Способ определения коэффициентов объемного сжатия и температурного расширения жидкости

 

О П И С А Н И Е 1117!2745

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 30.08.78 (21) 2667969/18-25 (51) М. Кл.

G 01N 25/16 с присоединением заявки Же

Государственный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.01.80. Бюллетень Мо 4 (53) УДК 541.12.3 (088.8) ло делам изобретений н открытий (45) Дата опубликования описания 30.01.80 (72) Авторы изобретения

В. Н. Антипьев и В. В. Миронов

Тюменский индустриальный институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ

ОБЪЕМНОГО СЖАТИЯ И ТЕМПЕРАТУРНОГО

РАСШИРЕНИЯ ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к области теплофизики и может быть использовано при исследовании сжимаемости жидкости, в частности при расчетах запасов нефти в пласте, при расчетах режимов работы пласта, при расчетах нефтепроводов как для

«дегазированной», так и «газонасыщенной» перекачки и при расчетах гидроприводов.

Известен способ определения сжимаемости жидкости, по которому изменение плотности (удельного объема) происходит за счет изменения объема эластичной ампулы, содержащей исследуемое вещество. Ампулу помещают в сосуд постоянного обьема, который заполняют хорошо изученным газообразным или жидким рабочим агентом.

Изменение параметров этого агента обусловлено не только его свойствами, но и сжимаемостью исследуемого вещества, которая может быть рассчитана по известным свойствам агента (1).

Основным недостатком вышеуказанного способа оценки сжимаемости жидкости является сложность определения плотности жидкости.

Ближайшим техническим решением к изобретению является способ определения коэффициентов объемного сжатия и температурного расширения жидкости, основанный на измерении изменения объема жидкости при изменении давления (2).

Недостатком этого способа определения коэффициентов является возможность утечки жидкости, что существенно влияет на результаты измерений.

Целью изобретения является повышение точности совмесп1ого определения коэффициентов.

Цель достигается тем, что используют сосуд постоянного объема, который запол10 няют исследуемой жидкостью с требуемыми значениями давления и температуры, затем изменяют температуру жидкости в интервале 5 и замеряют изменение давления в сосуде. По полученным данным из15 менения температуры и давления жидкости вычисляют искомые коэффициенты.

Способ осущестгляют в следующей последовательности: B сосуд высокого давления постоянного обьема заливают испытуемую жидкость при атмосферном давлении, если же исследуют пластовую газонасыщенную нефть, то сосуд заполняют под давлением выше давления насыщения нефти газом, для предотвращения ее разгазирования. Образцовый манометр пружинного типа предварительно заполняют эталонной жидкостью с известными малыми значениями коэффициентов „и р„что по30 вышает точность определения рр и Р испытуемой жидкости р — коэффициент объ712745 (1) (2) и й 0

Составитель А.

Платова

Техред А. Камышиикова

Корректоры: В. Шашагии и А. Галахова

Редактор H. Коляда

Заказ 2799/7 Изд. № 137 Тираж 1033 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 51(-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

3 емного сжатия, — коэффициент температурного расширения.

Далее сосуд помещают в термостат и термостатируют 1,5 — 2 ч, после чего замеряют температуру жидкости to и давление ро по образцовому манометру. Затем повышают температуру на 1 — 2 С, снова термостатируют до тех пор, пока не перестанет возрастать давление в сосуде, и замеряют температуру жидкости t> и давление р . Вышеуказанные операции в той же последовательности при температуре на

1 — 2 С выше повторяют и замеряют температуру 4 и давление р> в сосуде. После измерений вычисляют изменение температуры Л(1 и h4 по формулам - 1 — 1 о и изменение давления Лр1 и Лр2 по формулам

ЛР,=Р,— Р, (3) и — Pa о (4)

Для определения коэффициентов рр и Р< исследуемой жидкости решают систему уравнений (У + Ю,И,) 3,ЛР, + (1i" + 1/Ъ И,) X

X 3p hP1 = >,/М, + 1,ГМ, (v+ ю ht,ЯрhP, + (v + V Ìt.) )р hP, ——

= ),Vht, + (3,V ht„(5) где V u V — объемы жидкости соответственно в образцовом манометре и испытуемой в сосуде при давлении Рв и температуре to. Способ основан на изменении давления жидкости при изменении температуры Л(этой жидкости, находящейся в замкнутом сосуде, не позволяющем увеличивать объем (плотность) жидкости вследствие ее температурного расширения (hV=O).

Приращение объема при повышении температуры на hti определится по формуле

hV = (Vht,. (6)

Изменение объема при сжатии жидкости на величину определится зависимостью вида

Л1i = V* .ЛР„ (7) где V — объем, занимаемый жидкостью при Р= Р, после нагревания ее на Л(ь

I0

Объем определится по формуле

V = V+) ht,V. (8)

Исходя из вышесказанного, правые части уравнений (6) и (7) можно приравнять (1+ ),ht,) ) ЛР,=),М,. (9)

Для определения коэффициентов Рр и Р необходимо решить систему уравнений, так как уравнение (9) содержит две неизвестные величины (1+ ),М ЯрЛР = М (1 + 31 й) гр и Vté

С учетом сжимаемости жидкости в образцовом манометре система уравнений (10) примет вид (5).

Если отношение объема U сосуда к объему V трубки манометра при одинаковых значениях давления и температуры будет больше или равно 20, то сжимаемостью жидкости в манометре можно пренебречь и для нахождения коэффициентов 1р и р< решать систему уравнений (10).

При использовании данного способа определения коэффициентов „и Р изменения температуры Л11 и ht не должны превышать 5 С. В этом случае можно считать, что коэффициенты Рп и Pt являются величинами, независящими от температуры.

Формула изобретения

Способ определения коэффициентов объемного сжатия и температурного расширения жидкости, основанный на измерении изменения объема жидкости при изменении давления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности совместного определения коэффициентов, используют сосуд постоянного объема, который заполняют исследуемой жидкостью с требуемыми значениями давления и температуры, изменяют температуру жидкости в интервале, не превышающем 5 С, и после термостабилизирования замеряют соответствующее приращение давления в сосуде и по полученным данным вычисляют искомые коэф ф ици енты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 488117, кл. G Olid 7/00, 1973.

2. Мамуна К. Н. и др. Экспериментальное исследование пластовых нефтей

ГОСИНТИ, М., 1960, с. 14 (прототип).