Устройство для определения содержания свободного и растворенного газа

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯЦ 77438 д) С 01 И 33/22 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ под емкостью ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 328385, кл. С 01 М 33/32, 1972.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке к 2108080/23-26,кл С 01 И 33/22, 25.02.75 (прототип(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯСОДЕРЖАНИЯ СВОБОДНОГО И РАСТВОРЕННОГОГАЗА в сепарированной нефти, включающее горизонтальный цилиндрическийкорпус с плунжером, обечайку с торцовыми крышками, установленную коаксиально снаружи корпуса й 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 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 крышке, расположенной 9 у входного патрубка, выполнена канавка, соединяющая кольцевую камеру с цилиндрическим корпусом. С".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, установленного3Изобретение относится к областитехники измерений, а именно приисследовании эффективности работыгазонефтяных сепараторов для определения содержания свободного и излишне растворенного газа в сепарированной нефти.Газонефтяной сепаратор-один изэлементов системы сбора нефти, основной функцией которого является предварительная подготовка нефти и газа до степени, достаточной для обеспечения нормальной работы элементовсистемы сбора и подготовки, стоящихв технологической цепочке за сепаратором, Процесс сепарации в нихскладывается из механического разделения газожидкостной смеси на жидкую и газовую Фазы и приведения системы нефть - газ в состояние термодинамического равновесия.Идеальную сепарацию обычно осуществлять экономически невыгодно,поэтомунефть оказывается пересыщцннной газом. 25Известно устройство для опрецеления содержания свободного газа всепарированной нефти, включающее горизонтальный цилиндрический корпус,плунжер с лимбом и шкалой, манометр,установленные напротив друг друга наторцах корпуса запорные вентили высокого давления.и штуцеры ввода ивывода нефти 1 3,Недостатком известного устройст 35ва является невысокая точность определения. Известно устройство, включающее горизонтальный цилиндрический кор 40 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, манометр45 и измерительное устройство хода плунжера 2 .Недостатком этого устройства является то, что в нем не предусмотрена возможность измерения из 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 высокого давления 11, патрубок входа 12 й 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 19Устройство 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 венФтилей 11 и изотермическое сжатиепробы путем внедрения плунжера 3до давления 9,5-10 МПа, при которомвесь свободный газ растворится внефти. 5В процессе сжатия значение давления Фиксируется по манометру 2,а изменение объема пробы - по линейной шкале 4 и лимбу 5 и затем аналитически определяют содержание 1 Освободного газа в пробе сепарированной нефти при давлении и температу- .ре в трубопроводе.После определения содержания свободного газа в отобранной пробе нефти 15открывается 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, вентили 11 открываются, плунжер 3приводится в исходное положение,корпус 1 поворачивается в исходное1 положение, и отсекается следующаяпроба нефти. 25Затем в камере 14 устанавливается рукояткой 1 б положение, соответствующее максимальному размеру диафрагмы 15, открывается вентиль 18,и порция нефти из емкости 19 через.диафрагму 15 турбулизатора поступает в корпус под действием разницыдавления в контейнере 21 и корпусе 1,где в данный момент оно равно давлению в трубопроводе.При этом из нефти, прошедшей черезтурбулизатор, выделится газ, а частьпробы, находившейся в корпусе 1,объемом равная емкости 19, через канавку 10 в крышке 8 вытеснится вкольцевую камеру между обечайкой 7и корпусом 1. Затем закрываются вентили 11 и 18, и вновь производитсяопределение содержания свободногогаза в корпусе 1.45, Так как исследования проводятсяпри установившемся режиме сепарациии содержание свободного газа в сепа рированной 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 кУпРотносительное 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. где Кг,р ГС Кг,с 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 один 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 ор М.Максимишинец о/3 Тираж 822 НИИПИ Государственного комипо делам изобретений и от 035, Москва, Ж, Раушская Заказ 7 Подписноа СССР тийб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4