Способ испытаний сепарационного оборудования


 


Владельцы патента RU 2578076:

Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий-Газпром ВНИИГАЗ" (RU)

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для испытаний сепарационного оборудования, используемого для процессов добычи и подготовки газа в нефтегазовой отрасли. Технический результат заключается в снижении энергозатрат поддержания рабочих режимов испытаний. В предлагаемом изобретении осуществляют подачу полученной двухфазной или трехфазной смеси по линии всасывания в нагнетательный блок, сепарацию двухфазной или трехфазной смеси испытуемым сепарационным блоком, поступление отсепарированной жидкости или смеси в накопительную емкость, а очищенного газа в атмосферу или на вход сепаратора. Сепарацию двухфазной или трехфазной смеси осуществляют при постоянном контроле давления на входе и на выходе газа сепаратора, контролируя расходомером расход газа, поступающего в сепаратор по трубопроводу для ввода газа из атмосферы. Степень сепарации определяют как отношение отсепарированной двухфазной или трехфазной смеси к введенному количеству. 1 ил.

 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности, к устройствам для испытаний сепарационного оборудования, используемого для процессов добычи и подготовки газа в нефтегазовой отрасли.

Из уровня техники известен способ для испытания сепараторов (ГОСТ 17601-90 «Сепараторы центробежные судовые. Приемка и методы испытаний», Москва, Государственный комитет СССР по управлению качеством продукции и стандартам, 1990, черт. 1, стр. 3-7). Известный способ испытания по определению производительностей сепаратора предусматривает подачу нефтепродукта в сепаратор и установку необходимого режима; подачу загрязнителя в нефтепродукт или воду в заданных количествах посредством дозерных насосов; проведение испытаний в течение не менее 5 мин; отбор двух проб нефтепродукта при установившемся режиме сепарации до и после сепаратора и пробы отсепарированной воды с интервалом не менее 1 мин; после окончания проведения испытаний на каждом нефтепродукте предусмотрена очистка барабана сепаратора; после проведения отбора проб на одном режиме предусмотрен следующий режим в соответствии с программой испытаний; в процессе испытаний на установившемся режиме измеряют производительность сепаратора, температуру нефтепродукта на входе в сепаратор и частоту вращения барабана. В известном способе давление определяется давлением на выходе циркуляционного насосного агрегата, т.е. способ не позволяет работать в широком диапазоне рабочих давлений и не предусматривает проведение газожидкостных испытаний, т.к. испытания в ней могут проводиться исключительно на жидкости.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому способу является способ испытания погружного центробежного газосепаратора (патент РФ №2331861 C2, G01M 19/00, 20.08.2008). В известном способе осуществляют испытания газосепараторов (ГС), используемых в погружных электронасосных агрегатах для добычи нефти из скважин. Известный способ испытания включает в себя формирование газожидкостной смеси (ГЖС), подачу ее по нагнетательной линии в блок моделирования внутрискважинных условий (БМВУ), сепарацию ГЖС испытуемым ГС, поступление дегазированной жидкости в накопительную емкость, а отсепарированного газа в затрубное пространство БМВУ. В способе производят плавное регулирование расходов и давлений газа и жидкости, дискретное изменение режимов сепарации, регулирование в процессе испытаний пенообразующих свойств циркулирующего объема ГЖС, определение входного, выходного и остаточного содержания свободного газа, расходов жидкости и газа на входе в БМВУ, и вычисление коэффициента сепарации и расходов жидкости и газа в соответствующих выходных линиях БМВУ. Сепарацию ГЖС испытуемым ГС осуществляют при постоянном расходе жидкости, поступающей в БМВУ, предотвращающим появление нисходящего потока жидкости в затрубном пространстве, и поддержании постоянного содержания газа в ГЖС, поступающей в ГС и БМВУ путем создания восходящего потока ГЖС в затрубном пространстве. Изобретение направлено на упрощение испытаний, сокращение времени их проведения и получение более достоверных результатов. Однако известный способ сложен в исполнении и требует большого количества энергозатрат.

Задача, на решение которой направлена предлагаемое изобретение, заключается в создании способа для испытаний сепарационного оборудования, представляющего собой систему циркуляции газа, которая снижает требования к блоку нагнетания газа, например компрессорному или циркуляционному оборудованию.

Технический результат изобретения - снижение энергозатрат поддержания рабочих режимов испытаний.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

Способ испытаний сепарационного оборудования включает этап формирования двухфазной или трехфазной смеси. После этого этапа осуществляют подачу полученной двухфазной или трехфазной смеси по линии всасывания в нагнетательный блок, сепарацию двухфазной или трехфазной смеси испытуемым сепарационным блоком, поступление отсепарированной жидкости или смеси в накопительную емкость, а очищенного газа в атмосферу или на вход сепаратора. Причем сепарацию двухфазной или трехфазной смеси осуществляют при постоянном контроле давления на входе и на выходе газа сепаратора и контролируя расходомером расход газа, поступающего в сепаратор по трубопроводу для ввода газа из атмосферы. Степень сепарации определяют как отношение отсепарированной двухфазной или трехфазной смеси к введенному количеству.

На чертеже представлена схема устройства для испытаний сепарационного оборудования, с помощью которой может быть осуществлено предлагаемое изобретение. В состав устройства входят:

- сепарационный блок (1);

- блок нагнетания газа (2);

- дозатор жидкости (3);

- дозатор механических примесей или песка (4);

- входной (5) и выходной (6) манометры;

- сливной патрубок (7), расположенный в нижней части сепарационного блока с запорной арматурой;

- накопительная емкость (8), предназначенная для слива жидкости из сепарационного блока;

- расходомер (9).

Для осуществления предлагаемого изобретения может быть использовано стандартное оборудование. В качестве блока нагнетания газа может быть использован, например, или компрессор, или циркуляционное устройство.

Перед проведением испытаний необходимо собрать устройство и проверить узлы на прочность. Испытания сепарационного оборудования могут проводиться как с двухфазной, например газожидкостной, так и с трехфазной смесью, включающей дополнительно механические примеси или песок. Предварительно необходимо проверить, чтобы была закрыта запорная арматура на сливном патрубке (7). Затем обеспечивают подачу жидкости в дозатор (3) и подачу механических примесей в дозатор (4). В случае необходимости (например, емкость осталась заполненной после проведения предыдущих испытаний), из накопительной емкости (8) сливают жидкость и очищают от механических примесей. Затем необходимо проверить герметичность всего устройства и работоспособность входного (5) и выходного (6) манометров, с помощью которых осуществляют контроль давления на входе и выходе соответственно сепарационного блока (1). При достижении заданного условиями эксперимента значения давления, определяют его потери. После включения блока нагнетания газа (2) задают необходимый расход газа, который контролируют по показаниям расходомера (5). Осуществляют подачу в устройство жидкости и механических примесей из дозаторов (3) и (4) с заданными расходами. Проводят испытания в выбранном условиями эксперимента режиме. Время работы в выбранных условиях проведения эксперимента зависит от конструкции сепарационного блока (1) - наличия автоматической системы слива жидкости и удаления механических примесей; от расхода жидкости и механических примесей, поступающих в устройство из дозаторов (3) и (4), зависит от скорости заполнения сепарационного блока продуктами сепарации. При этом на входном (5) и выходном (6) манометрах фиксируются значения давления, по разности значений которых определяется перепад давления на сепарационном блоке.

Степень сепарации определяют как отношение между количеством отсепарированной двухфазной или трехфазной смеси и введенной жидкости или жидкости с механическими примесями.

Производительность сепарационного блока определяется исходя из условий резкого снижения степени сепарации как при малых, так и при больших расходах газа.

В предлагаемом устройстве для задания различных режимов работы можно изменять значения расходов жидкости и/или механических примесей из дозаторов (3) и (4), а также производить остановку блока нагнетания газа (2).

В зависимости от конструкции и исполнения сепарационного блока (1) может использоваться автоматическая или ручная система слива жидкости и удаления механических примесей по сливному патрубку (7) с запорной арматурой в накопительную емкость (8).

По окончании работы устройства после остановки блока нагнетания газа (2) в случае необходимости сепарационный блок (1) может быть демонтирован и смонтирован снова.

В ходе испытаний в зависимости от выбранного режима проведения эксперимента, (расхода газа, количества жидкости и/или механических примесей, находящихся в газовом потоке, и давления) производится оценка основных характеристик сепарационного блока:

- производительности сепарационного блока;

- степени сепарации;

- содержания жидкости на выходе сепарационного блока;

- потери напора (потери давления на сепарационном блоке).

Для подтверждения возможности осуществления предлагаемого способа были проведены экспериментальные исследования, которые выполнялись следующим образом.

В работу был включен блок нагнетания газа и задано значение расхода газа, равное 150 м3/час, значение которого контролировали расходомером газа.

В поток газа из дозатора (3) была подана жидкость с расходом 0,9 кг/ч и механические примеси из дозатора механических примесей (4) с расходом 0,009 кг/ч. Работа в выбранном режиме проводилась в течение 1 часа. При этом с частотой 1 минута входным манометром (5) фиксировали значение давления на входе сепарационного блока, которое составило 1 ата, и выходным манометром (6) - на выходе сепарационного блока. Давление на выходе сепарационного блока (1), замеренное манометром (6), составило 0,95 ата, а перепад давления на сепарационном устройстве - 0,05 ата.

После проведения эксперимента жидкость из емкости (8) была слита, масса воды составила 0,601 кг. Оставшееся в накопительной емкости количество смеси (песок + жидкость) было измерено и составило 0,307 кг. Затем жидкость выпаривается и замеряется масса оставшегося песка, которая составила 0,008 кг. Таким образом, коэффициент сепарации механических примесей составил: 0,008/0,009=0,889 (или в процентном отношении 88,9%). Масса выпаренной жидкости составила 0,299 кг. Коэффициент сепарации по жидкости составил: (0,900-0,299)/0,900=0,668 (или в процентном отношении 66,8%).

Для повторения исследования возможны изменения условий проведения эксперимента. Были также проведены исследования при измененном значении расхода газа, например со 150 м3/ч до 170 м3/ч, по итогам которого получили коэффициент сепарации по жидкости 0,652 и по механическим примесям 0,850, то есть было установлено, что степень сепарации ухудшается.

При снижении расхода газа со 170 м3/ч до 130 м3/ч были получены новые коэффициенты сепарации по жидкости 0,954 и по механическим примесям 0,905, то есть установили улучшение степени сепарации.

После проведения исследования из системы стравливается давление и удаляется жидкость и механические примеси из накопительной емкости.

Способ испытаний сепарационного оборудования, включающий этап формирования двухфазной или трехфазной смеси, после которого осуществляют подачу полученной двухфазной или трехфазной смеси по линии всасывания в нагнетательный блок, сепарацию двухфазной или трехфазной смеси испытуемым сепарационным блоком, поступление отсепарированной жидкости или смеси в накопительную емкость, а очищенного газа в атмосферу или на вход сепаратора, причем сепарацию двухфазной или трехфазной смеси осуществляют при постоянном контроле давления на входе и на выходе газа сепаратора и контролируя расходомером расход газа, поступающего в сепаратор по трубопроводу для ввода газа из атмосферы, определяют степень сепарации как отношение отсепарированной двухфазной или трехфазной смеси к введенному количеству.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации атомных электрических станций и, в частности, к периоду преднапряжения, испытания и последующей эксплуатации герметичных защитных оболочек реакторных отделений с реактором.

Изобретение относится к измерительной и испытательной технике, в частности к способам определения тензора инерции тела. Сущность предлагаемого способа заключается в определении массы тела, координат центра масс и шести осевых центральных моментов инерции, по которым определяется тензор инерции тела.

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано для исследования сыпучих свойств геоматериалов. Устройство представляет собой сварную конструкцию башенного типа, устанавливаемую на верхней предварительно спланированной площадке отработанного карьера с обеспечением вертикальной устойчивости.

Заявляемое изобретение относится к авиационной технике, а именно к способам и устройствам определения центра масс летательного аппарата (ЛА) в полете. Способ основан на измерении параметров полета летательного аппарата.

Изобретение относится к способам автоматизации подавления вибраций и может быть использовано, в частности, для подавления вибраций помольно-смесительных агрегатов.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к наземным испытаниям механизмов, предназначенных для работы в невесомости, и может быть использовано для обезвешивания крупногабаритных трансформируемых конструкций.

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано при установке и снятии с испытательных стендов (ИС) ступеней ракет-носителей (РН). Устройство для установки ступени РН на ИС и снятия ступени РН с ИС содержит ИС с основанием с ограничителями, подвижными цапфами с фиксаторами, приемной платформой с компенсирующей прокладкой из резины, и агрегатной рамой с силовой фермой с блоком и подъемным оборудованием в виде лебедки с реверсивным электроприводом, транспортную тележку (ТТ) с передним и задним опорными узлами, балластной емкостью со штуцерами для подсоединения к ним шлангов подачи и слива жидкости, технологические приспособления на ступени РН, подъемное оборудование, кронштейны с проушинами и упорами.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения массы, координат центра масс и моментов инерции объектов машиностроения.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к измерению массо-инерционных характеристик различных изделий. Стенд содержит станину, три установленные на шарнирах рамы, динамометрическую платформу, пружины и устройства задания колебаний, фиксаторы и установленные на раме, к которой крепится изделие, три высокоселективных датчика углового ускорения, оси которых ориентированы параллельно осям вращения подвижных внутренней, внешней и нижней рам стенда.

Изобретение относится к измерительному оборудованию, а именно к балансировочным станкам, и может быть использовано для определения дисбаланса роторов турбин, компрессоров, насосов и т.д.

Изобретения относятся к машиностроению, а именно к способам и устройствам определения координат центра масс преимущественно крупногабаритных изделий. Способ заключается в том, что изделие устанавливают на переходник, шарнирно установленный на трех опорах, и уравновешивают изделие с переходником путем приведения в состояние неустойчивого равновесия относительно оси наклона, проходящей через шарниры первых двух опор. Установку изделия на переходник производят с заведомым смещением от оси наклона, уравновешивание изделия с переходником производят путем наклона переходника с изделием с помощью привода третьей опоры при различных положениях изделия относительно оси наклона, при достижении состояния неустойчивого равновесия измеряют угол наклона переходника. Дополнительно измеряют угол наклона переходника с изделием в состоянии неустойчивого равновесия с прикрепленным к переходнику грузом с известными массой и положением центра масс. Устройство для осуществления способа содержит переходник для установки изделия, шарнирно соединенный с тремя опорами, одна из которых имеет подвижную часть, выполненную с возможностью вертикального перемещения посредством привода, датчик наклона переходника относительно оси, проходящей через шарниры первых двух опор, поворотную платформу на переходнике, ось поворота которой является скрещивающейся с осью наклона и отстоящей от нее на заданном расстоянии. Также переходник снабжен съемным грузом с известной массой и положением центра масс, прикрепляемым к переходнику на известном расстоянии от оси наклона. Переходник выполнен сбалансированным относительно оси наклона. Технический результат заключается в расширении диапазона измерений массы и центра масс, повышении точности измерений. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к способам определения статического дисбаланса ротора на балансировочных ножах, и может быть использовано для статической балансировки различных роторов. Заявленный способ определения статического дисбаланса ротора на балансировочных ножах, при котором производят изменение дисбаланса ротора относительно зоны контакта ротора с опорными поверхностями ножей и измеряют параметр, характеризующий величину дисбаланса, приводящего ротор к движению, затем переустанавливают ротор на ножах в другое угловое положение и повторяют изменение дисбаланса и измерение параметра, при этом в качестве измеряемого параметра используют угол наклона балансировочных ножей от первоначального горизонтального положения, изменение дисбаланса производят синхронным вращением ножей относительно оси, совпадающей с осью ротора, а измерение угла наклона ножей производят в момент начала движения ротора. Технический результат заключается в уменьшении трудоемкости и длительности за счет перехода от операций подбора масс несбалансированных грузов, поворачивающих ротор на определенный угол, к измерению четырех углов наклона ножей при одной переустановке ротора. 7 ил.

Изобретение относится к испытанию керамических обтекателей летательных аппаратов на разрушение. Способ включает создание избыточного давления во внутренней полости обтекателя. Предварительно на наружной поверхности обтекателя монтируют упругий перфорированный прозрачный чехол, на внутреннюю поверхность которого нанесен липкий слой, обеспечивающий возможность фиксации осколков обтекателя при его разрушении, и перфорированный защитный кожух, при этом пространство между наружной поверхностью упомянутого чехла и внутренней поверхностью кожуха заполняют резиновым материалом. Липкий слой на внутреннюю поверхность упругого чехла может быть нанесен двусторонним скотчем. Может быть использован резиновый материал в виде шариков. Обеспечивается возможность восстановления картины разрушения обтекателя при проведении опрессовки. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технике для изучения процессов добычи и подготовки газа в нефтегазовой отрасли. Технический результат изобретения заключается в повышении точности результатов проводимых газогидродинамических экспериментов и уменьшении времени их анализа, повышении наглядности проведения экспериментальных исследований. Устройство содержит сепарационный блок (1) со сливным патрубком (2), подводящий (3) и отводящий патрубки (4) соответственно, разъемное соединение (5), сосуд (6) сферической формы, отвод, включающий изогнутый (7) и вертикальный участки (8), экран (9) с эталонными отверстиями (10), емкость (11) для всасывания жидкости и/или механических примесей, узел подачи и регулирования жидкости и/или механических примесей (12), емкость для хранения жидкости и/или механических примесей (13), блок всасывания/нагнетания (14), энергоблок (15), выкидной трубопровод (16), узел замера (расходомера) газового потока (17), импульсный источник излучения (18), фотовидеорегистрирующую аппаратуру (19), накопительную емкость (20). 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ определения приведенного момента инерции дотрансформаторной зоны гидромеханической трансмиссии транспортной машины заключается в его расчете по зависимостям, связывающим угловые ускорения, действующие крутящие моменты, а также моменты инерции двигателя, насосного и турбинного колес гидротрансформатора и гидродинамическую связь между последними. Новизна способа состоит в том, что указанные зависимости устанавливаются экспериментально с учетом динамических свойств топливной системы и инерционности термодинамических процессов в двигателе, инерционности устройств, привод которых осуществляется от насосного колеса, его гидродинамического взаимодействия с турбинным колесом. Для этого на вал, соединяющий двигатель с насосным колесом гидротранформатора испытуемого образца трансмиссии, установленной в транспортную машину, крепятся датчики момента и угловой скорости вращения вала, соединяемые с регистрирующим устройством. При этом осуществляется резкий разгон вала двигателя при нейтрали в трансмиссии и разблокированном гидротансформаторе, регистрируются временные функции динамического момента и угловой скорости вала двигателя. На основе полученных данных определяются приращение момента и угловой скорости за время разгона. Численное значение приведенного момента инерции дотрансформаторной зоны определяется частным от деления произведения приращения момента и длительности разгона на приращение угловой скорости. Эффективность предлагаемого способа заключается в повышении точности определения приведенного момента инерции дотрансформаторной зоны гидромеханической трансмиссии. Результаты определения приведенного момента инерции дотрансформаторной зоны в соответствии с предлагаемым способом отличаются от применяемых при расчете до двух раз. Это позволяет более точно определять собственную частоту системы, синтезировать эффективные гасители колебаний, исключающие резонансные режимы. 1 ил.

Изобретение относится к определению массово-инерционных характеристик космических аппаратов (КА). Способ включает измерение острого угла между направлением на Солнце и плоскостью орбиты КА. При достижении этим углом максимального значения выставляют строительную ось КА, отвечающую максимальному моменту инерции, перпендикулярно плоскости орбиты. Панели неподвижных относительно КА солнечных батарей направляют активной стороной к Солнцу. Далее выполняют закрутку КА вокруг указанной оси с угловой скоростью не менее 2°/с. Измеряют угловую скорость КА и ток солнечных батарей в течение оборота КА вокруг Земли. По измеренным значениям определяют тензор инерции КА. Технический результат изобретения заключается в повышении надёжности определении тензора инерции КА, в т.ч. при отсутствии на его борту инерционных исполнительных органов.

Изобретение относится к определению массово-инерционных характеристик космических аппаратов (КА). Согласно способу при совпадении направления на Солнце с плоскостью орбиты КА совмещают строительную ось КА, отвечающую его максимальному моменту инерции, с этим направлением. Выставляют неподвижные относительно КА солнечные батареи перпендикулярно указанной оси, активной стороной к Солнцу. Выполняют закрутку КА вокруг данной оси с угловой скоростью не менее 2°/c. Измеряют угловую скорость КА, ток солнечных батарей и угол между осью закрутки и направлением на Солнце. При достижении этим углом значения не менее 10° определяют тензор инерции КА по измеренным значениям угловой скорости КА и тока солнечных батарей. Технический результат изобретения заключается в повышении надёжности определении тензора инерции КА, в т.ч. при отсутствии на его борту инерционных исполнительных органов.

Изобретение относится к определению массово-инерционных характеристик космических аппаратов (КА). Способ включает ориентацию КА и стабилизацию в инерциальной системе координат (ИСК) его строительной оси, ближайшей к оси максимального момента инерции. Далее выполняют закрутку КА вокруг этой оси с угловой скоростью не менее 2°/с. Измеряют в системе строительных осей КА направления на регистрируемые звезды и угловую скорость КА до определённого момента времени. Последний зависит от времени закрутки КА и интервала движения КА, слабо возмущенного действием гравитационного градиента и вычисляемого с некоторым коэффициентом надежности. Опознают указанные звезды и определяют в ИСК направления на них. Тензор инерции КА определяют по указанным направлениям на звезды и значениям угловой скорости КА. Технический результат изобретения заключается в повышении достоверности определении тензора инерции КА, в т.ч. при отсутствии на его борту инерционных исполнительных органов.

Изобретение относится к испытаниям газосепараторов, используемым при добыче нефти с высоким газосодержанием. Стенд для испытания газосепараторов содержит накопительную емкость с сопряженным с ней стендовым гравитационным газожидкостным сепаратором, подпорный насос, систему приготовления газожидкостной смеси с источником газа, блок моделирования внутрискважинных условий для размещения испытуемых машин и электродвигателей к ним. Блок включает в себя модель обсадной колонны, имеющую вход для газожидкостной смеси и выходы для жидкости и для газа. Внутри модели, образуя кольцевое затрубное пространство, размещены газосепаратор и насос. Выходной участок затрубного пространства модели, расположенный выше газоотводящих отверстий газосепаратора, выполнен в виде дополнительного бака. Площадь поперечного сечения проточной части бака более чем на 10% превосходит площадь поперечного сечения основного участка, расположенного ниже. Нижняя часть дополнительного бака связана трубопроводом, имеющим площадь сечения не менее площади сечения кольцевого затрубного пространства, с верхним участком затрубного пространства, расположенным выше газоотводящих отверстий газосепаратора. Изобретение направлено на обеспечение имитирования реальных условий работы и повышение точности измерения объема отсепарированного газа. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к автомобильному оборудованию, в частности к устройствам для закрепления автомобильного колеса на валу балансировочного станка. Зажимное устройство (1) выполнено с опорным фланцем (2) с несколькими радиально подвижными ведомыми центрирующими элементами (3) на нем для центрирующего зацепления в центрирующее отверстие колесного диска и с зажимной втулкой (4), аксиально подвижной относительно фланца (2). Зажимная втулка (4) и центрирующие элементы (3) кинематически связаны таким образом, что осевое движение зажимной втулки (4) вызывает радиальное движение центрирующих элементов (3). Также предусмотрен, по меньшей мере, один зажимной рычаг (16), который соединен шарнирно с зажимной втулкой (4) и центрирующим элементом (3). Технический результат - облегчение процесса центрирования и фиксации диска к фланцу. 9 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх