Устройство для определения межфазного натяжения жидкостей

Свез СоветскихСоциалистическихРеспублмк ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 873 040(28) Приоритет ав делам изобретений и аткрытий(7) Заявитель Ивано. франковский институт нефти и газа 1(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕЖФАЗНОГО НАТЯЖЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙИзобретение относится к области измеренияфизико. химических параметров жидкостей, вчастности, межфазного натяжения растворовповерхностно-активных веществ (ПАВ) на границе с нефтью (керосином) по методу макси 5мального давления в капле,Известно устройство для определения меж.фазного натяжения по методу максимальногодавления в капле, содержащее сосуд с исследу.емой жидкостью, калиброванный капилляр с1 Орасширенной частью, заполненный рабочим агентом, и систему измерения максимального дав.пения в капле, выдавливаемой из капилляра 1.Недостатком укаэанного устройства является15периодичность его работы н невозможностьприменения для непрерывного измерсния межфазного натяжения жидкостей, находящихся в ло.токе.Наиболее близким техническим решениемявляется устройство для определения межфазного натяжения жидкостей по методу макси.мального давления в капле, содержащее проточную камеру для исследуемой жидкости,калиброванный капилляр с расширенной частью,заполненный рабочим агентом, систему измере.ния максимального давления в капле, емкостьдля подпитки рабочим агентом и регуляторуровня рабочего агента в расширенной части,капилляра, причем емкость для подпитки соедппена с расширенной частью капилляра через регу.лятор уровня ,ЦУказанное устройство может быть использо.вано для непрерывных измерений непосредствен"но на технологическом потоке,Недостатком такого устройства является иодополнительная погрешность измерения, обусловленная следующими обстоятельствами. В про.межутках между подачей пневматических импульсов давлений от источника стабилизированногодавления литания уровень рабочего агента врасширенной части калиброванного капиллярабудет с помощью регулятора уровня поддерживаться таким, который необходим для вы.полнения условия Р, Ря, где Р, и Р - давлениестолба рабочего агента и исследуемого растворасоответственно по отношению к нижнему срезукалиброванного капилляра,0 4части капилляра во внутреннюю полость регу.лятора уровня,На черетеже представлена принципиальнаясхема предложенного устройства.Устройство состоит из проточной камеры 1,в которой размещен калиброванный капилляр 2с расширенной частью в виде шарообразнойемкости, емкости 3 для подпитки, регуляторауровня рабочего агента в расширенной частикапилляра 4, стабилизированного источникапитания сжатым воздухом 5, пневмоэлектрического преобразователя б, электронной измерительной схемы 7, задатчика временисуществования поверхности раздела фаэ 8,электромагнитного клапана 9, установленногона тпиии, сообщающей между собой внутреннююполость расширенной части капилляра и внут.реннюю полость регулятора уровня, и регистри.рующего прибора 10.. Процесс определения межфазного натяженияпроизводится, следующим образом,В емкость для подпитки 3 заливают определенное количество рабочего агента, которыйзаполнит емкость расширенной части капилляра 2 через регулятор уровня 4 и открытыйэлектромагнитный клапан 9 до определенногоуровня, заданного регулятором уровня, Черезпроточную камеру 1 пропускают исследуемуюжидкость таким образом, чтобы поток былламинарным и не срывал капли рабочего агента с кончика капиляра 2 в процессе их образования (Чв ( 0,15 м/с). Опускают нижнийторец капилляра 2 в исследуемый раствортаким образом, чтобы соблюдалось условиеРн = Р 0, Включают электрическое и пневматическое питание устройства.В моменты поступления импульса от эадат.чика времени существования поверхности раздела фаэ 8 электромагнитный клапан 9 перекрывает сообщение между внутренними полостями расширенной части капилляра и регулятора уровня. Вследствие этого увеличение дав.пения над поверхностью рабочего агента в расширенной части капилляра будет происходитьпри неизменном уровне рабочего агента в этойчасти капилляра и до тех пор, пока не образуется капля из его калиброванного отверстия,После прекращения импульса, поступающегоот задатчика времени существования поверхности раздела фаэ 8, давление над рабочим агентомв расширенной части капилляра сбрасываетсядо атмосферного, электромагнитный клапан 9открывается. Это дает возможность снова регу.