Устройство для определения межфазного натяжения жидкостей

 

Союз Советских

Социалистических

Республмк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<и>873 040 (6! ) Дополнительное к авт. свил-ву (22)Заявлено 07.09.79 (21) 2820442/18-25 (5 l ) M. Кл. с присоединением заявки М

G 0l N 13/02

Гааударетааиима xosmer

СССР (28) Приоритет дв делам изабратений и атарытий

Опубликовано 07.10.81, Бюллетень М 37

Дата опубликования описания 071(ф1 (53) УДК

543.542 (088.8) (72) Авторы изобретения

И. С. Киснль, М. М. Дранчук, А. Г. Мальк и Р. Т. Боднар

1, 4 (7l) Заявитель

Ивано-Франковский институт нефти и газа

) ..

Ъ:; (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕЖФАЗНОГО

НАТЯЖЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ

Изобретение относится к области измерения физико-химических параметров жидкостей, в частности, межфазного натяжения растворов поверхностно-активных веществ (ПАВ) íà границе с нефтью (керосином) по методу максиS мального давления в капле.

Известно устройство для определения межфазного натяжения по методу максимального давления в капле, содержащее сосуд с исследуемой жидкостью, калиброванный капилляр с

1О расширенной частью, заполненный рабочим агентом, и систему измерения максимального давления в капле, выдавливаемой из капилляра (1).

Недостатком укаэанного устройства является

IS периодичность его работы н невозможность применения для непрерывного измерсния межфазного натяжения жидкостей, находящихся в потоке.

Наиболее близким техническим решением является устройство для определения межфазного натяжения жидкостей по методу максимального давления в капле, содержащее проточную камеру для исследуемой жидкости, калиброванный капилляр с расширенной частью, заполненный рабочим агентом, систему измерения максимального давления в капле, емкость для подпитки рабочим агентом и регулятор уровня рабочего агента в расширенной части.капилляра, причем емкость для подпитки соедше-. .на с расширенной частью капилляра через регулятор уровня P2), Указанное устройство может быть использовано для непрерывных измерений непосредственно на технологическом потоке.

Недостатком такого устройства является ио дополнительная погрешность измерения, обусловленная следующими обстоятельствами. В промежутках между подачей пневматических импульсов давлений от источника стабилизированного давления литания уровень рабочего агента в расширенной части калиброванного капилляра будет с помощью регулятора уровня поддерживаться таким, который необходим для вы полнения условия P„ Рр. где Р, и Р - давление столба рабочего агента и исследуемого раствора соответственно по отношению к нижнему срезу калиброванного капилляра.

0 4 части капилляра во внутреннюю полость регулятора уровня.

На черетеже представлена принципиальная схема предложенного устройства.

Устройство состоит из проточной камеры 1, в которой размещен калиброванный капилляр 2 с расширенной частью s виде шарообразной емкости, емкости 3 для подпитки, регулятора уровня рабочего агента в расширенной части капилляра 4, стабилизированного источника питания сжатым воздухом 5, пневмоэлектрического преобразователя 6, электронной измерительной схемы 7, задатчика времени существования поверхности раздела фаэ 8, электромагнитного клапана 9, установленного на линии, сообщающей между собой внутреннюю полость расширенной части капилляра и внутреннюю полость регулятора уровня, и регистрирующего прибора 10.. Процесс определения межфазного натяжения производится, следующим образом.

В емкость для подпитки 3 заливают определенное количество рабочего агента, который заполнит емкость расширенной части капилляра 2 через регулятор уровня 4 и открытый электромагнитный клапан 9 до определенного уровня, заданного .регулятором уровня. Через проточную камеру 1 пропускают исследуемую жидкость таким образом, чтобы поток был ламинарным и не срывал капли рабочего агента с кончика капиляра 2 в процессе их образования (Vm (0,15 м/с). Опускают нижний торец капилляра 2 в исследуемый раствор таким образом, чтобы соблюдалось условие

Ри = Р0. Включают электрическое и пневматическое питание устройства.

В моменты поступления импульса от задатчика времени существования поверхности раздела фаэ 8 электромагнитный клапан 9 пере- . крывает сообщение между внутренними полостями расширенной части капилляра и регулятора уровня. Вследствие этого увеличение давления над поверхностью рабочего агента в расширенной части капилляра будет происходить при неизменном уровне рабочего тента в этой части капилляра и до тех пор, пока не образуется капля из его калиброванного отверстия.

После прекращения импульса, поступающего от задатчика времени существования поверхности раздела фаэ 8, давление над рабочим агентом в расширенной части капилляра сбрасывается до атмосферного, электромагнитный клапан 9 открывается. Это дает возможность снова регулировать уровень в расширенной части капилляра, так как со временем частьрабочего агента через калиброванное отверстие капилляра в виде капель уходит в исследуемую жидкость.

