Устройство для измерения расхода компонентов водонефтяного потока

 

Q ll N C A H N K (ting>5g)3

ИЗОБРЕТЕН ИЯ:. апта

Союз Советсеа

Социалистически«

ЕжиуЕл.и (6l) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 17.11.76(21) 241 7809/03 с присоединением заявки №

Е 21 В 47/10 (23) Приоритет

Гевудэр«тве««ый «еи«т«т

СССР

«« дел«и «аобрета««й

« вт«рот«й

Опубликовано 08.04.7933юллетеиь №1З (53) УДК 622.241 (088.8) Дата опубликования описания 09,04,79 (72) Авторы изобретения Е. Н. Браго, А. В. Uapea. А. Г. Зубков и Е. П. Мешков

Московский ордена Трудового Красного Знамени институт нефтехимической и газовой промышленности им. И. М. Губкина (7Ц Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА КОМПОНЕНТОВ

ВОДОНЕФТЯНОГО ПОТОКА

Изобретение предназначено для определения количества нефти, воды и водонефтяной смеси на потоке и может быть использовано в нефтяной и нефтехимической промышленности в автоматизированных системах перекачки нефти.

Известны системы для измерения количества нефти на потоке с коррекцией по влажности в зависимости от показаний датчика влагосодержания (1) .

Однако подобные системы обладают недостаточной точностью измерений.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения компонентов водонефтяного потока, содержащая преобразователь температуры, функциональный преобразователь, первый и второй двоичные счетчики, преобразователь расхода, последовательно соединенный с формирователем, кэмпенсатором трения, третьим и четвертым двоичными счетчиками, и преобразователь влажнэсти, соединенный с первым вхэдэм схемы совпадения, ко второму входу которой подключен мультивибратор (2J.

Однако известная система обладает недостаточной точностью измерений изза невозможности коррекции датчика чистой нефти по температуре. Необходимость такой коррекции возникает вследствие изменения диэлектрической проницаемости нефти от температуры, а следовательно, из-за изменения показаний датчика влагосодержания. Эта погрешо ность может достигать 127 на 10 С.

Е елью изобретения является увели- чение точности измерения компонентов водэнефтяного потока.

Для достижения поставленной цели известное устройство для измерения потока жидкости снабжено двоичным умкожителем и блоком умнэжения, вхэд которэго подключен к преобразователю темпера26 туры, а выход — к функциональному преобразователю, выход которого подключен к первому входу двоичного умнэжителя, BTopQH вход KoTopoFD соединен с компен655818 сатором трения, а выходы подключены к мультивибратору, первому и второму двоичным счетчикам, причем выход схемы совпадения подсоединен ко входу функционального преобразователя. В

Двоичный умножитель может быть выполнен в виде последовательно соединенных пятого и шестого двоичных счетчиков, причем инверсные выходы триггеров пятого двоичного счетчика подключены ко входам первой схемы ИЛИ, а инверсные выходы триггеров шестого двоичного счетчика подсоединены к пер вым входам .первой и второй групп схем совпадения, вторые входы которых соеди- 13 нены соответственно с инверсными и прямыми выходами триггеров регистра, а выходы первой и второй групп схем совпадения подключены соответственно ко входам первой и второй схем ИЛИ. 29

На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства..

Устройство состоит из преобразовате ля температуры 1, функционального преобразователя 2, первого и второго двоичных счетчиков 3 и 4, преобразователя расхода 5, последовательно соединенного с формирователем 6, компенсатором трения 7, третьим и четвертым двоичными счетчиками 8 и Э, и преобразователя влажности 10, соединенного с первым входом схемы совпадения 11, ко второму входу которой подключен мультивибратор 12, двоичного умножителя 13 и блока умножения 14., вход которого подЭй ключен к преобразователю температуры

1, а выход - к функциональному преобраэЬвателю 2, выход которого подключен к первому входу двоичного умножителя

13, второй вход которого соединен с

4Q компенсатором трения 7, а выходы подключены к мультивибратору 12, первому

3 и второму 4 двоичным счетчикам, нричрм выход схемы совпадения 1 l подсое45 динен ко входу функционального преобразователя 2. Кроме того, двоичный умножитель 13 выполнен в виде последова- тельно соединенных пятого и шестого двоичных счетчиков 15 и 16, причем

50 инверсные входы триггеров пятого двоичного счетчика 15 подключены к входам первой схемы ИЛИ 17, а инверсные выходы триггеров шестого двоичного счетчика 16 подсоединены к первым входам первой и второй групп, схем совпадения

18 и 19, вторые входы которых соединены соответственно с инверсными и прямыми выходами триггеров регистра 20, а выходы первой 18 и второй 19 групп схем совпадения подключены соответственно ко входам первой 17 и второй 21 схемы ИЛИ.

Предлагаемая система допускает измерение трех параметров: количества обводненной нефти Q, количества чистой нефти Я,„= Q (1-W/(1-оС1))и количества воды(=Q ФД1 . t), где p - влажность нефти в относительных единицах о

t температура нефти в С, o6 — модуль температурного коэффициента диэлектрической проницаемости нефти.

Устройство работает следующим образом.

С преобразователя расхода 5 {например, турбинного типа) через формирователь 6 и компенсатор трения 7 частотно-импульсный .сигнал f, пропорционал ный обьемному расходу водонефтяного потока, поступает на вход масштабирующего двоичного счетчика 8, с коэффициентом масштабирования К „, и далее в счетчик-накопитель 9. В результате этого в счетчике-накопителе 9 записывается число импульсов, равное количеству обводненной нефти за время накопления т„:

Я=К„

Для определения количества чистой нефти Q < в устройстве формируется сигнал (цифровой код), пропорциональный влажности нефти, скорректированный по температуре: W =9/(g-, ф} . Процесс формирования сигнала 9(протекает так.

Преобразователь влажности 10 вырабатывает частотный сигнал, поступающий на один из выходов схемы совпадения

11, на второй вход схемы совпадения мультивибратора 12, запускаемого импульсами переполнения счетчика 16 двоичного умножителя 13, подается стробимпульс длительностью1О. В результате этого на одном из входов функционального преобразователя формируется унитарный код К, пропорциональный влажности нефти 9(, а на втором входе - код

К, пропорциональный величине сС t „с бпока умножения 14. Функциональный преобразователь формирует код К, пропорциональный влажности нефти, скорректированной по температуре ++=®/(1-оса) который записывается в регистр 20 двоичного умножителя 13.

655818 б

Двоичный умножитель осушествляет операцию умножения позиционного кода влажности Й „на частотно-импульсный

% сигнал f объемного рахода нефти и вычитание полученного произведения иэ 5

f< . Получаемые на выходах двоичного умножителя 13 частотно-импульсные сигналы накапливаются соответственно

В двоичных счетчиках 4 и За

Двоичный умножитель 13 работает О следуюшим образом.

На инверсных выходах триггеров двоичного счетчика 15 образуется последовательность частотно-импульсных комцо-нент1, /2;1 /2;..., (Яп, гдето - раз,рядность счетчика 15, на инверсных выходах триггеров двоичного счетчика 16 МОКС

7 где @ и — максимальная влажность нефти в процентах,на выходе двоичного умножителя получаются сигналы, пропорциональные расходу воды и чистой нефти.

Таким образом, предлагаемая система. за счет введения новых элементов, а также организации новых связей обладает большими функциональными способностями, что позволяет увеличить точность измерения расхода компонентов водонефтяного потока. т.е. на выходе схемы ИЛИ 17 имеется частотно-импульсный сигнал, пропорциональный расходу чистой нефти. Соотвестственно на выходе схемы ИЛИ 21 имеется частотно-импульсный сигнал:

m k N

Ео;

grl+j $ gtl+N пропорциональный расходу воды. Следовательно, выбирая разрядность двоичных счетчиков 15 и 16 так, чтобы

Формула изобретения

Устройство для измерения расхода компонентов водонефтяного потока, содержашая преобразователь температуры, функциональный преобразователь, первый образуется последовательность частотно-импульсных компонент,(1 /2")/2;(f>/2")/2 ...(f /2™)/l где tn - разрядность счетчика 16 и ре- гистра 20. Тогда на выходах группы схем совпадения 18 образуется комбина и+1, ция частотно-импульсных компонент ар

a„f, (2" ;а;< (2-2;.-.а.f (2" ", где С 1, 5 .„О„„и С(,О ...О„п- соответственно инверсный и прямой двоичный

-М код влажности К„/ регистра 20.

Таким образом, схема ИЛИ 17 осушествляет операцию сложения следующих компон ент: и второй двоичные счетчики, преобразователь расхода, последовательно соединенный с формирователем, компенсатором трения, третьим и четвертым двоичными счетчиками, и преобразователь влажности, соединенный с первым входом схемы совпадения, ко второму входу которой подкпючен мультивибратор, о. т л ич ающе ес я тем,что,сцельюповышения точности измерения, оно снабжено двоичным умножителем и блоком умножения, вход которого подключен к преобразователю температуры, а выход— к функциональному преобразователю, выход которого подключен к первому входу двоичного умножителя, второй вход которого соединен с компенсатором трения, а выходы подключены к мультивибратору, первому и второму двоичным счетчикам, причем выход схемы совпадения подсоединен ко входу функционального преобразователя.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч аю ш е е с я тем, что двоичный умножитель выполнен в виде последовательно соединенных пятого и шестого двоичных счетчиков, причем инверсные выходы триггеров пятого двоичного счетчика подключены к входам первой схемы

ИЛИ, а инверсные выходы триггеров шестого двоичного счетчика подсоединены к первым входам первой и второй групп." схем совпадения, вторые входы которых соединены соответственно с ин» версными и прямыми выходами триггеров регистра, а выходы первой и второй групп схем совпадения подключены соответственно ко входам первой и второй схемы ИЛИ.

Источники .информапии, принятые во внимание при экспертизе

1. Состояние разработки нефтяных расходомеров и приборов, применяемых в автоматизированных системах перекачки нефти. Серия Машины и оборудование нефтегазовой промышленности". М., ВНИИОЭНГ, 1973, с. 33-48.

2. Патент США М 3566685, . кл. 73-194 1973.

Составитель И. Карбачинская

Редактор С. Титова Техред 3. мужик Корректор О. Бил@к

Заказ 1477/26 Тираж 656 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4