пировать уровень в расширенной части капилляра, так как со временем частьрабочего агентачерез калиброванное отверстие капиллярав виде капель уходит в исследуемую жидкость,Возникающее максимальное давление воздуха в капилляре 2 воспринима,тся пневмоэлектри. Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения межфаэного натяжения жидкостей по методу максимального давления в капле, содержащее проточную камеру для исследуемой жидкости, калиброванный калил. ляр с расширенной частью, заполненной рабо чим агентом, систему измерения максимального давления в капле, выдавливаемой из капилляра,40 емкость для подпитки рабочим агентом, регулятор уровня рабочего агента в расширенной части капилляра и задатчик времени существо. вания поверхности раздела фаз между рабочим агентом и исследуемой жидкостью, дополнительно содержит электромагнитный клапан, установленный на линии, сообщающей регулятор уров. ня и расширенную часть калиброванного капилляра, и электрически соединенный с задатчиком времени существования поверхности раздела. фаз, 50В промежутки времени между пневматичес. кими импульсами давления электромагнитный клапан открыт, В результате происходит регу. лирование уровня в расширенной части капилляра С целью поддержанИя условия /РИ = РРт 55 а в моменты наличия пневматических импуль сов давления клапан закрыт, что предотвращает перетекание рабочего агента из расширенной 387104В моменты поступления пневматического им. пульса давления, которые определяются задат" чиком времени существования поверхности раз.дела фаз и 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 час. ти капилляра также сообщена с внутреннейполостью регулятора уровня, то в процессенарастания 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 калил.ляра 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 1 = РР , а действительное манометрическое давлениеРв этом случае будет большим, чем в случае соблюдения условия Ри = Рр, котороедолжно обязательно выполняться в моменты образования капель из калиброванного капиллярапри изменении межфазного натяжения известным устройством. В результате этого рассчитанное значение межфазного натяжения по формуле Ь = Р /К будет всегда завышенным.Целью изобретения является повыешние точ.30 ности измерений.40 6ком уровне, при котором нефтеотдача пласта будет максимальной, а расход ПАВ оптималь.ным. 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 су. шествования 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 дополнитель. но содержит электромагнитный клапан, установленный на линии, сообщающей регулятор уровня и расширенную часть калиброванного капил. ляра, и электрически соединенный с задатчиком времени существования поверхности раздела фаэ. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Методы испытаний водных растворовповерхностно-активных веществ. Вып. 1,М НИИТЭИ, 19 б 5, с. 43-47.2. Авторское свидетельство СССР по заявкеУ 273123725, кл. (3 01 М 13/02, 1979,прототип) . 5 8710ческим преобразователем 6 и преобразуется впропорциональный электрический сигнал, который1 усиливается электронной измерительной схемой7 и поступает на вход регистрирующего прибора10,5Емкость для подпитки 3 и регулятор уров- Ф о р м у л а и з о б р е т е и и яня 4 служат для поддержания постоянногоуровня рабочего агента в расширенной частикапилляра в моменты, когда электромагнитныйклапан 9 открыт. Поступающие в проточнуюкамеру 1 в процессе измерения капли рабочегоагента вытекают через сливной патрубок с выте.кающим исследуемым раствором,Межфазное натяжение при его определениипредлагаемым устройством будет определяться15по формуле Е = Р(К, где Рд - давлениеманометрическое в момент отрыва капли от капилляра, Кпостоянная капиляра,При этом давление Рбудет равно тому значению, которое соответствует максимальномув капле при условии Р = Рр, т. е. процессизмерения межфаэного натяжения будет происходить при постоянном и требуемом уровнерабочего агента в расширенной части капилляра.Этим самым исключается погрешность в результатах измерения от непостоянства уровня рабо.25чего агента в расширенной части калиброванногокапилляра.Применение предлагаемого устройства позволит повысить точность определения межфазногонатяжения исследуемого раствора непосредственно на технологической линии или ее ответвлении,в частности применение его при закачке раство.ра ПАВ в нефтеносный пласт позволит болееточно поддерживать концентрацию ПАВ на та.871040 актор О. Заквэ 8425/15 Составитель С. Беловодченколова Техред А.Савка Тираж 910 ВНИИПИ Государственного комитета С по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж - 35, Раушская иаб., д, 4