Способ калибровки многофазного расходомера



 


Владельцы патента RU 2515422:

Открытое акционерное общество "Арзамасский приборостроительный завод имени П.И. Пландина"-ОАО "АПЗ" (RU)

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для калибровки расходомеров многофазного потока без предварительной сепарации, например при измерении дебита нефтяных скважин. Способ калибровки многофазного расходомера, заключающийся в том, что один многофазный расходомер калибруют в большом количестве точек. При этом каждый из серийно выпускаемых многофазных расходомеров калибруют в небольшом количестве точек, определяют различие между показаниями датчиков в данных точках и показаниями того многофазного расходомера, который калибровали в большом количестве точек при тех же комбинациях расходов. Затем интерполируют различия и формируют калибровочные характеристики для конкретного многофазного расходомера в большом количестве точек используя калибровочную характеристику многофазного расходомера, который калибровали в большом количестве точек, и интерполированные значения различия. Во втором варианте тщательно изучают несколько многофазных расходомеров и показания датчиков усредняют. Технический результат - повышение точности калибровки. 2 н. и 1 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для калибровки расходомеров многофазного потока без предварительной сепарации, например, при измерении дебита нефтяных скважин.

Известен способ калибровки многофазного расходомера, описанный в: Дробков В.П. Разработка и исследование ультразвуковых методов и информационно-измерительной системы измерения расхода нефтеводогазового потока. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. -М., подписано в печать 20.04.2007 г.

На проливочном стенде получают экспериментальные данные в виде характерных функций изменения газосодержания и доплеровской частоты от расхода газа при постоянных расходах жидкости. Семейство аналогичных экспериментальных данных получено при других значениях температуры среды и обводненности. Промежуточные значения искомых величин определяются интерполяцией.

Недостатком данного способа является необходимость поддерживать постоянный расход жидкости во время калибровки и высокая трудоемкость.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ, описанный в: RU, патент №2386930, G01F 1/74, 24.12.2007 г. Во время калибровки производят запись показаний датчиков при различных комбинациях расходов жидкости и газа и осуществляют последовательную интерполяцию.

Главным недостатком данного способа является его высокая трудоемкость. Вторым недостатком является то, что если с целью снижения трудоемкости уменьшить количество калибровочных точек, то появится дополнительная погрешность, связанная с сложной зависимостью показаний датчиков от различных параметров потока и их комбинации. При интерполяции этой зависимости поведение интерполяционной функции недостаточно точно отражает поведение реальной зависимости, что приведет к дополнительной погрешности.

Задачей изобретения является уменьшение трудоемкости калибровки многофазного расходомера, связанной с уменьшением количества калибровочных точек, без ухудшения точности.

Это достигается тем, что в предлагаемом способе калибровки многофазного расходомера, заключающемся в том, что один многофазный расходомер калибруют в большом количестве точек, каждый из серийно выпускаемых многофазных расходомеров калибруют в небольшом количестве точек, определяют различие между показаниями датчиков в данных точках и показаниями того многофазного расходомера, который калибровали в большом количестве точек при тех же комбинациях расходов, интерполируют различия и формируют калибровочные характеристики для конкретного многофазного расходомера в большом количестве точек используя калибровочную характеристику многофазного расходомера, который калибровали в большом количестве точек, и интерполированы значения различия.

Другой способ калибровки многофазного расходомера, заключающийся в том, что небольшое количество многофазных расходомеров калибруют в большом количестве точек, получают усредненную калибровочную характеристику многофазного расходомера путем усреднения показаний датчиков небольшого количества многофазных расходомеров, которые калибровали в большом количестве точек, каждый из серийно выпускаемых многофазных расходомеров калибруют в небольшом количестве точек, определяют различие между показаниями датчиков в данных точках и усредненными калибровочными характеристиками при тех же комбинациях расходов, интерполируют различие и формируют калибровочные характеристики для конкретного многофазного расходомера в большом количестве точек, используя усредненную калибровочную характеристику и интерполированные значения различия.

Кроме того, можно при получении усредненной калибровочной характеристики исключать показания датчиков, которые сильно отличаются от средних.

Способ осуществляют следующим образом.

Показания датчиков многофазного расходомера имеют сложную зависимость от расходов каждой из фаз, например, расходов жидкости и газа или в более сложном случае от обводненности нефти. Для учета всех этих особенностей необходимо калибровать систему в большом количестве точек или сочетаниях расходов каждых из измеряемых фаз.

С другой стороны, при серийном изготовлении многофазных расходомеров различия между каждым образцом будут небольшими. Данные различия отражают индивидуальные особенности каждого из датчиков, входящих в состав многофазного расходомера. Зависимость различий от расходов каждой из фаз много меньше, чем аналогичные зависимость показаний датчиков. Данная особенность позволяет калибровать и аппроксимировать различия при меньшем количестве комбинаций расходов, чем то количество, при котором калибровали систему в большом количестве точек.

Различие между показаниями можно выразить с помощью некоторых математических операций. В одних случаях это можно выразить как разность между показаниями датчиков калибруемой и эталонной системы.

Для других датчиков, таких как датчики скорости, различие можно выразить как отношение показаний или результат деления.

В некоторых случаях для таких датчиков, как датчики газосодержания, показания всегда лежат в ограниченном диапазоне, например между нулем и единицей. Здесь ни разность, ни отношение не могут адекватно отражать различие между образцами. Предлагается использовать функцию, которая отображает отрезок от нуля до единицы на интервал от нуля до бесконечности и в качестве различия использовать отношение этих функций.

Другим вариантом является использование функции, которая отображает отрезок в диапазоне от минус бесконечности до плюс бесконечность, а в качестве различия можно использовать разность этих функций.

Примерами таких функций являются:

- тангенс y = 1 π t g ( π ( x 1 / 2 ) ) и обратная ей x=artg(π·y)/π+1/2 или

- гиперболический арктангенс y = 1 2 a r t h ( 2 x 1 ) и обратная ей x=(th(2y)+1)/2.

Предлагаемые функции в средине диапазона имеют производную, равную 1.

Использование гиперболического арктангенса имеет то преимущество, что вблизи диапазона определения поведение этой функции близко к логарифмической. Следствием этого является то, что в области малых газосодержаний, близких к нулю, вычисление функции у, прибавление к ней некоторой константы и вычисление обратной функции равнозначно умножению самой величины на константу. В то же время вблизи единицы это будет равнозначно умножению на константу разности между единицей и величиной. В окрестностях величины 1/2 (диапазона измерения) процедура применения различий по этому алгоритму будет эквивалентна прибавлению небольшой величины.

Конкретный выбор способа математического описания для различия необходимо выбирать после экспериментального исследования, которое должно подтвердить адекватность примененного метода.

Главной идеей предлагаемого технического решения является то, что можно принять какой-либо из многофазных расходомеров за эталон, тщательно изучить зависимости показаний датчиков, входящих в состав этого многофазного расходомера, от расходов и впоследствии при серийном выпуске калибровать только различия конкретного многофазного расходомера и эталонного.

При этом возможны варианты в зависимости от того, какой многофазный расходомер принять за эталон.

В первом варианте один из многофазных расходомеров принимаем за эталон.

Во втором варианте тщательно изучаем несколько многофазных расходомеров и показания датчиков усредняем. Данный подход позволит повысить точность калибровки.

В третьем варианте сравниваем показания датчиков нескольких многофазных расходомеров и отбраковываем случайные выбросы, например по критерию Стьюдента. Данный вариант позволит исключить редкие ошибки.

1. Способ калибровки многофазного расходомера, заключающийся в том, что один многофазный расходомер калибруют в большом количестве точек, отличающийся тем, что каждый из серийно выпускаемых многофазных расходомеров калибруют в небольшом количестве точек, определяют различие между показаниями датчиков в данных точках и показаниями того многофазного расходомера, который калибровали в большом количестве точек при тех же комбинациях расходов, интерполируют различия и формируют калибровочные характеристики для конкретного многофазного расходомера в большом количестве точек используя калибровочную характеристику многофазного расходомера, который калибровали в большом количестве точек, и интерполированные значения различия.

2. Способ калибровки многофазного расходомера, заключающийся в том, что небольшое количество многофазных расходомеров калибруют в большом количестве точек, отличающийся тем, что получают усредненную калибровочную характеристику многофазного расходомера путем усреднения показаний датчиков небольшого количества многофазных расходомеров, которые калибровали в большом количестве точек, каждый из серийно выпускаемых многофазных расходомеров калибруют в небольшом количестве точек, определяют различие между показаниями датчиков в данных точках и усредненными калибровочными характеристиками при тех же комбинациях расходов, интерполируют различие и формируют калибровочные характеристики для конкретного многофазного расходомера в большом количестве точек используя усредненную калибровочную характеристику и интерполированные значения различия.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что при получении усредненной калибровочной характеристики исключают показания датчиков, которые сильно отличаются от средних.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области техники, связанной с количественными оценками расхода жидкости произвольной плотности. Способ экспресс-оценки мощности притока жидкости в резервуар включает непрерывное прямое измерение давления в одной точке ниже уровня находящейся в резервуаре жидкости, предварительное определение плотности этой жидкости по гидростатической формуле через значения измеренного давления и уровня жидкости, определение на основе измеренного давления и плотности жидкости текущего значения высоты переменного уровня жидкости.

Изобретение относится к устройствам для испытания или калибровки многофазных расходомеров учета продукции нефтяных скважин. Устройство воспроизведения расходов газожидкостных потоков содержит емкости 1, 2 и 3 для сжиженного газа, нефти и воды, линии 4, 5 воспроизведения расходов, сепарационную емкость 6, размещенную в пространстве над емкостью предварительной подготовки жидких компонентов 7, содержащей смеситель 8 в виде системы 9 циркуляции затопленных струй, и сообщенную с активным соплом 12 двухфазного струйного аппарата 13, газовая полость 14 сепарационной емкости 6 соединена с его пассивным соплом 17, а приемная полость 18 через испытуемый 19 и контрольный 20 многофазные расходомеры сообщена с его камерой смешения 21.

Группа изобретений относится к области измерительной техники и может быть использована для метрологической аттестации уровнемеров. Технический результат: возможность проведения метрологической аттестации двух датчиков уровня одновременно с погрешностью не более ±0,1 мм по всей длине уровнемера в непрерывном режиме с минимальным шагом 1 мм и длине уровнемера до 4000 мм.

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к способам поверки электромагнитных расходомеров. Способ поверки электромагнитных расходомеров включает подачу напряжения на вход измерительного устройства, входящего в состав расходомера, выделенного на сопротивлении, включенном последовательно с катушками возбуждения первичного преобразования расхода и сформированного симметричным резисторным делителем напряжения.

Изобретение относится к приборостроению, а именно к технике измерения расхода жидких металлов с помощью электромагнитного способа, т.е. .

Изобретение относится к расходоизмерительной технике и может применяться при калибровке ультразвуковых счетчиков-расходомеров однофазных жидкостей (газов) в нефтяной, нефтеперерабатывающей, газовой и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к генераторам переменного расхода, предназначенным для формирования импульсного давления и/или расхода рабочей среды при исследовании метрологических характеристик средств измерений давления и расхода жидкости, и может найти применение в приборостроительной промышленности при метрологической аттестации этих средств измерений.

Изобретение относится к области расходометрии и может быть использовано при испытании и поверке расходомеров-счетчиков газа. .

Изобретение относится к области эксплуатации машин и может быть использовано при диагностировании датчиков массового расхода воздуха автомобилей, оборудованных микропроцессорной системой управления двигателем внутреннего сгорания.
Изобретение относится к способу тестирования партий кончиков для пипеток, который содержит этапы калибровки пипетки, предназначенной для тестирования, с использованием рекомендованного эталонного кончика, установки на пипетки кончика, предназначенного для тестирования и выполнения второй калибровки и повторной калибровки пипетки, используя эталонный кончик.

Изобретение относится к области транспорта и может быть использовано в устройстве для диагностики неисправностей расходомера (11) воздуха в двигателе внутреннего сгорания. Техническим результатом является возможность установления неисправности расходомера воздуха в рабочем диапазоне низких объемов всасываемого воздуха. В устройстве для диагностики неисправности расходомера (11) воздуха расходомер (11) воздуха имеет неисправность, когда коэффициент отклонения, т.е. значение отклонения оцененного объема всасываемого воздуха относительно фактического объема всасываемого воздуха, полученного посредством расходомера (11) воздуха, превышает опорное значение для определения неисправности, определенное на основе частоты вращения двигателя (1) внутреннего сгорания. По мере того как частота вращения двигателя уменьшается, верхний предельный критерий диагностики увеличивается, а нижний предельный критерий диагностики снижается с тем, чтобы сужать область для определения того, что расходомер воздуха имеет неисправность. Следовательно, диагностика неисправностей расходомера (11) воздуха может заранее выполняться во всем диапазоне частот вращения двигателя, т.е. во всем рабочем диапазоне двигателя (1) внутреннего сгорания, тем самым не допуская ухудшения рабочих характеристик выпуска выхлопных газов, которое может возникать вследствие повреждения в расходомере (11) воздуха. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области расходомеров. Более конкретно, изобретение описывает прувер расходомера, способ поверки расходомера и компьютер прувера расходомера. Заявлена группа изобретений, которая включает прувер расходомера, способ поверки расходомера и компьютер прувера расходомера. При этом прувер расходомера включает трубу, имеющую поверочный участок, вытеснитель, установленный в трубе с возможностью перемещения по поверочному участку между первым и вторым положениями, первую пару датчиков, установленную на поверочном участке между первым и вторым положениями, определяющую первый калиброванный объем, вторую пару датчиков, установленную на поверочном участке между первым и вторым положениями, определяющую второй калиброванный объем, и процессор, при этом первая и вторая пары датчиков установлены с возможностью передачи в процессор данных о первом и втором калиброванных объемах при каждом проходе вытеснителя между первым и вторым положениями, а процессор выполнен с возможностью создания первой и второй совокупностей выборок по первому и второму калиброванным объемам соответственно. Способ поверки расходомера включает многократный проход вытеснителя через прувер, приведение в действие вытеснителем первой пары датчиков, посредством которой определяют первый калиброванный объем при каждом проходе вытеснителя, отображение первого калиброванного объема при каждом проходе вытеснителя, приведение в действие вытеснителем второй пары датчиков, посредством которой определяют второй калиброванный объем при каждом проходе вытеснителя, отображение второго калиброванного объема при каждом проходе вытеснителя, создание первой совокупности выборок отображенных первых калиброванных объемов и создание второй совокупности выборок отображенных вторых калиброванных объемов. Компьютер прувера расходомера включает процессор, связанный с многообъемным прувером, снабженным вытеснителем, выполненный с возможностью приема сигналов, при каждом проходе вытеснителя, о первом и втором калиброванных объемах с соответствующими наборами импульсных сигналов расходомера, сгенерированных при одном проходе вытеснителя, и создания первой и второй совокупностей выборок посредством совокупностей сигналов о первом и втором калиброванных объемах, соответственно. Технический результат, достигаемый от реализации заявленной группы изобретений, заключается в достижении необходимой повторяемости и погрешности измерений. 3 н. и 12 з.п.ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к приборостроению, в частности к устройствам, передающим давление жидкости или газа, и может быть использовано в метрологических целях для калибровки или поверки средств измерения и контроля давления. Устройство распределения рабочей среды содержит плиты 1 и 2 для размещения на них эталонного и поверяемых датчиков посредством связанных между собой трубопроводом 3 подачи рабочей среды штуцеров 4 и 5, которые снабжены уплотнительными элементами 6 при креплении их к плите. При этом трубопровод 3 размещен между плитами 1 и 2 в выполненной для него в плите 2 проточке 7. Плиты 1 и 2 стянуты между собой болтами 8. В плите 1 выполнены отверстия для крепления к ней через уплотнительные элементы 6 штуцеров 4 и 5. Плиты 1 и 2, трубопровод 3, штуцеры 4 и 5, уплотнительные элементы 6 образуют силовой элемент, позволяющий распределять рабочую среду между штуцерами 4, 5, на которые установлены эталонный и поверяемые датчики. При этом плита 2, плита 1 и уплотнительные элементы 6, через которые штуцеры 4 и 5 прикреплены к плите 1, обеспечивают герметизацию трубопровода 3. Технический результат - повышение надежности устройства и упрощение конструкции. 3 ил.

Изобретение относится к нефтяной отрасли, может быть использовано для проверки мультифазных расходомеров в условиях эксплуатации нефтяных скважин. Технический результат направлен на повышение точности определения калибровочных коэффициентов мультифазного расходомера и обеспечение возможности оперативного контроля и корректировки его показаний в условиях эксплуатации нефтяных скважин. Способ включает разделение продукции скважины на газовую и жидкую составляющие. Измерение расхода жидкой составляющей посредством последовательно установленных друг относительно друга эталонного кориолисового расходомера и калибруемого мультифазного расходомера. Измерение расхода газовой составляющей посредством расходомера-счетчика газа. Для каждого из установленных значений расхода продукции нефтяной скважины измеряют перепад давления ΔPi на калибруемом мультифазном расходомере при различных значениях объемного расхода Qгi газовой составляющей и/или массового расхода жидкости Qmi. Полученные значения расходов продукции нефтяной скважины: Qгi и Qmi и соответствующие им перепады давления ΔPi заносят в память контроллера калибруемого мультифазного расходомера. В процессе эксплуатации скважины уточняют калибровочные коэффициенты расхода. В случае превышения разницы между сравниваемыми значениями заданных значений абсолютной погрешности измерения расходов мультифазным расходомером принятие значений Qmi и Qгi в качестве эталонных. 1 ил.

Установка для поверки и калибровки счетчиков, расходомеров и расходомеров-счетчиков газа относится к измерительной технике, в частности к поверочным установкам на критических соплах, и предназначено для поверки и калибровки счетчиков, расходомеров и расходомеров-счетчиков различных типов. Установка содержит эталонные измерители расхода - критические сопла 1, каждое из которых снабжено запорным клапаном 2, насос 3, ресивер 4 (форкамеру), систему 5 контроля и управления, содержащую блок 6 управления запорными клапанами 2, блок 7 формирования набора критических сопел по заданному значению расхода поверочной среды. Технический результат - снижение погрешности измерения объемного расхода поверочной среды (в качестве поверочной среды обычно используют воздух) до величины δ c 2 ≥ δ , где δс - относительная погрешность сопла. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при градуировке и поверке расходомеров газа (сверхкритических расходомеров и расходомеров переменного перепада), применяемых в промышленных и лабораторных установках. Способ градуировки и поверки расходомеров газа, основанный на пропускании через расходомер газа в газоприемный сосуд (ГПС) и определении этой массы газа, согласно изобретению сначала компенсируют основную массу ГПС путем погружения в емкость с весокомпенсирующей жидкостью понтонов, связанных через коромысло с ГПС, затем определяют величину остатка его массы, после чего задают необходимый для поверяемого расходомера режим истечения газа через него и заполняют этим газом ГПС определенный промежуток времени τ, при этом учитывают переходные процессы начала и конца заполнения, затем взвешивают заполненный ГПС, определяют массу газа Mгаз и массовый расход по соответствующей формуле, рассчитывают коэффициент расхода и число Рейнольдса для полученного расхода. Предлагаемый способ реализуется в устройстве для градуировки и поверки расходомеров газа, которое согласно изобретению снабженное емкостью с весокомпенсирующей жидкостью, в которую погружены понтоны, связанные с ГПС, системой уравновешивания ГПС, критическими шайбами, расположенными на линии заполнения ГПС и на линии дренажа, информационно-измерительной системой сбора и обработки данных, включающей датчики температуры и давления, связанные с ПЭВМ. Технический результат - повышение точности измерения расхода газа и значительное увеличение диапазона градуировки расходомера газа. 2 н.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.

Представленное устройство для определения положения вытеснителя в калибровочном устройстве для расходомера, а также способ его использования и система, содержащая данное устройство, относятся к измерительной технике, а именно, к устройствам для калибровки аппаратуры для измерения расхода жидкости. Согласно одному варианту реализации калибровочное устройство для расходомера содержит проточную трубу, вытеснитель и анализатор сигналов. Вытеснитель выполнен с возможностью перемещения в проточном канале проточной трубы. Магнитная мишень расположена на вытеснителе. По меньшей мере один индуктивный преобразователь расположен на проточной трубе и выполнен с возможностью обнаружения магнитной мишени при перемещении вытеснителя в проточной трубе. Анализатор сигналов выполнен с возможностью обнаружения максимального наклона нарастающего и падающего фронтов сигнала, сгенерированного преобразователем, чувствительным к магнитной мишени, перемещающейся мимо преобразователя. Анализатор сигналов дополнительно выполнен с возможностью определения скорости перемещения вытеснителя на основании обнаруженного максимального наклона. Технический результат заключается в повышении точности калибровочного устройства благодаря более точному определению положения вытеснителя. 3 н. и 25 з.п. ф-лы, 6 ил.

Использование: для определения времени задержки ультразвуковых расходомеров. Изобретение ваключает систему и способ калибровки ультразвукового расходомера. В одном примере реализации способ включает размещение устройства для циркуляции текучей среды в расходомере. Текучая среда циркулирует в расходомере путем приведения в действие устройства для циркуляции текучей среды. Время прохождения акустического сигнала в расходомере измеряют во время циркуляции. На основании результатов измерения определяют часть времени прохождения акустического сигнала, вызванную задержкой, созданной компонентами расходомера. Технический результат: обеспечение возможности повышения точности измерений ультразвуковых расходомеров. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение предназначено для калибровки скважинных приборов, применяемых для контроля над разработкой газовых месторождений и эксплуатацией подземных хранилищ газа. В установке для калибровки газовых расходомеров магистраль выполнена U-образной формы, в нижней части которой расположен регулируемый компрессор, соединенный изогнутыми трубопроводами через сменные уплотняемые переходные муфты со сменными вертикальными участками магистрали, предназначенными для установки калибруемых скважинных расходомеров, которые через сменные герметичные соединительные муфты соединены с вертикальными участками испытательных камер восходящего и нисходящего потоков, на верхних торцах которых предусмотрены элементы крепления для ирисового клапана и эталонного анемометра, между вертикальными участками магистрали, установлен пульт управления с преобразователем частоты и компьютером, причем один из выходов пульта управления соединен с герметичным разъемом для подключения калибруемого скважинного расходомера. Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции, расширение диапазона калибровки, повышение производительности калибровочных работ, возможность проведения калибровки всех модификаций скважинных газовых расходомеров, как на восходящем потоке, так и на нисходящем потоке газа. 2 ил.

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к генераторам переменного расхода, предназначенным для формирования импульсного давления и/или расхода рабочей среды при исследовании метрологических характеристик средств измерений давления и расхода жидкости, и может найти применение в приборостроительной промышленности при метрологической аттестации этих средств измерений. Устройство генерации колебаний содержит ротор 1, соединенный с помощью редуктора 11, муфты 10 с валом двигателя 12, управляемого блоком управления 13, статор 2, жестко закрепленный с корпусом 9 устройства. Ротор 1 является съемным и имеет два выходных окна 3, расположенных на разных уровнях. Статор 2 представляет собой цилиндр с входным окном, связанным с входным трубопроводом 6, и двумя выходными окнами 4, связанными с выходными трубопроводами 7 и 8. С целью снижения влияния гидравлического удара при воспроизведении импульсов генерируемого потока в роторе 1 имеются дополнительные окна 5, которые обеспечивают зазор между ротором 1 и статором 2 при совмещении выходных окон 3 ротора 1 с выходными окнами 4 статора 2 в начальный и конечный момент времени. Технический результат - снижение погрешностей измерения расхода и давления генерируемого потока жидкости. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх