Способ измерения содержания свободного газа в потоке жидкости

"l СКОМУ СВИД ЬСТВУ К ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СПО;ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬ(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по подготовке и транспорту нефти и нефтепродуктов(56) 1.Патент Японии Р 54-3760, кл. С 01 Н 27/12, опублик. 1979.2, Техническое описание и инструкции по эксплуатации устройства для определения содержания свободного газа в нефти УОСГ, УФа, ВНИИСПР нефть, 977 (дрототип).(54) Ь 7) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯСВОБОДНОГО ГАЗА В ПОТОКЕ ЖИДКОСТИзаключающийся в создании давления вжидкости и последующего его измерения, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью осуществления непрерывности измерения и поввввения точности,давление в жидкости создают носледовательностью .одиночных электроискровых разрядов, а содержание свободного газа в потоке жидкости определяют по величине максимальных значенийамплитуд импульсов динамического давления в жидкости.1 1 0560Изобретение относится к технике измерения содержания свободного газа в потоке жидкости, преимущественно к способам контроля качественных пока-, зателей технологических процессов промысловой подготовки нефтиИзвестен 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.Недрстаток данного способа заклю чается в сложности его реализации и недостаточной точности определения.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ измерения содержания свобод ного газа в потоке жидкости, заключающийся в создании давления в жидкости и последующее его измерение 2Недостатки .известного способа заключаются в том, что измерения прово дятся периодически, каждое измерение достаточно длительно и недостаточна точность измерений. где С - электроемкость конденсатоРаь ф.Длительность импульса определяется постоянной времени заряда разряда) коцдеисатора ЯС ) где Й " .сопротивление жидкости, находящейся в межэлектродном промежутке, ОмС - электроемкость жидкости, находящейся в межэлектродномпромежутке , ф.Период "повторения импульсов (длительность 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. электроискровыхразрядов, при различном содержании азота в вазелиновом масле; на фиг. 4 - градуировочная зависимость усредненных значений амплитуд импульсов динамического давления от содержания свободного газа.-В жидкости4 ыг,1) , протекающей по трубопроводу 2, при помощи электродов 3 и формирователя 4 импульсов высоковольтного напряжения возбуждают периодическиеодиночные 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.145 Подпоследовательностью одиночных электроискровых разрядов понимается такая последовательность электро- искровых 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 55 кратковременный электроискровой разряд, нужно подать на электроды напряжение, при котором развивается 37 2пробой. Пробивное напряжение 01 оп-, ределяется по формуле где Е - пробивная напряженность пойР.ля (электрическая прочностьматериала), при которой раэ.вивается пробой, В/м;5 - толщина материала (расстояние между электродами) И,Минимально необходимая энергия импульса Ч определяется как энергия заряженного конденсатораЯ др вжшвЮжС 02037 4ройства 7, состоящего из усилителятипа Ии самописца типа Н.В установке применен дополнительныйрезервуар 13 с исследуемой жидкостью.Назначение резервуара - сокращениевремени проведения экспериментов.Подключение резервуара к циркулирующей системе осуществляется.при по- .мощи вентилей 14-17.В циркулирующее по системе: резервуар 8 - насос 9-. расходомер 10 жидкости - датчик,11 - резервуар 13,вазелиновое масло подавали определенно заданное (расчетное) количество азота из баллона 18, снабженногорасходомером(ротаметром) газа 19, через вентиль 20, сйабженный заглушкойс отверстиями для диспергированиягаза. Необходимую концентрацию свободного газа в жидкости определяли по показаниям расходомеров жидкости 10 и газа 19. После того, какв. вазелиновом масле достигаиась путем подачи нужного количества азотаопределенная концентрация свободного газа, в нем создавались одиноч-:ные злектроискровые разряды. Импульсыдинамического давления (иг.З) области А соответствуют 0,25 Х содержания азота, области В - 1,ОЖ содер-:жанию азота и области С - 3;ОХ со-держанию азота.По результатам проведенных экспериментальных исследований строиласьградуировочная зависимость (фиг,4 ).Точка а на фиг. 4 соответствует усредненному значению амплитуд импульсов области А динамического давления(фиг.З). Точки в и с Ьиг.4) соответ-.ствуют усредненному значению ампли-,туд импульсов областей В и С (фиг.З).динамического давления. Аналогичным образом получены и остальные точки .на графике, (фиг.4) .Полученная экспериментально градуировочная зависимость, характеризующая связь между амплитудой импуль"сов динамического давления и содержанием свободного газа в жидкости,использовалась для определения содержания воздуха в вазелиновои маслепри проведении сравнительных испытаний макета устройства, реализующего - предлагаемый способ, с показаниями 1 прибора УОСГ,реализующего известный способ.При каждом определенном содержании свободного газа (1 Х и 2 Й проводилипо пять измерений известным и пред 3 1056 давления и преобразователя 6, связанного электрически с регистратором 7. ;Исследуемая жидкость циркулирует по ,",систзме;резервуар 8, насос 9, расходомер О, датчик 11.Электроды-разрядники 3 подключены к формирователю 4 одиночных импульсов через шаровые разрядники 12, Технологическая схема содержит дополнительный резервуар 13 с исследуемой ц жидкостью, к циркулирующей системе дополнительный резервуар подключен при . помощи вентилей 14-17. К технологи ческой схеме подключен баллон 18 с ,азотом,. снабженный расходомером 19 1 газа, через вентйль 20.П р и м е р осуществления способа.Для проведения способа измерения содержания свободного газа в жидкости была собрана установка по техноло б гической схеме фиг.2). Исследуемая жидкость (в данном случае вазелиновое масло) циркулирует по системе: резервуар 8- насос 9 - расходомер 10-датчик 11, В датчике 11 установлены 25 электроды-разрядники 3 и датчик 5 давления. В .качестве электродов-разрядников 3 испопьзовали две автомобильные свечи, применяемые в системезажигания автомобиля "Москвич". В автомобильных свечах удалялся электрод, соединенный с корпусом свечи, и использовался только электрод, окруженный фарфоровой изоляцией. Электроды-разрядники 3 подключались через35 шаровые разрядники 12 к формирователю 4 одиночных импульсов. Необходи.мая крутизна импульса разряда между электродами-разрядниками 3 подбиралась за Счет величины зазора между шаровыми разрядниками 12. В качестве формирователя 4 одиночных импульсов использовалась. выпрямительная установа типа ВС-10 (технические данные: диапазон регулирования выпрямленного напряжения 0-20 кВ при номинальном токе нагрузки 10 од) с параллельно подсоединенным к выходу высоковольткюм конденсатором типа К 41-1 акВ,25 мкф (ГОСТ 5629-75).Давление , возникающее в датчике 11 при создайии в исследуемой .жидкости периодической последовательности ;одинОчных электроискровых разрядов, фик сировалось пьезокривталлическим датчиком 5, измерялось устройством, со держащим преобразователь 6 типа ПАи усилитель типа 74-28, и регистрировалось с помощью регистрирующего уст1056037 Эмий при содержании свободного газа в ,вазелиновом масле 1 Х и 2 Х дИя предла.гаемого и известного способов приведена в таблице. Измерения 1,06 2,26 1,14 1,26 2,17 2,16 1,16 1,12 2,31 2,13 3,09 2,10 2,06 1,34 2,36 1,19 2,14 Относительная погрешность,Х 21,6 12,0 5,3 30,8 Относительная погрешность измерений предлагаемым способом меньше погрешности измерений известным способом Кроке того, предлагаемым способом измерения обеспечивается непрерывное измерение содержания свободного газа и потоке жидкости. лагаемым способом. Всего провели попять измерений содержания свободного газа.Относительная погрешность измереМРПредлагаемый способ может найтиприменение в различных отраслях промьвапенности, в том числе и в нефтя-ной, например, при контроле качест- ЗО ва сепарации в технологических процессах подготовки нефти, газа и во- дыф1056037 Ртам 1,0 и Составитель Г. БоровикТехред И,Асталоа, Корректор И. Эрдейи,Ред Л. Гр атилл однисн ал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная 291/35 Тираж 11 ИИПИ Государственногпо делам изобретени 13035, Иосква, Ж,2,0 5.0Содержание сЮаЬЬого газа 873 Пкомитета СССРй и открытийаущская наб., д, 4/5