Способ одновременного определения обводненности и газосодержания в нефте водо газовой смеси (варианы)

Авторы патента:

G01N29/02 - для анализа жидкостей (G01N 29/16,G01N 29/18,G01N 29/20 имеют преимущество)

Владельцы патента RU 2518418:

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

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

Известен способ по патенту RU №2138023, G01F 1/74, G01F 1/708, G01F 1/66, 1999 г., включающий зондирование и регистрацию импульсов ультразвука, проводящих внутри трубопровода в ограниченном контролируемом объеме потока, образованном парой источник излучения-приемник, и фиксирующих время прохождения импульсов через контролируемый объем.

Определяют объемную обводненность согласно формуле

Где τ - время прохождения импульсов через контролируемый объем в процессе измерения в многофазном потоке внутри трубопровода;

τ_н и τ_в - время прохождения импульсов в нефти и воде, измеренное при калибровке аппаратуры.

Определяют количество исчезнувших импульсов в течении зафиксированного промежутка времени и по их доле по отношению к общему количеству импульсов определяют газосодержание.

Недостатком этого способа являются большие погрешности в определении обводненности, связанные с дисперсией звука, и погрешности при определении газосодержания, связанные с тем, что маленькие пузырьки газа могут не перекрывать полностью прохождение ультразвуковых импульсов.

Наиболее близкий способ по патенту RU 2406996, G01N 29/024, 2009 г. Во время калибровки определяют зависимость скорости звука в эмульсии от обводненности, производят аппроксимацию отличия этой зависимости от линейного закона, определяют скорости звука в обеих жидкостях, используя полученное во время калибровки отличие зависимости от линейного закона и замеренную скорость звука в эмульсии, определяют обводненность эмульсии.

Недостатком этого способа является то, что способ, принятый за прототип, работает только при отсутствии газа. При наличии газа в данном способе возникают погрешности, связанные с дисперсией звука.

Задачей изобретения является одновременное определение обводненности и газосодержания эмульсии при одновременном улучшении точности определения обводненности путем учета погрешности, вызванной дисперсией ультразвука при наличии газовых пузырьков в области зондирования.

Этот технический результат достигается тем, что в способе одновременного определения обводненности и газосодержания в нефте-водогазовой смеси, заключамщийся в том, что определяют скорость звука в среде, при определении скорости звука раздельно определяют групповую и фазовую скорости, по разности групповой и фазовой скорости определяют газосодержание, по групповой и/или фазовой скорости определяют обводненность.

Также возможен вариант. В зависимости от газосодержания во время калибровки находят поправку, вычитают эту поправку из групповой и/или фазовой скорости, по полученной разности находят обводненность.

Способ осуществляют следующим образом.

При отсутствии пузырьков газа в эмульсии отсутствует дисперсия. Следовательно, групповая и фазовая скорости ультразвука совпадают.

При наличии газа в эмульсии наблюдается дисперсия. При этом групповая скорость уменьшается, а фазовая увеличивается.

Данное явление позволяет определить газосодержание.

Кроме того, возможно введение поправки, характеризующей зависимость групповой и/или фазовой скорости звука от наличия пузырьков газа. Во время калибровки находят зависимость этой поправки от газосодержания.

Учет поправки, связанной с газосодержанием, позволяет повысить точность определения обводненности.

Данная возможность отсутствует в способе, взятом за прототип.

1. Способ одновременного определения обводненности и газосодержания в нефте-водогазовой смеси, заключающийся в том, что определяют скорость звука в среде, отличающийся тем, что 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.

2. Способ одновременного определения обводненности и газосодержания в нефте-водогазовой смеси, заключающийся в том, что определяют скорость звука в среде, отличающийся тем, что при определении скорости звука раздельно определяют групповую и фазовую скорости, по разности групповой и фазовой скорости определяют газосодержание, в зависимости от газосодержания во время калибровки находят поправку, вычитают эту поправку из групповой скорости и/или фазовой скорости и по полученной разности находят обводненность.

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.

Способ определения количественного состава многокомпонентной среды // 2507513

Изобретение относится к области исследования состава жидкостей и материалов с содержанием не менее двух компонентов, в частности к способам определения количественного состава многокомпонентных сред.

Способ акустического определения изменения состояния потока текучей среды в трубопроводе (варианты) и система повышения точности расходомера посредством акустического определения изменения состояния потока // 2506583

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.

Устройство для измерения концентрации механических примесей в средах // 2489712

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.

Способ моделирования процесса газификации остатков жидкого ракетного топлива и устройство для его реализации // 2474816

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.

Способ контроля свойств жидких сред // 2473076

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.

Способ определения содержания серы в дизельных топливах // 2451288

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.

