Способ измерения содержания свободного газа в потоке жидкости

Способ измерения содержания свободного газа в потоке жидкости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ СВОБОДНОГО ГАЗА В ПОТОКЕ ЖИДКОСТИ,, заключающийся в создании давления в жидкости и последующего его измерения , отличающийся тем, что, с целью осуществления иепрерьюности измерения и повышения точности, давление в жидкости создают последовательностью .одиночных электроискровых разрядов, а содержание свободного газа в потоке жидкости определяют по величине максимальных значений амплитуд импульсой динамического давления в жидкости. §

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

56037 А (19) (И) д)) G Ol и 27/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕ;ГЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

fl0 ÄÅËÀM ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3435803/18-25 (22) 11. 08. 82 (46) 23. » .83. Бюл. В 43 (72) Н. А. Кондратьев, В. П. Свиридов и В. Л. Беляков (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по подготовке и транспорту нефти и нефтепродуктов (53) 543.257 (088.8)

56) 1.Патент Японии Р 54-3760, кл. G 01 Н 27/12) опублик. )979.

2. Техническое описание и инструкции по эксплуатации устройства для определения содержания свободного газа в нефти УОСГ-!00, Уфа, ВНИИСП)ь нефть, l977 (дрототип). (54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ

СВОБОДНОГО ГАЗА В ПОТОКЕ ЖИДКОСТИ,, заключающийся в создании давления в жидкости и последующего его измерения, отличающийся тем, что, с целью осуществления непрерывности измерения и повмиения точности, давление в жидкости создают носледовательностью .одиночных электроискровых разрядов, а содержание свободного газа в потоке жидкости определяют по величине максимальных значений амплитуд импульсов динамического давления в жидкости.

1 l 0560

Изобретение относится к технике измерения содержания свободного газа в потоке жидкости, преимущественно к способам контроля качественных пока-, зателей технологических процессов промысловой подготовки нефти

Известен способ измерения газообразных компонентов в жидкости путем нагревания исследуемого раствора и определения искомого содержания газа 16 по температуре и электрбпроводности чувствительного элемента, времени пропускания тока и его величине (1.

Недостаток данного способа заключается в сложности его реализации и недостаточной точности определения.

Наиболее близким к изобретению. по технической сущности является способ измерения содержания свобод- 2О ного газа в потоке жидкости, заключающийся в создании давления в жидкости и последующее его измерение (2 .

Недостатки известного способа заключаются в том, что измерения прово- 25 дятся периодически, каждое измерение достаточно длительно и недостаточна точность измерений.,о kj

0 Р= Eh@ . (. R ° C ь где Й - .сопротивление жидкости, находящейся в межэлектродном промежутке, Ом;

С вЂ” электроемкость жидкости, находящейся в межэлектродном промежутке, Ф.

Период "повторения импульсов (цлительность паузы между импульсами) определяегся временем окончания переходных процессов и временем исчез-, новения пузырьков газа в межэлектродном промежутке, зависящем от скорости движения жидкости.

На фиг. 1 представлена схема реали»

-зации способа; на фиг. 2 - технологическая схема установки, собранной для проведения испытаний, на фиг.3 — импульсы динамического давления, возникающие в вазелиновом масле, после соз,дания в нем одиночных. электроискровых разрядов, при различном содержании азота в вазелиновом масле; на фиг. 4градуировочная зависимость усредненных значений амплитуд импульсов динамического давления от содержания свободного газа. .- В жидкости 4 (фиг.1), протекающей по трубопроводу 2, при помощи электродов 3 и формироватепя 4 импульсов высоковольтного напряжения возбуждают периодические одиночные электроискровые разряды. Возникающие в жидкости импульсы динамического давления измеряют прн помощи датчика 5.

Целью изобретения является осуществление непрерывности измерений и повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения: содержания свободного газа в потоке жидкости, заключающемуся в создании давления в жидкости н последующем его измерении, давление в жид-, кости создают последовательностью одиночных электроискровых разрядов, а содержание свободного газа в потоке жидкости определяют по величине максимальных значений амплитуд им" пульсов динамического давления в жидкости.

g$

Под последовательностью одиночных электроискровых разрядов понимается такая последовательность электроискровых разрядов (Импульсов), когда следующий разряд (импульс ) будет воздействовать на жидкость без всякой связи и зависимости от предыдущего, т.е. по окончании действия различного рода переходных процессов.;

Для того, чтобы создать в жидкости кратковременный электроискровой разряд, нужно подать на электроды напряжение, при котором развивается

37 2 пробой. Пробивное напряжение U j оп-. ределяется по формуле где Š— пробивная напряженность поЯ . ля (электрическая прочность материала), при которой развивается пробой, В/м; 5 - толщина материала (расстояние между электродами) И.

Минимально необходимая энергия импульса Ч определяется как энергия заряженного конденсатора

g. Ие

С 0

2 где С вЂ” электроемкость конденсатоРаь

Длительность импульса определяется постоянной времени заряда fpasряда) коцдеисатора à

037 4 ройства 7, состоящего из усилителя типа И-37 и самописца типа Н-391.

В установке применен дополнительный резервуар 13 с исследуемой жидкостью.

Назначение резервуара — сокращение времени проведения экспериментов.

Подключение резервуара к циркулирующей системе осуществляется.при по- . мощи вентилей 14-17..

В циркулирующее по системе: резер» вуар 8 — насос 9- расходомер 10 жидкости — датчик,1) — резервуар 13, вазелиновое масло подавали определенно заданное (расчетное) количество азота из баллона 18, снабженного расходомером (ротаметром) газа 19, через вентиль 20, сйабженный заглушкой с отверстиями для диспергирования газа. Необходимую концентрацию свободного газа в жидкости определяли по показаниям расходомеров жидкости 10 и rasa 19. После того, как в. вазелиновом масле достигалась путем подачи нужного количества азота определенная концентрация свободного газа, в неи создавались -одиноч-: ные злектроискровые разряды. Импульсы динамического давления (фиг.3) области А соответствуют 0,25Х содержания азота, области В - 1,0X содер-: жанию азота и области С - З,ОХ содержанию азота.

По результатам проведенных экспериментальных исследований строилась градуировочная зависимость- (фиг.4 ).

Точка а на фиг. 4 соответствует усредненному значению амплитуд импульсов области А динамического давления

@mr.3). Точки в и с фиг.4) соответ-. ствуют усредненному значению ампли-, :туд импульсов областей В и С (фиг.3).

I динамического давления. Аналогичным

1образои получены и остальные точки . на графике, @иг.4) .

Полученная экспериментально градуировочная зависимость, характеризующая связь между амплитудой импуль" сов динаиического давления и содержанием свободного газа в жидкости, использовалась для определения содержания воздуха в вазелиновои масле при проведении сравнительных испытаний макета устройства, реализующего — предлагаемый способ, с показаниями

1прибора уОСГ-100,реализующего известный способ.

При каждом определенном содержании свободного газа (1Х и 2X) проводцпи по пять измерений известным и пред3 1056 давления и преобразователя 6, связанного электрически с регистратором 7. .Исследуемая жидкость циркулирует по ,",систзме:резервуар 8, насос 9, paczo домер 10, датчик 11.. 5

Электроды-разрядники 3 подключены к формирователь 4 одиночных импуль- сов через шаровые разрядники 12. Технологическая схема содержит дополнительный резервуар 13 с исследуемой 10 жидкостью, к циркулирующей системе дополнительный резервуар подключен при . помощи вентилей 14-17. К технологической схеме подключен баллон 18 с ,азотом,. снабженный расходомером 19 1 газа, через вентйль 20.

П р и и е р осуществления способа.

Дпя проведения способа измерения содержания свободного газа в жидкос» ти быпа собрана установка по техноло- 20 гической схеме (фиг.2). Исследуемая жидкость (в данном случае вазелиновое масло) циркулирует по системе: резервуар 8- насос 9 — расходомер 10-датчик 11. В датчике il установлены 2 электроды-разрядники 3 и датчик 5 давления. В .качестве электродов-разрядников 3 использовали две автомобильные свечи, применяемые в системе зажигания автомобиля "Москвич-412".

В автомобильных свечах удалялся электрод, соединенный с корпусом свечи, и использовался только электрод, окруженный фарфоровой изоляцией. Элект- роды-разрядники 3 подключались через

35 шаровые разрядники 12 к формирователю 4 одиночных импульсов. Необходи.мая крутизна импульса разряда между электродами-разрядниками 3 подбира40 шаровыми разрядниками 12. В качестве фориирователя 4 одиночных импульсов использовалась выпрямительная установ«а типа ВС-2О-10 (технические данные: диапазон регулирования выпрямленного напряжения 0-20 кВ при номинальном токе нагрузки 10 mA) с параллельно подсоединенным к выходу высоковольтным конденсаторои типа К 41-la-25 кВ0,25 икф (ГОСТ 5629-75).

Давление, возникающее в датчике

1l при создайии в исследуемой жидкости периодической последовательности

;одинОчных электроискровых разрядов, фик . сировалось пьезокривталлическим датчиком 5, измерялось устройством, содержащим преобразователь 6 типа ПА-6 и усилитель типа 4-28, и регистрирова.лось с помощью регистрирующего уст1056032 4 май при содержании свободного rasa в .вазелиновом масле lX и 2Х дИя предла.гаемого и известного способов приведена в таблице.

Измерения

1,06

2, 26

l,14

1,26

2,17

2,16

1,16

1,12 2,31

2,13

1,09

1,37

2,10

2,06

1, 14

2,36

l 19

2,14

Относительная погрешность,X

21,6 12,0

5,3

l0 8

Относительная погрешность измерений предлагаемым способом меньше погрешности измерений известным способом. Кроке того, предлагаемым спо:собом измерения обеспечивается непрерывное измерение содержания свободного газа в потоке жидкости. лагаемым способом. Всего провели по

I пять измерений содержания свободного rasa.

Относительная погрешность измереР

Предлагаемый способ может найти применение в различных отраслях промышленности, в том числе и в нефтя- ной, например, при контроле качестЗО ва сепарации в технологических процессах подготовки нефти, газа н воды °

1056037

1056037

Pr emu

2,0 Я.О

СофржакиЯ сЮдйдиОГО газа, %

1,0 фиг.4

Заказ 9291/35 Тираж 873 Поднисное

В11ИИПИ Государственного комитета СССР о делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5

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

Составитель Г. Боровик

Редактор Л.Гратилло Техред И.Асталоа: Корректор И. Эрдейи,