Возникающее максимальное давление воздуха в капилляре 2 воспринима тся пневмоэлектриПоставленная цель достигается тем, что устройство для определения межфаэного натяжения жидкостей по методу максимального давления в капле, содержащее проточную камеру для исследуемой жидкости, калиброванный капилляр с расширенной частью, заполненной рабочим агентом, систему измерения максимального давления в капле, выдавливаемой из капилляра, 40 емкость для подпитки рабочим агентом, регу-. лятор уровня рабочего агента в расширенной части капилляра и задатчик времени существования поверхности раздела фаз между рабочим агентом и исследуемой жидкостью, дополнительно содержит электромагнитный клапан, установленный на линии, сообщающей регулятор уровня и расширенную часть калиброванного капилляра, и электрически соединенный с задатчиком времени существования поверхности раздела. фаз. 50

В промежутки времени между пневматическими импульсами давления электромагнитный клапан открыт. В результате происходит регулирование уровня в расширенной части капилляра C целью ноддержанИя условия !РИ = PP 55 а в моменты наличия йиевматических импульсов давления клапан закрыт, что предотвращает перетекание рабочего агента из расширенной

87104

В моменты поступления пневматического импульса давления, которые определяются задат-чиком времени существования поверхности раздела фаз 4 на протяжении которых происходит измерение межфазного натяжения исследуемого раствора, давление над поверхностью рабочего агента в расширенной части капилляра резко увеличивается;

Так как внутренняя полость расширенной части капилляра также сообщена с внутренней полостью регулятора уровня, то в процессе нарастания давления в калиброванном капилляре до максимального значения, которое необходимо для образования капли из нижнего его отверстия, будет происходить перетекание части рабочего агента из расширенной части капилляра во внутреннюю полость регулятора уровня, что приведет к понижению уровня рабочего аген. та в расширенной части капилляра. В связи с этим не будет выполняться условие Р = Р, а действительное манометрическое давление

Р„в этом случае будет большим, чем в случае соблюдения условия P> = Р0, которое должно обязательно выполняться в моменты обРазования капель из калиброванного капилляра при изменении межфазного натяжения известным устройством. В результате этого рассчитанное значение межфазного натяжения по формуле

6 = P< I K будет всегда завышенным.

Целью изобретения является повыешние точ30 ности измерений.

40 6 ком уровне, при котором нефтеотдача пласта будет максимальной, а расход ПАВ оптимальным.

Устройство для определения межфазного натяжения жидкостей по методу максимального давления в калле, содержащее проточную камеру. для исследуемой жидкости, калиброванный капилляр с расширенной частью, заполненной рабочим агентом, систему измерения максимального давления в капле, выдавливаемой из капилляра, емкость для подпитки рабочим агентом, регулятор уровня рабочего агента в расширенной части капилляра и задатчик времени существования поверхности раздела фаз между рабочим агентом и исследуемой жидкостью, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно дополнительно содержит электромагнитный клапан, установленный на линии, сообщающей регулятор уровня и расширенную часть калиброванного капилляра, и электрически соединенный с задатчиком времени существования поверхности раздела фаэ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Методы испытаний водных растворов поверхностно-активных веществ. Вып. 1, М,, НИИТЭИ, 19б5, с. 43-47.

2. Авторское свидетельство СССР Во 3 Ке

Р 2731237/25, кл. 6 01 N 13 02, 1979, (Прототип) .

5 8710 ческим преобразователем 6 и преобразуется в пропорциональный электрический сигнал, который

1усиливается электронной измерительной схемой

7 и поступает на вход регистрирующего прибора

10.

Емкость для подпитки 3 и регулятор уров- Ф о р м у л а и з î б р е т е и и я ня 4 служат для поддержания постоянного уровня рабочего агента в расширенной части капилляра в моменты, когда электромагнитный клапан 9 открыт. Поступающие в проточную камеру 1 в процессе измерения капли рабочего агента вытекают через сливной патрубок с вытекающим исследуемым раствором.

Межфазное натяжение при его определении предлагаемым устройством будет определяться

t5 по формуле Е = Р„ /К, где Рд - давление манометрическое в момент отрыва капли от капилляра, К - постоянная капиляра.

При этом давление Р„будет равно тому значению, которое соответствует максимальному в капле при условии P> = Ре, т. е. процесс измерения межфаэного натяжения будет происходить при постоянном и требуемом уровне рабочего агента в расширенной части капилляра.

Этим самым исключается погрешность в результатах измерения от непостоянства уровня рабо25 чего агента в расширенной части калиброванного капилляра.

Применение предлагаемого устройства позволит повысить точность определения межфазного натяжения исследуемого раствора непосредственно на технологической линии или ее ответвлении, в частности применение его при закачке раствора ПАВ в нефтеносный пласт позволит более точно поддерживать концентрацию ПАВ на та871040

Составитель С. Беловодченко

Техред А-Савка

Реактор О. Филиппова

Корректор Г. Orap

Заказ 8425/15

Тираж 9IO

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4