Расходомер переменного уровня



Расходомер переменного уровня
Расходомер переменного уровня

 


Владельцы патента RU 2636139:

Акционерное общество "ОЗНА - Измерительные системы" (RU)

Изобретение относится к области добычи нефти и может быть использовано при измерениях дебита продукции нефтегазодобывающих скважин. Расходомер переменного уровня состоит из сосуда с напорным и сливным трубопроводами на входе и выходе, перегородки с профилированной сливной щелью, через которую происходит истечение жидкости из входной приемной камеры в выходную полость сосуда, обеспечивающей прямую пропорциональность между расходом жидкости и высотой столба жидкости, и дифференциального манометра, измеряющего высоту столба жидкости в приемной камере перед перегородкой. Согласно изобретению его оснащают дополнительной перегородкой с профилированной сливной щелью, обеспечивающей обратную пропорциональность между расходом газа и высотой столба жидкости, и дополнительным дифференциальным манометром, измеряющим высоту столба жидкости перед этой перегородкой. Причем, в зависимости от конструкции, перегородки с соответствующими дифференциальными манометрами могут располагаться либо в одном сосуде, в двух герметично разделенных полостях, либо в двух сосудах, соединенных трубопроводом, а перегородки могут быть выполнены в виде трубы. Технический результат - расширение функциональных возможностей и соответственно повышение потребительских свойств расходомера переменного уровня и позволяет производить измерения расхода не только жидкости, но и газа. 4 ил.

 

Изобретение относится к области добычи нефти и может быть использовано при измерениях дебита (расхода) продукции нефтегазодобывающих скважин.

Известен расходомер переменного уровня [1], предназначенный для измерений расхода жидкой фазы газонасыщенной нефти.

Расходомер состоит из сосуда с напорным и сливным трубопроводами на входе и выходе, перегородки с профилированной сливной щелью, через которую происходит истечение жидкости из входной приемной камеры в выходную полость сосуда, и дифференциального манометра, измеряющего уровень (высоту столба) жидкости в приемной камере.

Профилированная щель обеспечивает прямую пропорциональность между расходом и высотой столба жидкости.

Недостатком этого расходомера является ограниченность функциональных возможностей - он предназначен для измерений только однокомпонентной жидкости.

Известен расходомер переменного уровня [2], предназначенный для одновременных измерений расхода двух расслаивающихся жидкостей.

Расходомер включает в себя емкость, в которой установлена перегородка с профилированной щелью, снабженная датчиком уровня раздела сред и совмещенным с ним датчиком гидростатического давления легкой фракции. В измерительную схему с датчиков поступают сигнал, прямо пропорциональный суммарному расходу жидкости, и сигнал, прямо пропорциональный расходу легкой фракции. Измерительная схема выдает данные сигналы на показывающие приборы.

Недостатком известного расходомера является ограниченность функциональных возможностей, низкие потребительские свойства: устройство позволяет производить измерения дебита лишь однофазного продукта - жидкости.

Известно, что продукцией нефтегазодобывающих скважин является смесь газа и водонефтяной эмульсии.

Поскольку водонефтяная эмульсия, как правило, в условиях измерительной установки, практически не поддается разделению, на практике прямые измерения дебита ее компонент не производят - применяют косвенный способ.

Для определения дебита воды и нефти используют влагомеры. Дебит воды определяют как произведение значений дебита водонефтяной эмульсии, измеряемой расходомером, и доли воды в ней, измеряемой влагомером, а дебит нефти - как разность значений дебита водонефтяной эмульсии и дебита воды.

Таким образом, функция измерений расхода двух расслаивающихся жидкостей в нефтедобыче малопригодна.

В данном случае, поскольку продукция скважин является двухфазной, куда как важнее функция мультифазных измерений.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и соответственно повышение потребительских свойств расходомера переменного уровня.

Поставленная цель достигается тем, что расходомер переменного уровня, состоящий из сосуда с напорным и сливным трубопроводами на входе и выходе, перегородки с профилированной сливной щелью, через которую происходит истечение жидкости из входной приемной камеры в выходную полость сосуда, обеспечивающей прямую пропорциональность между расходом жидкости и высотой столба жидкости, и дифференциального манометра, измеряющего высоту столба жидкости в приемной камере перед перегородкой, согласно изобретению оснащают дополнительной перегородкой с профилированной сливной щелью, обеспечивающей обратную пропорциональность между расходом газа и высотой столба жидкости, и дополнительным дифференциальным манометром, измеряющим высоту столба жидкости перед этой перегородкой.

Причем, в зависимости от конструкции, перегородки с соответствующими дифференциальными манометрами могут располагаться либо в одном сосуде, в двух герметично разделенных полостях, либо в двух сосудах, соединенных трубопроводом, а перегородки могут быть выполнены в виде трубы.

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области, не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «существенные отличия».

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый расходомер переменного уровня отличается тем, что оснащение его дополнительной перегородкой с профилированной сливной щелью, обеспечивающей обратную пропорциональность между расходом газа и высотой столба жидкости и дополнительным дифференциальным манометром, измеряющим высоту столба жидкости перед этой перегородкой, позволяет производить измерения расхода не только жидкости, но и газа, тем самым расширяет функциональные возможности и повышает потребительские свойства расходомера переменного уровня.

Таким образом, заявляемый расходомер переменного уровня соответствует критерию «новизна».

На рисунках изображена принципиальная схема заявляемого устройства.

Расходомер переменного уровня состоит из емкости, разделенной герметичной перегородкой (рис. 1, 2 и 3), или может состоять из двух отдельных емкостей (рис. 4).

Порядок работы расходомера следующий.

Газожидкостная смесь (см. рис. 1) поступает через патрубок 3 в верхнюю камеру емкости 1, где установлена перегородка - труба с профилированной сливной щелью 2.

При этом газ свободно уходит в нижнюю камеру, а жидкость накапливается в нижней части верхней камеры.

При достижении уровня жидкости щели она начинает вытекать через щель в нижнюю камеру.

Очевидно, что в соответствии с законом Торричелли, чем больше скорость притока жидкости в камеру, тем большая площадь щели требуется для ее слива, т.е. большая высота столба жидкости.

Профиль щели выбирают так, чтобы обеспечить линейную зависимость (постоянство коэффициента преобразования) высоты столба жидкости от ее расхода.

Газ, попав в нижнюю камеру, через щелевую трубу и патрубок 4 свободно уходит в коллектор.

Жидкость, попав в нижнюю камеру, стремится перекрыть щелевую трубу, затрудняя выход газа. Перепад давления, возникающий при этом, способствует выталкиванию жидкости через щелевую трубу и патрубок 4 в коллектор.

Причем, чем больше скорость притока газа в камеру, тем большая площадь щели требуется для его выхода, соответственно тем больше он отжимает жидкость, уменьшая ее столб. Линеаризация зависимости высоты столба жидкости от величины расхода газа также достигается путем подбора профиля щели.

Высоту столба жидкости, вернее гидростатическое давление, которое он оказывает, в обоих случаях измеряют с помощью дифференциальных манометров 5.

Расходомеры переменного уровня подлежат индивидуальной градуировке по жидкости и по газу.

Проверка предлагаемых технических решений производилась на заводском метрологическом стенде.

Для измерений расхода газа использовался низкопредельный счетчик с диапазоном измерений от 50 до 2500 нм3/сут. Для измерений расхода жидкости использовался низкопредельный счетчик с диапазоном измерений от 24 до 120 т/сут.

Экспериментальный образец расходомера был выполнен в соответствии с принципиальной схемой, изображенной на рисунке 1.

В качестве критерия удовлетворительности результатов испытаний было выбрано условие: наибольшая погрешность при измерениях расхода газа - ±10%, при измерениях расхода жидкости - ±5%. (Расходомеры намечаются к использованию в качестве трейдеров на удаленно стоящих одиночных скважинах).

В процессе испытаний имитировались (задавались на стенде) значения расхода газа - 50, 500 и 1000 м3/сут. и значения расхода жидкости - 25, 50 и 100 т/сут.

При этом получена наибольшая погрешность при измерениях расхода газа - ±7,3%, при измерениях расхода жидкости - ±4,1%.

Таким образом, исходя из принятого критерия, результаты испытаний следует признать удовлетворительными, поскольку соответствуют предъявленным требованиям погрешности измерений расхода газа и жидкости.

Источники информации

1. П.П. Кремлевский. Расходомеры и счетчики количества веществ, Книга 1 (с. 288), С.-Петербург, Политехника, 2002.

2. Авторское свидетельство СССР №314074/18-10, 1970.

Расходомер переменного уровня, состоящий из сосуда с напорным и сливным трубопроводами на входе и выходе, перегородки с профилированной сливной щелью, через которую происходит истечение жидкости из входной приемной камеры в выходную полость сосуда, обеспечивающей прямую пропорциональность между расходом жидкости и высотой столба жидкости, и дифференциального манометра, измеряющего высоту столба жидкости в приемной камере перед перегородкой, отличающийся тем, что он оснащен дополнительной перегородкой с профилированной сливной щелью, обеспечивающей обратную пропорциональность между расходом газа и высотой столба жидкости, и дополнительным дифференциальным манометром, измеряющим высоту столба жидкости перед этой перегородкой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к системам нефтепродуктообеспечения. Изобретение касается способа замера объема нефтепродукта в резервуаре, в котором мерной линейкой замеряют высоту нефтепродукта в резервуаре, имеющем форму цилиндра круглого горизонтально расположенного, и при известных величинах радиуса и длины резервуара объем нефтепродукта определяют по безразмерной диаграмме, единой для всех горизонтально расположенных резервуаров и которая представляет функцию V/(R2*L)=f(h/R), где V - объем нефтепродукта в резервуаре, R - радиус резервуара, L - длина резервуара, h - высота нефтепродукта в резервуаре.

Изобретение относится к нефтегазовой, нефтехимической промышленности, в частности к устройствам контроля капельного уноса жидкостей на установках комплексной подготовки газа к транспорту.

Изобретение относится к устройству для измерения потока молока в смеси молока и воздуха. .

Изобретение относится к сельскому хозяйству, к области водоизмерения и водоучета в гидромелиоративных, преимущественно на оросительных системах, и может быть использовано для целей коммерческого и/или технологического водоизмерения и водоучета на участках открытых водораспределительных каналов на ровных участках и с перепадами местности, оборудованных перегораживающими и водосборными сооружениями.

Изобретение относится к измерительной технике по расходомерам, а именно к устройствам измерения объемного расхода жидких сред в открытых водоемах - каналах, ненапорных трубопроводах большого сечения и сточных лотках.

Изобретение относится к измерительной технике по расходомерам, а именно к способам и устройствам измерения объемного расхода жидких сред в открытых водоемах - каналах, не напорных трубопроводах большого сечения и сточных лотках.

Изобретение относится к приборостроительной промышленности, в частности к устройствам для непрерывного контроля малых величин расходов невязких жидкостей. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения расхода порошкообразной среды в энергетике, металлургии и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к измерению расхода жидкостей в безнапорных канализационных системах и может быть использовано для коммерческого учета объема сточных вод, сбрасываемых в городскую канализационную сеть.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения расхода жидкости в трубопроводе. Способ измерения расхода жидкости включает измерение перепада давлений на суженном участке трубопровода и на его широкой части, определение по разности давлений расхода жидкости, протекающей по трубопроводу, в отличие от прототипа, давление на суженном участке увеличивают до величины давления на широком участке трубопровода путем нагрева газа в камере дифференциального манометра, соединенной с суженным участком, причем нагрев производят электронагревателем, а расход жидкости определяют по расходу электроэнергии, используемой для нагрева газа.

Изобретение относится к области измерительной техники, предназначено для определения расхода теплоносителя. Отличительной особенностью способа определения расхода теплоносителя датчиками скорости является то, что дополнительно устанавливают по крайней мере один датчик скорости, определяют расход теплоносителя на основе частного вида профиля скорости где Dтр - диаметр трубопровода, W(r, φ) - частный вид профиля скорости, а частный вид профиля скорости определяют на основе измеренных датчиками скорости значений скоростей и общего вида профиля скорости, а общий вид профиля скорости определяют на основе теоретических представлений и предварительных модельных опытов.

Способ определения массы сжиженного газа, по которому измеряют температуру и давление в емкости, выпускают вещество из емкости и контролируют время истечения вещества из емкости через насадку и изменение давления в емкости.

Уровнемер-расходомер жидкости в баке содержит корпус, дифференциальный датчик давления, пневмогидравлический блок, включающий герметичную полость, трубку со сквозным каналом для вертикального погружения ее на дно бака с контролируемой жидкостью одним концом, а другим концом соединенную с одним из входов дифференциального датчика давления, герметичные упругие элементы, причем герметичные упругие элементы выполнены в виде мембранных коробок, часть сторон которых, в частности одна сторона, выполняется упругой, а остальные, соответственно, жесткими.

Группа изобретений относится к определению свойств многофазной технологической текучей среды. Способ определения свойств многофазной технологической текучей среды содержит этапы, на которых: пропускают многофазную текучую среду по колебательно подвижной расходомерной трубке и расходомеру переменного перепада давления; вызывают движение расходомерной трубки и определяют первое кажущееся свойство текучей среды; определяют, по меньшей мере, одно кажущееся промежуточное значение, которое представляет собой первый критерий Фруда для негазообразной фазы текучей среды и второй критерий Фруда для газообразной фазы текучей среды; определяют степень влажности текучей среды на основе преобразования между первым и вторым критериями Фруда и степенью влажности; определяют второе кажущееся свойство текучей среды с использованием расходомера переменного перепада давления; определяют фазозависимое свойство текучей среды на основе степени влажности и второго кажущегося свойства.

Автоматизированная информационная система для управления насосно-трубопроводным комплексом содержит насосные станции с приборами для измерения давления, создаваемого электроцентробежными насосами, приборами для измерения электрической мощности, потребляемой электродвигателями привода электроцентробежных насосов.

Изобретение относится к измерительным устройствам и может быть использовано в технологических трубопроводах для измерения количества газа или жидкости, в ЖКХ и производственных процессах, а также в узлах учета энергоресурсов для коммерческого расчета.

Изобретение относится к способам и устройствам для измерения объемного (массового) расхода текучей среды путем пропускания ее через измерительное устройство непрерывным потоком с измерением давления или перепада давления.
Наверх