Устройство для определения концентрации песка в газовом потоке

Устройство для определения концентрации песка в газовом потоке

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ 7247О9

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) gl,îï0ëHèòeëüíáå к авт. свил-ву(22) 3ая влено 03. 04. 75 (21) 2 1 2001 1/03 с присоелйнением заявки ¹(2, 3) Приоритет (51) М. Кл.

F. 21 В 47110

Гасударстаеииый комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий

Опубликовано 30.03.80. Бюллетень ¹ 12 (53) УДК622.241 (088.8) Дата опубликования описания 02.04,80

В. H. Виноградов, 3. П. Шульман, Э. Ф. Саенко, B. И. Бирюков, В. Н. Михайлычев, М. М. Мартиросян, М. И. Пащенко и О. М. Карабельников (72) Авторы изобретения

Московский ордена Трудового Красного Знамени институт нефтехимической и газовой промышленности им. И. М. Губкина (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНПЕН

ПЕСКА В ГАЗОВОМ ПОТОКЕ

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для определения концентрации песка в газовом потоке.

Известно устройство для изучения структуры потока, а также воздействия твердых частиц на границы потока, содержащее пьезоэлектрический датчик консольного типа, жестко установленный заподлицо стенки трубопровода. Сигнал с выхода пьезоэлектрического датчика усиливается до необходимого уровня и подается на регистрирующий прибор (11.

Однако установление датчика жестко заподлицо на стенке трубопровода затрудняет разделение и количественную оценку сигналов от ударов частиц песка, фоновой турбулентности газового потока и случайных сигналов, так как датчик реагирует на вибрацию трубопровода и звуковые волны, проходящие по стенке трубы. Кроме того, установление датчика жестко заподлицо стенки трубопровода позволяет регистрировать только энергию твердых частиц диаметром более 3 мм в непосредственной близости от стенки трубопровода, где рас-, положена приемная площадка, и не позволяет регистрировать распределение

5 энергии частиц песка и их весовое количество по сечению газового потока (профиль скоростей потока плоский, датчик расположен на стенке трубопровода).

Известно также устройство для опрето деления концентрации песка в газовом потоке, содержащее заглушенный и незаглушенный пьезоэлементы, преобразовательный блок и регистратор 121.

Недостатком этого устройства являетт5 ся то, что оно предназначено для измерения концентрации взвеси в потоке жидкости, а применение его для измерения концентрации песка в газовом потоке не обеспечивает необходимую точность измерения.

Пель изобретения — повьпиение точности измерения концентрации песка в потоке газа.

3 72470

Бель достигается тем, что устройство для измерения концентрации песка в потоке газа, содержащее заглушенный и незаглушенный пьезоэлемент, преобразовательный блок и регистратор, снабжено трубкой полного напора, в которой размещены заглушенный и незаглушенный пъезо эл ем енты.

Такое выполнение устройства позволяет регистрировать песчинки диаметром 10 от 10 мкм и более, определять весовое количество песка, повысить чочность из мерения концентрации песка в газовом

:....,. — .-.потоке в контролируемой точке плоского потока или на оси потока за счет исклю - чения влияния на измерение концентрации песка вибрации трубопровода и звуковых волн, проходящих по стенке трубы.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства для измерения концентрации песка.

Устройство содержит датчик 1 на основе трубы Пито, в которой в качестве чувствительных элементов используются комплекты пьезоэлементов, при этом каж- 25 дый комплект состоит из заглушенного пьезоэлемента 2 и незаглушенного пьезоэлемента 3, два регулируемых предварительных усилителя 4 и 5 для уравнения ак:плитуд паразитйых сигналов с обоих пьезоэлементов, вычитающее устройство 6, основной усилитель 7, дискриминатор уровня 8, контрольный осциллограф 9, интегратор 10, регистрирующий прибор 11, блок автоматики 12.

При включении устройства на выходе заглушанйого йьеюэлемейтa" ля влйется электрический сигнал пропорциональный механической вибрации и звуковой волне

- в стенке трубопровода, а на выходе незаглушенно1 о пьезоэлемента =- "выШе- названный электрический сигнал и электрический сигнал, пропорциональный величийе Р = д.00, где Π— плотность среды, U средняя скорость газового потока;

U пульсационная скорость и электрический сигнал за счет песчинок, попадающих на приемную йлощадку датчика.

Электрические сигналы с датчика подаются на регулируемые усилители 4 и 5, а

9 4 с последних на вычитающее устройство b.

Подбирая усиление усилителей 4 и 5, добиваются Подавления сигнала пропорционального механической вибрации и звуковой волне в стенке трубопровода. Максимальное подавление определяется по минимуму сигнала на экране контрольного осциллографа 9. Далее, разностный сит нал, соответствуюший величине f00 (при отсутствии песка в газовом потоке) уси-. ливается основным усилителем 7 и компенсируетсй до нуля при помощи дискриминатора уровня 8 (контроль осуществляется по экрану катодного осциллографа). При появлении песка в потоке газа (например, в продукции газовой скважины) на экране контрольного осциллографа 9 появляю .ся импульсы-отклики, амплитуда которых пропорциональна массе и скорости песчинок, попадающих на приемную площадку датчика. Интегратор 10 интегрирует эти импульсы-отклики с учетом пересчетного коэффициента на весь поток (профиль скоростей плоский, датчик регистрирует расход через площадку 7 мм сечение трубопровода более 2000 мм ).

Регистрирующий прибор 11 фиксирует массовый расход песка в газовом потоке.

Блок автоматики 12 поддерживает дебит скважины на уровне, при котором массовый расход песка не превышает определенную .величину. формула изобретения

Устройство для определения концентрации песка в газовом потоке, содержащее заглушенный и неэаглушенный пьезоэлементы, преобразовательный блок и регистратор, о т л и ч а ю m е е с я тем, что, с целью повьпцения точности измерения, оно снабжено трубкой полного напора, в которой размещены заглушенный и незаглушенный пьезоэлементы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Смолдырев А. E. Трубопроводный транспорт. М., "Недра", 1970, с. 253.

2. Патент США No 3729987, кл. 73-151, опублик. 1970.

724709

Составитель И. Карбачинская

Редактор Е. llopowemo Техред Н, Ковалева Корректор Е..Папп

Заказ 807/9 Тираж 626 Подписное

ИНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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