер, проверочное устройство, соответствующие трубопроводы и клапаны, а также электрические элементы управления. Измерение потока текучей среды, проходящей через всю транспортную трубопроводную систему, начинается в расходомере, который может включать турбинный расходомер, объемный расходомер, ультразвуковой расходомер, расходомер Кориолиса или вихревой расходомер.

В потоке текучей среды обычно происходят изменения давления, температуры и расхода. Эти изменения отражаются в изменениях характеристик потока и влияют на точность измерения доставляемого продукта. Изменения характеристик потока текучей среды обычно контролируются оператором по воздействию данных изменений на измерительное устройство. Данный контроль осуществляется за счет снабжения расходомера поверочным устройством или прувером, в случае жидких углеводородов. Берутся образцы из калиброванного прувера, установленного в зоне измерительного устройства, на раме и гидравлически связанного с измерительным устройством, затем объемы взятых образцов сравниваются с объемным расходом через измерительное устройство. Если между сравниваемыми объемами имеются статистически значимые различия, объемный расход измерительного устройства корректируется для отражения реального объемного расхода, определенного прувером.

Однако, помимо только что описанных изменений, замеряемых приборами, изменения потока могут проявляться также и в других формах. Так, принципы настоящего изобретения направлены на устранение одного или большего числа ограничений существующих процессов для обеспечения точности и надежности измерительной станции и передачи продукта потребителю, а также выявления эксплуатационных проблем.

Изобретение раскрывает способ акустического определения изменения состояния потока текучей среды в трубопроводе расходомера, который может включать установку, по меньшей мере, одного акустического датчика в трубопроводе, связанном с расходомером, сбор акустических данных от проходящей в трубопроводе текучей среды посредством акустического датчика, определение изменения состояния потока текучей среды посредством акустических данных и регистрацию изменения состояния потока.

Способ дополнительно может включать определение изменения состояния потока как отклонение от нормального состояния потока текучей среды и предупреждение оператора о наличии отклонения.

Дополнительно способ может включать установление базовой акустической конфигурации посредством пропускания контролируемой текучей среды через расходомер, при идеальных условиях.

Также способ может включать создание акустической конфигурации посредством пропускания текучей среды через расходомер в реальном времени, при нормальных условиях, сравнение базовой акустической конфигурации с акустической конфигурацией, полученной в реальном времени, определение разницы между базовой акустической конфигурацией и акустической конфигурацией, полученной в реальном времени, для определения изменения состояния потока.

Способ дополнительно может включать внесение нормальных изменений состояния потока в базовую акустическую конфигурацию и определение зафиксированного изменения состояния потока как отклонения от нормального состояния потока, а также настройку, по меньшей мере, одного акустического датчика, акустических данных и изменения состояния потока, при замене проходящей текучей среды другой текучей средой.

Согласно способу он может дополнительно включать корректировку измерений расходомера на основании изменения состояния потока.

Способ дополнительно может включать определение участка изменения состояния потока, а также корректировку входящего в расходомер потока для устранения изменения состояния потока и дополнительно может включать регулировку клапана управления давлением для устранения изменения состояния потока.

Кроме того, способ дополнительно может включать использование группы акустических датчиков, установленных в группе участков трубопровода.

Способ дополнительно может включать определение ухудшения характеристик компонента, связанного с расходомером.

Также раскрывается способ акустического определения изменения состояния потока текучей среды в измерительной станции, содержащей расходомер, который может включать установку, по меньшей мере, одного акустического датчика в трубопроводе измерительной станции, запись базовой акустической конфигурации с акустического датчика посредством контролируемого пропускания текучей среды через измерительную станцию, при идеальных условиях, запись акустической конфигурации с акустического датчика в реальном времени посредством пропускания текучей среды через измерительную станцию, при нормальных условиях, сравнение базовой акустической конфигурации с акустической конфигурацией, полученной в реальном времени, определение разницы между базовой акустической конфигурацией и акустической конфигурацией, полученной в реальном времени, для определения изменения состояния потока и регистрацию изменения состояния потока.

Дополнительно способ может включать корректировку показаний расходомера на основании изменений состояния потока для повышения точности расходомера.

Также способ может дополнительно включать изменение конфигурации измерительной станции для согласования изменений состояния потока.

Согласно варианту осуществления изобретения способ дополнительно может включать объединение изменений потока с обновленной базовой акустической конфигурацией, определение разницы между обновленной акустической конфигурацией и акустической конфигурацией, полученной в реальном времени, для определения отклонений в состоянии потока текучей среды.

Изобретение также раскрывает систему повышения точности расходомера посредством акустического определения изменения состояния потока, которая может включать раму измерения расхода, по меньшей мере, один акустический датчик, установленный на указанной раме, микрофон, компьютер, связанный с микрофоном и выполненный с возможностью получения акустической информации о потоке текучей среды от акустического датчика и ее сравнения с предварительно определенными базовыми значениями для определения изменения состояния потока.

Базовые значения системы могут определяться при вводе рамы в эксплуатацию, при идеальных условиях.

Компьютер может быть выполнен с возможностью предупреждения оператора о наличии отклонений в состоянии потока текучей среды на основании изменений состояния потока.

Также компьютер может быть выполнен с возможностью корректировки показаний расходомера на основании изменений состояния потока.

Краткое описание чертежей

Для подробного описания примеров вариантов осуществления изобретения приводятся ссылки на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг.1 - система, снабженная измерительной станцией, содержащей расходомер, согласно изложенным в данном документе принципам;

Фиг.2 - схема системы, являющейся альтернативой системы, показанной на Фиг.1;

Фиг.3 - блок-схема способа, соответствующего приведенным в данном документе принципам.

Осуществление изобретения

На нижеприведенных чертежах и в описании подобные детали, как правило, имеют одинаковые обозначения. Фигуры чертежей не обязательно выполнены в масштабе. Некоторые признаки изобретения могут быть показаны в увеличенном масштабе или в несколько схематизированной форме, а некоторые детали стандартных элементов могут быть условно не показаны для упрощения восприятия. Настоящее описание может применяться для разных форм вариантов осуществления изобретения. Описание и чертежи конкретных вариантов осуществления изобретения приводятся с учетом того, что настоящее описание рассматривается в качестве примера реализации принципов изобретения и не ставит своей целью ограничение изобретения вариантами, приведенными на иллюстрациях и в описании. Следует понимать, что различные положения вариантов осуществления изобретения, описанные ниже, могут применяться отдельно или в любом подходящем сочетании для достижения требуемого эффекта.

В нижеследующем описании и в пунктах формулы изобретения термины "включающий" и "содержащий" используются в расширительном смысле и, таким образом, должны интерпретироваться как "включающий, но не ограничивающийся". За исключением особо оговоренных случаев любое использование любой формы терминов "соединять", "входить в контакт", "связывать", "прикреплять" или любого другого термина, описывающего взаимодействие элементов, не имеет целью ограничивать взаимодействие непосредственным взаимодействием элементов и может также включать косвенное взаимодействие между описываемыми элементами. Термин "текучая среда" может относиться к жидкости или к газу и не связан с каким-либо конкретным типом текучей среды, таким как углеводороды. Различные характеристики, упомянутые выше, а также прочие признаки и характеристики, более подробно описанные ниже, станут понятны специалистам в данной области техники из нижеследующего подробного описания вариантов осуществления изобретения и прилагаемых чертежей.

Изменения потока в трубопроводе и измерительной станции могут выражаться в виде акустических явлений, ощутимых в трубопроводе. Например, изменения потока могут быть вызваны колебаниями насоса и связанными с ними гармониками, возвратным давлением выше по потоку, а также газификацией протекающего продукта. Другие явления, которые могут вызвать изменения акустических свойств потока, включают изменения скорости текучей среды, изменения плотности текучей среды, изменения вязкости текучей среды, изменения температуры, изменения давления, изменения содержания в трубопроводе твердых частиц или загрязнений, а также изменения содержания воды. Акустические изменения в трубопроводе могут использоваться для сигнализации оператору о необходимости принятия мер для возвращения измерительной станции в состояние нормального потока. В связи с этим определение акустических, звуковых или различимых в звуковом спектре сигналов в трубопроводах измерительной станции и связанные с этим устройство и способы, представленные в данном документе, могут использоваться в качестве еще одного средства повышения точности и надежности измерительной станции и передачи продукта потребителю.

Настоящий документ описывает сбор акустических или другим образом регистрируемых звуковых сигналов от подающего трубопровода, такого как трубопровод измерительной станции, при помощи акустических датчиков для определения изменения состояния потока текучей среды. Определяемые изменения состояния потока могут сравниваться с заранее установленным базовым нормальным состоянием потока. В некоторых вариантах осуществления изобретения процесс включает определение характеристик потока в нормальном состоянии, а также изменения в возмущенном состоянии при нормальном процессе передачи продукта потребителю на измерительных рамах. В ряде вариантов осуществления изобретения на измерительных рамах используется покупное программное обеспечение для акустического анализа и соответствующее приборное обеспечение для высокоточного сбора данных. В других вариантах осуществления изобретения после завершения анализа нормального состояния потока и неустановившегося состояния потока интерфейс "человек-машина" (HMI) определяет и выдает рекомендации оператору, какие изменения необходимо внести в эксплуатационные параметры рабочего измерительного узла или рабочих измерительных элементов для того, чтобы вернуть поток текучей среды в установившийся режим. В некоторых вариантах осуществления изобретения интерфейс "человек-машина" (HMI) по команде может автоматически настраивать измерительный узел для возврата рамы в нормальное состояние потока.

На Фиг.1 показана измерительная система 100. Измерительная система 100 включает измерительную станцию или раму 102, которая содержит измерительное устройство или расходомер 104 и прувер 106. Расходомер 104 может являться частью большого измерительного узла, кроме него имеющего оборудование и элементы, такие как измерительный узел 114. Первый трубопровод 108 содержит первый поток 116 текучей среды, в котором текучая среда движется в сторону первого контейнера или источника 112 или в противоположном направлении. Трубопровод 108 соединяется с расходомером 104. Второй трубопровод 110 содержит второй поток 118 текучей среды, в котором текучая среда движется в сторону второго контейнера или источника, удаленного от рамы 102, или в обратном направлении. Посредством рамы 102 осуществляют измерения при передаче продукта потребителю. Как описано выше, характеристики любого из потоков текучей среды могут изменяться в процессе поставки продукта и работы измерительной станции 102, что оказывает отрицательное воздействие на точность измерений объема доставляемого продукта.

В одном варианте осуществления изобретения сначала производится установка и запись нормальных характеристик потока. Это выполняется при сдаче в эксплуатацию измерительной станции или рамы, когда условия являются идеальными и контролируемыми. Определяются зоны возмущения потока при нормальной эксплуатации, замеряются соответствующие звуковые частотные характеристики, и эти частоты определяются в качестве базовых значений. Данные зоны возмущения потока при нормальных условиях эксплуатации определяются с использованием известной характеристики потерь давления в устройстве или трубопроводной системе по траектории движения потока. При конфигурировании измерительной станции уделяется внимание потенциальным изменениям при всем процессе протекания потока, как выше по потоку, так и ниже по потоку от измерительной станции. Кроме того, производится анализ насоса, бака и установленных выше по потоку подающих трубопроводов для определения вероятности влияния на них изменений потока. Данный анализ позволяет определить места установки акустических измерительных устройств в подающей линии. Акустическое измерительное устройство устанавливается на входе в измерительный узел, после чего определяется нормальное состояние потока, которое фиксируется в качестве базового.

В некоторых вариантах осуществления изобретения, как показано на Фиг.1, акустический датчик может устанавливаться у входного отверстия 120 расходомера 104, около прувера 106 и у заднего торца измерительного узла 114. Настоящее изобретение предполагает также использование других комбинаций и другого количества датчиков. Например, как показано на Фиг.2, схематическое изображение измерительной станции 10, которая представляет собой систему, включает трубопровод 15, в который поступает поток 11 текучей среды из контейнера 112. Текучая среда может проходить через прувер 20, имеющий датчики 16, 18, затем через расходомер 12 и, наконец, поступать через распределительные клапаны 30, 32, например, на нефтеперерабатывающий завод. Расходомер 12 связан с компьютером 26 посредством трубопровода 14. Акустические устройства могут устанавливаться в системе 10 в различных местах в соответствии с описанными в данном документе принципами. Например, микрофон 36 устанавливается в зоне распределительных клапанов 30, 32 и соединяется с компьютером 26 посредством трубопровода 34. Другие микрофоны 38, 40 установлены на других участках системы 10, на которых, как определено, могут происходить нарушения, потери давления и изменения состояния потока, причем каждый микрофон связан с компьютером 26 посредством соответствующих трубопроводов 42, 44.

Зафиксированная базовая характеристика, как описано выше, обеспечивает идентификацию любых изменений в акустическом диапазоне как нормальных или выходящих за рамки нормы, и оператор может принимать решения на основании рекомендаций интерфейса "человек-машина" (HMI) измерительной системы. В некоторых вариантах осуществления изобретения решением оператора, основанным на выявлении отклонений от нормы, является внесение изменений в поток, поступающий к измерительной станции, или изменение конфигурации измерительной станции в соответствии с изменением состояния потока. В других вариантах осуществления изобретения изменения потока выявляются в пределах измерительной станции или ниже по потоку от измерительной станции, что может повлиять на общую точность измерений расходомера и, в свою очередь, на точность измерений объема поступающего продукта. Измерительная станция также предварительно исследуется с целью выявления участков, на которых возможно падение давления в оборудовании и в элементах трубопровода. Участки, на которых возможны изменения состояния потока, оборудуются акустическими датчиками и для них определяются базовые частоты. Таким образом, формируется базовая акустическая конфигурация потока, включающая информацию с участков выше по потоку, ниже по потоку от измерительной станции и непосредственно на самой измерительной станции. Базовая конфигурация потока используется для установления оптимизированного акустического состояния потока, при котором возможно осуществление точного измерения объема продукта.

Общая нормальная эксплуатация трубопровода и системы измерительной станции может вызывать изменения начальной акустической конфигурации потока во времени, приводя к отклонению от начальной базовой конфигурации и изменяя оптимизированное акустическое состояние потока. Подобные изменения при нормальной эксплуатации считаются нормальными и добавляются к набору частот, соответствующих нормальному состоянию. Подобные изменения обычно связаны с калибровкой расходомера при помощи прувера или с изменением общего расхода продукта через расходомер за счет включений расходомера дистанционно или вручную. Некоторые из этих мероприятий проводятся в определенное время, за счет чего неустановившийся режим потока может допускаться в течение заданного временного периода, превышение которого может быть определено.

После определения нормального акустического состояния потока для всей измерительной станции, в том числе и при типовых мероприятиях, которые изменяют акустические характеристики, но распознаются как оптимальные для точных измерений на станции, может производиться регистрация неоптимального состояния потока, могут выдаваться предупреждающие сигналы и рекомендации для оператора, с указаниями, как привести состояние потока к оптимальному и, следовательно, обеспечить общую точность измерений на станции. Выявление участка акустических изменений при помощи установки датчика определяет необходимые действия, в зависимости от того находится он выше по потоку, на измерительной станции или ниже по потоку от измерительной станции.

Варианты осуществления изобретения, приведенные в данном документе, обеспечивают акустическое определение изменений состояния потока на измерительных станциях. Акустический профиль измерительной станции определяется за счет заранее продуманной установки регистрирующих звук устройств и применения данных устройств с целью определения акустических конфигураций нормального потока, при которых обеспечивается оптимальное измерение. Изменения акустических конфигураций могут использоваться для определения конфигураций потока, при которых снижается точность измерительного узла. Определение участка, на котором происходит искажение и принятие решений и мер для возврата измерительной станции в оптимальное состояние потока, гарантирует выполнение измерительной станцией предсказуемых и точных измерений.

Акустические и звуковые данные, собранные внутри и вокруг замеряющей расход потока станции, используются для корректировки измерений расхода потока в режиме реального времени. Хотя нормальное функционирование станции создает шум, связанный с изменениями состояния потока и потерями давления, варианты осуществления изобретения, описываемые в данном документе, изначально приспособлены к определению отклонений от идеального или базового диапазона шумов станции и их корректировке. Так, в некоторых вариантах осуществления изобретения конкретные шумовые характеристики станции не столь важны, как отклонения от идеального или базового потока и расположения этих отклонений. В дополнение к вышеизложенному потери давления и отклонения, которые происходят вне идеальных или базовых условий, могут включать связанные с отключением бака или с заменой одного продукта на другой, например керосина на бензин. Кроме того, отклонения состояния потока могут указывать на ухудшение характеристик элемента, связанного с расходомером.

В ряде вариантов осуществления изобретения измерительная станция приспособлена к определению различных текучих сред, протекающих через трубопроводы. Регистрирующие звуковые сигналы устройства настраиваются на основании типа перемещаемого продукта, для которого проводятся измерения. Например, геометрия потока может отличаться для каждой станции и окружающего ее оборудования, и продукты в трубопроводах могут иметь высокое или низкое давление паров, что влияет на фиксируемые отклонения. В некоторых вариантах осуществления изобретения, например, когда через станцию и расходомер проходит продукт с высоким (например, 400 фунтов на квадратный дюйм - 2758 кПа) давлением паров (например, жидкий пропан, бутан, бензин, бензол), внутри и вокруг станции устанавливают большее число микрофонов. Это вызвано тем, что данные продукты являются более летучими и в них будет возникать большее число отклонений на большем числе участков от их базовых условий течения. Продукты с более низким давлением паров (например, 10 фунтов на квадратный дюйм - 68,95 кПа) являются более стабильными, и обычно для них требуется меньшее число микрофонов.

В некоторых вариантах осуществления изобретения проводятся вычисления для определения участков вероятного падения давления. На вычисления оказывает влияние геометрия трубопроводов и клапанов. Кроме того, на вычисления влияет тип продукта. Например, если через трубопровод протекает сырая нефть, то известно, что обычно кавитации возникают только ниже по потоку от распределяющих поток клапанов. Если в трубах течет бензин, то будут возникать дополнительные явления, связанные с давлением паров, вызывающие возмущения на участках помимо участков установки распределительных клапанов. Установка микрофонов производится соответствующим образом.

При обнаружении отклонения компьютер, процессор или интерфейс "человек-машина" (HMI) выдаст оператору сигнал о наличии отклонения о местоположении его возникновения. В некоторых вариантах осуществления изобретения после этого создается управляющее воздействие на измерительную станцию или прочие элементы подающей системы для корректировки отклонения. Например, производится регулировка клапанов управления обратным давлением, таких как клапаны расходомера или прувера, что обеспечивает дополнительное обратное давление для стабилизации потерь давления, связанных с отклонением. В некоторых вариантах осуществления изобретения с одной стороны измерительной станции находится резервуар-хранилище, а с другой стороны установлена нефтеперегонная установка, и возможна регулировка устройств, связанных с этими элементами, для корректировки отклонений.

На Фиг.3 на блок-схеме 200 показаны несколько вариантов осуществления процесса согласно принципам, изложенным в данном документе. На этапе 202 один или большее число датчиков подключаются к измерительной станции или установленным вокруг нее трубопроводам. На этапе 204 измерительная станция функционирует в управляемых идеальных условиях, например, при условиях ввода станции в эксплуатацию, для установки и записи базовой акустической конфигурации потока. Как описано выше, базовая конфигурация может включать потери давления и изменения состояния потока, которые являются нормальными и могут быть учтены. На этапе 206 измерительная станция функционирует в обычном режиме и производит измерения расхода продукта при передаче потребителю, производится сбор акустических данных от датчика или датчиков и их запись для установления акустической конфигурации в режиме реального времени. На этапе 208 действительная акустическая конфигурация потока сравнивается с базовой, и любые отличия идентифицируются как искажения состояния потока на этапе 210. На этапе 212 измерения расходомера корректируются на основании определенного искажения состояния потока. Хотя прямоугольник 212 блок-схемы охватывает многие корректирующие воздействия, варианты осуществления могут включать: определение участка изменения состояния потока на этапе 214, изменение поступающего к измерительной станции потока на этапе 216 (или в альтернативном варианте выходящего к резервуару-хранилищу потока), изменение конфигурации измерительной станции для компенсации изменений состояния потока на этапе 218, регулировку управляющего клапана на этапе 220 и проведение обслуживания для устранения повреждений элемента на этапе 228.

Также на Фиг.3 другие варианты осуществления изобретения включают настройку измерительной станции на другую текучую среду на этапе 222, например, за счет настройки акустических датчиков в соответствии с изменением типа текучей среды. В некоторых вариантах осуществления изобретения способ включает определение нормальных изменений акустических данных на этапе 224 и обновление или корректировку базового значения для включения или отражения нормальных изменений на этапе 226.

Хотя изобретение может подвергаться различным модификациям и выполняться в альтернативных формах, в качестве примера приведены описания и чертежи для конкретных вариантов осуществления изобретения. Следует понимать, что чертежи и подробное описание не ограничивают изобретение конкретной описанной формой, но напротив, охватывают все модификации, эквиваленты и альтернативы, находящиеся в рамках сути и объема настоящего изобретения.

1. Способ акустического определения изменения состояния потока текучей среды в трубопроводе, снабженном расходомером, включающий установку, по меньшей мере, одного акустического датчика в трубопроводе измерительной станции, запись базовой акустической конфигурации с акустического датчика посредством контролируемого пропускания текучей среды через измерительную станцию, при идеальных условиях, запись акустической конфигурации с акустического датчика в реальном времени посредством пропускания текучей среды через измерительную станцию, при нормальных условиях, сравнение базовой акустической конфигурации с акустической конфигурацией, полученной в реальном времени, определение разницы между базовой акустической конфигурацией и акустической конфигурацией, полученной в реальном времени, для определения изменения состояния потока и регистрацию изменения состояния потока.

2. Способ по п.1, который дополнительно включает корректировку показаний расходомера на основании изменений состояния потока для повышения точности расходомера.

3. Способ по п.1, который дополнительно включает изменение конфигурации измерительной станции для согласования изменений состояния потока.

4. Способ по п.1, который дополнительно включает объединение изменений потока с обновленной базовой акустической конфигурацией, определение разницы между обновленной акустической конфигурацией и акустической конфигурацией, полученной в реальном времени, для определения отклонений в состоянии потока текучей среды.

5. Система повышения точности расходомера посредством акустического определения изменения состояния потока, включающая расходомер трубопровода измерительной станции, по меньшей мере, один акустический датчик, установленный на указанном расходомере, и компьютер с процессором, содержащий предварительно определенные базовые значения информации о потоке и связанный с акустическим датчиком для получения акустической информации о потоке текучей среды от трубопровода, при этом процессор выполнен с возможностью сравнения акустической информации о потоке текучей среды с предварительно определенными базовыми значениями для определения изменения состояния потока.

6. Система по п.5, в которой базовые значения определяются при вводе расходомера измерительной станции в эксплуатацию, при идеальных условиях.

7. Система по п.5, в которой компьютер выполнен с возможностью предупреждения оператора о наличии отклонений в состоянии потока текучей среды на основании изменений состояния потока.

8. Система по п.5, в которой компьютер выполнен с возможностью корректировки показаний расходомера на основании изменений состояния потока.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике измерения качественных параметров воздушных и жидких сред и может быть использовано для измерения содержания механических примесей как в жидких, так и в газообразных средах.

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано при проведении физического моделирования процессов газификации остатков жидкого топлива в баках отделяющихся частей (ОЧ) ступеней ракет-носителей (РН) в условиях малой гравитации с использованием экспериментальных модельных установок в земных условиях, а также и при натурных пусках РН с системами газификации.

Изобретение относится к ультразвуковой технике, а именно к способам контроля свойств жидких сред, подвергаемых воздействию ультразвуковых колебаний высокой интенсивности, и предназначено для повышения эффективности технологических процессов, реализуемых в жидких и жидкодисперсных средах в докавитационном и кавитационном режимах.

Изобретение относится к исследованиям дизельных топлив с помощью электрических средств и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности, при хранении и реализации топлив в различных областях, где необходим оперативный контроль его качества.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах нефтеперерабатывающей, нефтедобывающей, химической, пищевой и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к области медицины, в частности к способам исследования или анализа материалов с использованием акустической эмиссии. .

Изобретение относится к области исследования состава жидкостей и материалов с содержанием не менее двух компонентов, в частности к способам определения количественного состава многокомпонентных сред. В соответствии со способом определения количественного состава многокомпонентной среды, состоящей из по меньшей мере двух известных несмешивающихся компонентов, предварительно определяют температурные зависимости удельной теплоемкости каждого из компонентов и взвешивают образец многокомпонентной среды. Определяют удельную теплоемкость образца при по меньшей мере i-1 уровнях температур, где i - количество компонентов многокомпонентной среды. На основе результатов определения удельной теплоемкости при различных температурах и температурных зависимостей удельной теплоемкости компонентов рассчитывают весовые коэффициенты для каждого компонента среды. Количественное содержание каждого из компонентов многокомпонентной среды определяют на основе полученных значений весовых коэффициентов компонентов. Техническим результатом является обеспечение возможности определения количественного состава многокомпонентной среды с высокой точностью и без разрушения образца, а также при известной пористости предлагаемый способ позволяет определить насыщенность материала различными флюидами. 13 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Использование: для обнаружения газовых пустот в жидкости, протекающей по трубе. Сущность изобретения заключается в том, что размещают первый преобразователь с внешней стороны на верхней части трубы и второй преобразователь с внешней стороны на нижней части трубы по существу под первым преобразователем, причем ультразвуковая энергия проходит по поперечной траектории между первым и вторым преобразователями, при этом обеспечивают посредством мультиплексора и контроллера генерирование передач ультразвуковых сигналов первым ультразвуковым преобразователем, размещенным на верхней части трубы с внешней стороны, и вторым ультразвуковым преобразователем, размещенным на нижней части трубы с внешней стороны по существу под первым преобразователем, причем эти передачи происходят последовательно следующим образом: передача от первого преобразователя второму преобразователю, причем если передача принята вторым преобразователем, что определено посредством приемника и контроллера, то пустоты нет, а если передача от первого преобразователя не принята вторым преобразователем, то пустота имеется; и передача от второго преобразователя, которая отражена или от верхней стенки трубы, если пустоты нет, или от поверхности жидкости, если пустота имеется, с возвращением к второму преобразователю. Технический результат: обеспечение возможности непрерывного обнаружения газовых пустот в текучей среде, а также определение их количества. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 7 ил., 2 табл.

Использование: для одновременного определения обводненности и газосодержания в нефте-водогазовой смеси. Сущность изобретения заключается в том, что определяют скорость звука в среде, причем при определении скорости звука раздельно определяют групповую и фазовую скорости, по групповой и/или фазовой скорости определяют обводненность, а по разности групповой и фазовой скорости определяют газосодержание. Технический результат: обеспечение возможности одновременного определения обводненности и газосодержания эмульсии при одновременном улучшении точности определения обводненности. 2 н.п. ф-лы.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к способам измерения влажности нефти без предварительной сепарации газа из продукции скважины. В процессе проведения экспериментальных работ находится зависимость средней абсолютной погрешности проверочных точек от средней абсолютной погрешности экспериментальных точек обучающей выборки. Находится интервал средней абсолютной погрешности обучающих точек, при котором имеют место сравнительно низкие значения средней абсолютной погрешности проверочных точек. В процессе эксплуатации нефтяной скважины фиксируются показания датчиков многофазного расходомера, и расчет влажности нефти проводится в интервале средней абсолютной погрешности обучающих точек, при котором наблюдаются сравнительно низкие значения средней абсолютной погрешности проверочных точек. Техническим результатом является повышение точности измерения влажности нефти, а также снижение погрешности определения влажности нефти при использовании многофазного расходомера. 1 ил.

Использование: для измерения продольного и сдвигового импендансов жидкостей. Сущность изобретения заключается в том, что с помощью ультразвукового преобразователя возбуждают в двух тонких волноводах различные нулевые моды нормальных волн, измеряют коэффициенты затухания каждого типа волны в волноводах и рассчитывают продольный и сдвиговый импедансы исследуемой жидкости, при этом волноводы акустического блока изготавливают в виде тонких полос различной толщины, возбуждают в них нулевую моду волны Лэмба, калибруют акустический блок путем последовательного измерения в обоих волноводах коэффициентов затухания нулевой моды волны Лэмба при их последовательном погружении в две жидкости с известными продольным и сдвиговым импедансами, из полученных уравнений рассчитывают коэффициенты, связывающие импедансы жидкости с коэффициентом поглощения волны Лэмба в волноводах, затем погружают волноводы в исследуемую жидкость, измеряют коэффициенты затухания нулевой моды волны Лэмба в обоих волноводах и с помощью найденных численных значений коэффициентов по известным соотношениям рассчитывают продольный и сдвиговый импедансы исследуемой жидкости. Технический результат: обеспечение возможности автоматического контроля состояния жидкостей в условиях их эксплуатации без измерения нулевой моды горизонтально поляризованной нормальной волны. 2 ил.

Изобретение относится к области физической акустики и предназначено для изучения акустических свойств жидкостей, таких как морская вода и различные технические жидкости. Метод включает излучение и прием сигналов как минимум двух разных частот, прошедших через измерительный участок, одним излучателем, работающим в режиме излучение-прием. Интервал времени между импульсами выбирают таким, чтобы затух предыдущий импульс. Измерительный участок представляет собой расстояние между поверхностью излучателя и расположенной соосно с ним в параллельной плоскости отражающей поверхностью. Осуществляют фильтрацию сигналов на разностной частоте, измеряют амплитуды давления волн разностной частоты и затем определяют параметр нелинейности по величине нелинейного акустического параметра (ε) согласно формуле ε=ε0[PΩ(r)/PΩ0(r)], где ε - значение нелинейного акустического параметра в исследуемой среде, PΩ(r) - амплитуды давления волны разностной частоты на расстоянии r в исследуемой среде, а ε0 и PΩ0(r) - значения нелинейного акустического параметра и амплитуды давления волны разностной частоты на расстоянии (r) в известной среде, соответственно, определенные предварительно калибровкой. Технический результат - повышение разрешающей способности по пространству, чувствительности к проявлению слабых нелинейных эффектов, а также увеличение достоверности измерений на малой измерительной базе благодаря возможности накапливать нелинейные эффекты на большом расстоянии пробега волн накачки, которое ограничено только длиной затухания звукового импульса. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано для физико-химического анализа жидких и газообразных сред. Достигаемый технический результат - повышение избирательности мод колебаний при увеличении числа датчиков возбуждаемых мод. Мультиплексорная акустическая решетка содержит плоскопараллельную пластину из пьезоэлектрического кристалла, имеющую кристаллографическую ось, лежащую в плоскости пластины и проходящую через условный центр пластины, встречно-штыревые преобразователи (ВШП), которые размещены симметрично парами на рабочей стороне пластины с образованием совокупности акустических каналов, направления распространения акустических волн в которых пересекаются в условном центре пластины, где имеется зона вокруг условного центра в форме круга для пробы, акустические каналы выполнены с возможностью возбуждения в пластине семейства пластинчатых мод колебаний с длиной волны, меньшей или равной толщине пластины. 7 з.п. ф-лы, 12 ил.

Использование: для контроля и измерения уровня загрязнения воды. Сущность изобретения заключается в том, что ультразвуковой датчик грязи (УДГ) содержит металлический нержавеющий фланец с отверстиями и приспособлениями для герметичного крепления к стенке резервуара, на фланце закреплен водонепроницаемый электронный блок с ультразвуковыми приемниками и ультразвуковыми излучателями, соединенными герметично проложенными проводниками внутри направляющих измерительного и опорного каналов, и сосуд (стакан) опорного канала, выполненный из тонкого нержавеющего металла, при этом сосуд (стакан) опорного канала заполняется чистой дистиллированной водой только один раз на предприятии-изготовителе и герметично запаивается. Технический результат: упрощение в обслуживании, повышение надежности, безопасности работы датчика, повышение точности измерений загрязнения воды и расширение области применения. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к акустическим измерениям и может быть использовано для измерения скорости звука в естественных водоемах. Предложен способ акустического мониторинга изменчивости параметров морских акваторий, заключающийся в формировании в морской среде акустической трассы распространения звука и обработке принятого приемным элементом трассы акустического сигнала, которой включает измерение скорости распространения звука, температуры и давления в образцовой зоне водоема на фиксированных горизонтах, свободной от загрязнений техногенного характера, при этом полученные значения измеренной скорости распространения звука являются эталонными значениями для данного водоема и заносятся в память вычислительного устройства средства акустического мониторинга, при формировании в морской среде акустической трассы распространения звука и обработке принятого приемным элементом трассы акустического сигнала, измерения скорости распространения звука выполняют при температуре и давлении, соответствующих температуре и давлению полученных эталонных значений скорости распространения звука на фиксированных горизонтах акватории исследуемого водоема. Технический результат заключается в повышении достоверности способа акустического мониторинга изменчивости параметров морских акваторий, а также расширении функциональных возможностей. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для тестирования жидкости, используемой как восстановитель, в связи с очисткой выхлопных газов из двигателя внутреннего сгорания. Устройство содержит датчик (6) температуры и модуль (8) измерения скорости звука. Датчик температуры выполнен с возможностью определения первой температуры T1 для жидкости и подачи на ее основе сигнала (12) температуры в вычислительный модуль (10). Модуль (8) измерения скорости звука выполнен с возможностью определения первой скорости v1 звука для жидкости при температуре T1 и подачи на ее основе сигнала (14) скорости звука в вычислительный модуль (10). Датчик (6) температуры дополнительно выполнен с возможностью определения второй температуры T2 для жидкости. Вычислительный модуль (10) выполнен с возможностью вычисления абсолютного значения разности ΔT температур между T1 и T2 и сравнения ΔT с заданным пороговым значением TTH. Если ΔT превышает TTH , то определяют вторую скорость звука v2 для жидкости при температуре T2. Вычислительный модуль (10) выполнен с возможностью сравнения v1 и v2 с соответствующими первым и вторым эталонными значениями vrefl и vref2 скорости для эталонной жидкости при соответствующих температурах T1 и T2. На основе результата сравнения генерируют индикаторный сигнал. Технический результат - повышение точности и достоверности получаемых данных. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх