Устройство для определения содержания свободного и растворенного газа

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ СВОБОДНОГО И РАСТВОРЕННОГО ГАЗА в сепарированной нефти, включающее горизонтальный цилиндрический корпус с плунжером, обечайку с торцовыми крышками, установленную коаксиально снаружи корпуса и образующую с ним кольцевую камеру, запорные вентили высокого давления, входной и выходной патрубки, манометр и измерительное устройство хода плунжера , отличающееся тем, что, с целью повьппения точности измерения содержания газа в нефти за счет определения излишне растворенного газа, оно снабжено турбулизирующим устройством, выполненным в виде камеры с набором диафрагм, соединенным с цилиндрическим корпусом при помощи патрубка с запорным вентилем, и установленной под турбулизирующим устройством емкостью, снабженной плавающим поршнем и пневмоприводом, а в торцовой крьшке, расположенной у входного патрубка, выполнена канавка , соединяющая кольцевую камеру с цилиндрическим корпусом. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пневмопривод выполнен в виде контейнера со сжатым газом, установленного под емкостью. ft 15 16

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Здц С 01 N 33/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (Рис 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР .ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2521989/23-26 (22) 22.08.77 (46) 30. 10.84. Бюл. № 40 (72) Н.Н. Репин, Л.А. Пелевин, Б.А. Баринов и Л.И. Герман (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по сбору, подготовке и транспорту нефти и нефтепродуктов (53) 622.5(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР . № 328385, кл. G 01 N 33/32, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2108080/23-26, кл С 01 N 33/22, 25.02.75 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

СОДЕРЖАНИЯ СВОБОДНОГО И РАСТВОРЕННОГО

ГАЗА в сепарированной нефти, включающее горизонтальный цилиндрический корпус с плунжером, обечайку с торцовыми крышками, установленную коаксиально снаружи корпуса и образующую с ним кольцевую камеру, запорные вентили высокого давления, входной и выходной патрубки, манометр и измерительное устройство хода плунжера, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения содержания газа в нефти sa счет определения излишне растворенного газа, оно снабжено турбулизирующим устройством, выполненным в виде камеры с набором диафрагм, соединенным с цилиндрическим корпусом при помощи патрубка с запорным вентилем, и установленной под турбулизирующим устройством емкостью, снабженной плавающим поршнем и пневмоприводом, а в торцовой крышке, расположенной у входного патрубка, выполнена канавка, соединяющая кольцевую камеру с цилиндрическим корпусом.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что пневмопривод выполнен в виде контейнера со сжатым газом, установленного под емкостью.

774388

Изобретение относится к области техники измерений, а именно при исследовании эффективности работы газонефтяных сепараторов для определения содержания свободного и излишне растворенного газа в сепарированной нефти.

Газонефтяной сепаратор-один из элементов системы сбора нефти, основной функцией которого является предварительная подготовка нефти и газа до степени, достаточной для обеспечения нормальной работы элементов системы сбора и подготовки, стоящих в технологической цепочке за сепаратором. Процесс сепарации в них складывается из механического разделения газожидкостной смеси на жидкую и газовую фазы и приведения системы нефть — газ в состояние термо- 20 динамического равновесия.

Идеальную сепарацию обычно осуществлять экономически невыгодно, поэтому нефть оказывается пересьпценной газом. 25

Известно устройство для опрецеления содержания свободного газа в сепарированной нефти, включающее горизонтальный цилиндрический корпус, плунжер с лимбом и шкалой, манометр, установленные напротив друг друга на торцах корпуса запорные вентили высокого давления.и штуцеры ввода и вывода нефти (1 ).

Недостатком известного устройст35 ва является невысокая точность определения.

Известно устройство, включающее горизонтальный цилиндрический кор40 пус с плунжером, обечайку с торцовыми крышками, установленную коаксиально снаружи корпуса и образующую с ними кольцевую камеру, запорные вентили высокого давления, входной и выходной патрубки, манометр

45 и измерительное устройство хода плунжера 2 1.

Недостатком этого устройства является то, что в нем не предусмотрена возможность измерения из- 50 лишне растворенного газа в сепарированной нефти.

Целью изобретения является повышение точности измерения содержания газа в нефти за счет определения 55 излишне растворенного газа.

Поставленная цель достигается тем, что предложенное устройство снабжено турбулизирующим устройством„ выполненным в виде камеры с набором диафрагм, соединенным с цилиндрическим корпусом при помощи патрубка с запорным вентилем, и установленной под турбулизирующим устройством емкостью, снабженной плавающим поршнем и пневмоприводом. В торцовой крышке, расположенной у входного патрубка, выполнена канавка, соединяющая кольцевую камеру с цилиндрическим корпусом. Пневмопривод выполнен в виде контейнера со сжатым газом, установленного под емкостью.

На фиг. 1 изображено описываемое устройство, общий вид; на фиг. 2 разрез А-А фиг. 1.

Устройство содержит горизонталь- ный цилиндрический корпус 1, манометр 2, плунжер 3, размещенный внутри корпуса 1, линейную шкалу 4, лимб 5, рукоятку 6, обечайку 7 с торцовыми крышками 8 и 9 (крьппка 8 выполнена с канавкой 10),вентили высо— кого давления 11, патрубок входа 12 и патрубок выхода 13 нефти, турбулизатор, выполненный в виде камеры 14 с набором диафрагм 15 различного диаметра и с рукояткой 16, соединенный с цилиндрическим корпусом 1 при помощи патрубка 17 с запорным вентилем 18, емкость 19, установленную под турбулизатором и снабженную плавающим поршнем 20, и пневмопривод, выполненный в виде контейнера 21 со сжатым газом, установленного под емкостью 19 °

Устройство работает следующим образом.

Устройство патрубками 12 и 13 подключается к трубопроводу, и часть основного потока сепарированной нефти проходит в корпус 1.При установившемся режиме работы сепаратора корпус 1 с помощью рукоятки 6 поворачивается на 90, и происходит отсечка пробы нефти в корпусе 1. При этом конусные отверстия крышек 9 совмещаются с вентилями высокого давления 11, пазы крышек совмещаются с входным 12 и выходным 13 патрубками, и поток нефти направляется в кольцевую камеру, образованную обечайкой 7 и корпусом 1. Это обеспечивает поддержание в отсеченной пробе постоянной температуры, равной температуре потока нефти в трубопроводе.

После отсечки пробы происходит герметизация корпуса закрытием веню

774388 тилей 11 и изотермическое сжатие пробы путем внедрения плунжера 3 до давления 9,5-10 МПа, при котором весь свободный газ растворится в нефти. 5

В процессе сжатия значение давления фиксируется по манометру 2, а изменение объема пробы — по линейной шкале 4 и лимбу 5 и затем аналитически определяют содержание 10 свободного газа в пробе сепарированной нефти при давлении и температу- . ре в трубопроводе.

После определения содержания свободного газа в отобранной пробе нефти 15 открывается вентиль 18, и часть пробы под давлением 9,5-10 МПа, несколько превышающим давление в контейнере 21, нагнетается в емкость 19.

Затем вентиль 18 закрывается, вен- 20 тили 11 открываются, плунжер 3 приводится в исходное положение, корпус 1 поворачивается в исходное

1положение, и отсекается следующая проба нефти. 25

Затем в камере 14 устанавливается рукояткой 16 положение, соответствующее максимальному размеру диафрагмы 15, открывается вентиль 18, и порция нефти из емкости 19 через

-диафрагму 15 турбулизатора поступает в корпус под действием разницы давления в контейнере 21 и корпусе 1, где в данный момент оно равно давлению в трубопроводе.

При этом из нефти, прошедшей через турбулизатор, выделится газ, а часть пробы, находившейся в корпусе 1, объемом равная емкости 19, через канавку 10 в крышке 8 вытеснится в кольцевую камеру между обечайкой 7 и корпусом 1. Затем закрываются вентили 11 и 18, и вновь производится определение содержания свободного газа в корпусе 1.

Д, Так как исследования проводятся при установившемся режиме сепарации и содержание свободного газа в сепарированной нефти постоянно, разница между полученной величиной свободного газа и замеренной ранее будет равна излишне растворенному газу в емкости, выделившемуся при турбулизации.

Таким образом, относительная величина излишне растворенного газа, выделившегося при данной степени турбулизации, т.е. при данном диаметре диафрагмы, равна к

У Ð. относительное содержание излишне растворенного газа при давлении и температуре сепарации; относительное содержание свободного .газа в пробе сепарированной нефти при давлении и температуре сепарации до турбулизации; относительное содержание свободного газа в пробе сепарированной нефти при давлении и температуре сепарации после турбулизации; объем цилиндрической емкости; объем камеры сжатия .

К

ГР где К г,р

ГС (К г.с

К

Если степень турбулизации при пропускании нефти через первую диафрагму была недостаточна, эта операция повторяется несколько раз на диафрагмах меньшего диаметра до тех. пор, пока после турбулизации на трех различных диафрагмах не получат оди наковую величину излишне растворенного газа (К ), что означает перенасыщенность ликвидирована, т.е. система нефть — газ пришла в состояние термодинамического равновесия.

Измерение свободного и излишне растворенного газа в одном устройстве позволяет сократить время исследований сепарационных установок.

774388

Редактор:Утехина Техред Л.Коцюбняк

Корректор М.Максимишинец

Филиал ПП!! "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 7080/3 Тираж 822 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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