Сенсор, система и метод для измерения свойств текучей среды с использованием многомодового квази - сдвигового - горизонтального резонатора // 2451287

Способ диагностики шероховатости трубопровода и ультразвуковой расходомер // 2446393

Способ определения характеристик жидкости и устройство для его осуществления // 2408881

Способ измерения влажности нефти // 2527138

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.

Способ измерения продольного и сдвигового импендансов жидкостей // 2529634

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.

Метод определения нелинейного акустического параметра жидкостей и устройство для его осуществления // 2532143

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.

Мультисенсорная акустическая решетка для аналитических приборов "электронный нос" и "электронный язык" // 2533692

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.

Ультразвуковой датчик грязи (удг) (варианты) // 2552751

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.

Способ акустического мониторинга изменчивости параметров морских акваторий // 2563317

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.

Способ и устройство для тестирования жидкости // 2564687

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.

Определение теплового потока, исходящего от теплонесущей текучей среды // 2575565

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения теплового потока, исходящего от теплонесущей текучей среды. Заявлен способ определения теплового потока (dQ/dt), исходящего от теплонесущей текучей среды (12), которая представляет собой смесь по меньшей мере двух различных текучих сред и которая протекает через пространство (11) потока от первого положения, где она имеет первую температуру (Т1), ко второму положению, где она имеет благодаря этому тепловому потоку (dQ/dt) вторую температуру (Т2), которая ниже, чем упомянутая первая температура (Т1). Плотность и удельную теплоемкость упомянутой теплонесущей текучей среды (12) определяют путем измерения скорости (vs) звука в упомянутой текучей среде, а упомянутые плотность и удельную теплоемкость упомянутой теплонесущей текучей среды (12) используют для определения теплового потока (dQ/dt). Также предложено устройство для реализации указанного способа, включающее средство для измерения дифференциальной температуры, средство для измерения абсолютной температуры, средство для измерения скорости звука в текучей среде, средство для измерения объемного расхода, а также блок оценки для определения теплового потока на основании полученных данных. Технический результат - повышение точности определения теплового потока, исходящего от теплонесущей текучей среды. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ измерения границы уровня жидкостей с разными плотностями или осадка, находящегося в жидкости, и комплекс измерительный // 2610047

Изобретение может быть использовано для измерения уровня границы жидкостей с разными плотностями и электропроводностями, диэлектрическими проницаемостями от 1,5 единиц, границы жидкость - осадок на предприятиях нефтегазовой отрасли в атомной энергетике. Техническим результатом является обеспечение возможности измерения уровня границы раздела жидкостей в емкости и повышение точности данного измерения. Технический результат достигается способом, заключающимся в том, что в устройство контроля и сигнализации заносят данные о высоте емкости с жидкостями или жидкостью с осадком, посредством радарного уровнемера измеряют расстояние до жидкости с меньшей плотностью, передают информацию в устройство контроля и сигнализации, запускают цикл измерения, при котором рассчитывают величину опускания ультразвукового датчика ниже уровня менее плотной жидкости, опускают настроенный на скорость распространения звука в менее плотной жидкости ультразвуковой датчик, посылают ультразвуковой сигнал от ультразвукового датчика и принимают сигнал, отраженный от более плотной жидкости или осадка, вычисляют уровень границы раздела жидкостей в емкости вычитанием из высоты емкости расчетной величины опускания ультразвукового датчика и измеренного им расстояния от него до границы раздела менее плотной жидкости и более плотной жидкости или осадка, сохраняют и выводят данные на внешние устройства. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Акустический анализатор для определения размеров и электрокинетического потенциала несферических наноразмерных частиц в жидких средах // 2626214

Использование: для определения размеров и электрокинетического потенциала несферических наноразмерных частиц в жидких средах. Сущность изобретения заключается в том, что акустический анализатор содержит вычислительный блок и измерительную ячейку, в которой установлены акустический измеритель, измеритель электрокинетического потенциала, расходомер, термостат, измерители температуры и кислотности жидкой среды и устройства для залива и слива измеряемой жидкой среды, в измерительной ячейке установлен побудитель ламинарного движения измеряемой жидкой среды, и измерительная ячейка выполнена в форме кольцевого канала, содержащего участок переменного сечения, изготовленный с возможностью обеспечения ускорения либо замедления входящей в него жидкой среды и ориентации диспергированных в ней частиц, в том числе несферических наночастиц, относительно направления потока жидкой среды, при этом акустический измеритель и измеритель электрокинетического потенциала установлены на участке переменного сечения кольцевого канала и обеспечивают измерения поочередно в двух состояниях потока жидкой среды: с ориентированными и неориентированными частицами, в том числе несферическими наночастицами. Технический результат: обеспечение возможности измерения двух размеров и электрокинетического потенциала несферических наночастиц в дисперсиях. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.