DE1076384B

DE1076384B - Device for determining the weight or the size of the flow of gas-carrying fluids, in particular petroleum

Info

Publication number: DE1076384B
Application number: DEW18505A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Winter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1956-02-24
Filing date: 1956-02-24
Publication date: 1960-02-25

Description

DEUTSCHESGERMAN

Bei Flüssigkeiten, die in unterschiedlichen Mengen Gas mit sich führen, wie es beispielsweise bei aus einer Sonde gefördertem Erdöl der Fall ist, das ein ständig wechselndes spezifisches Gewicht aufweist, kann die Bestimmung des geförderten Flüssigkeitsgewichts nicht in der üblichen Art und Weise mittels eines Durchflußzählers erfolgen, da bei diesen Meßgeräten das Durchflußvolumen gemessen wird. Bei nichtgasführenden Flüssigkeiten mit konstantem spezifischem Gewicht sind diese Zähler gut geeignet, da man ohne weiteres aus dem Volumen das Gewicht bestimmen kann, nicht aber bei gasführenden Flüssigkeiten mit wechselndem spezifischem Gewicht, was wohl ohne weiteres verständlich sein dürfte.In the case of liquids that carry different amounts of gas with them, as is the case with, for example the case of crude oil extracted from a probe, which has a constantly changing specific weight, cannot determine the weight of the pumped liquid in the usual way a flow meter, since these meters measure the flow volume. at Non-gas-bearing liquids with constant specific gravity, these meters are well suited because one can easily determine the weight from the volume, but not with gas-carrying liquids with changing specific gravity, which should be easily understandable.

Zur Bestimmung des Gewichts des aus einer Sonde geförderten, gasführenden Erdöls wurde bisher das aus der Sonde kommende Erdöl unter Zwischenschaltung einer Flüssigkeitswaage in einen offenen Sammeltank geleitet, wobei das mitgeführte wertvolle Gas entweichen konnte und somit verlorenging. Durch eine gesonderte Pumpanlage wurde dann das Erdöl aus dem Sammeltank weitergefördert. Es ist klar, daß die Flüssigkeitswaage, die beliebig ausgebildet sein kann, z. B. als Zellenrad, mit Meßgefäßen od. dgl., völlig frei arbeiten muß und nicht in die Flüssigkeiten eintauchen darf, um ein genaues Ergebnis zu erzielen.To determine the weight of the gas-bearing petroleum extracted from a probe, the Crude oil coming from the probe with the interposition of a liquid balance into an open one Headed collection tank, whereby the valuable gas carried along could escape and thus was lost. The crude oil was then pumped on from the collection tank by a separate pumping system. It is clear that the liquid balance, which can be designed as desired, z. B. as a cellular wheel, with measuring vessels or the like, must work completely freely and must not be allowed to immerse in the liquids in order to obtain an accurate result to achieve.

Die bekannten Flüssigkeitswaagen arbeiten so, daß die aus der Förderleitung kommende Flüssigkeit im Meßgefäß der Waage unter Abscheidung des mitgeführten Gases aufgefangen wird, wobei sich das Meßgefäß oder die Meßgefäße bei Erreichen eines bestimmten Gewichts automatisch, periodisch entleeren. Die periodische Entleerung wird in bekannter, geeigneter Weise registriert.The known liquid scales work in such a way that the liquid coming from the delivery line is collected in the measuring vessel of the balance with separation of the entrained gas, whereby the measuring vessel or vessels automatically and periodically when a certain weight is reached empty. The periodic emptying is registered in a known, suitable manner.

Die Erfindung bezweckt, einmal das wertvolle in der Flüssigkeit mitgeführte Gas nicht verlorengehen zu lassen und zum anderen eine gesonderte Pumpanlage zum Weiterfördern der Flüssigkeit nach der Messung sowie einen Sammeltank zu ersparen.The aim of the invention is not to lose the valuable gas entrained in the liquid to leave and on the other hand, a separate pumping system for conveying the liquid after the Measurement as well as a collection tank to be saved.

Zu diesem Zweck besteht die Erfindung darin, daß in einer unter ständigem Druck stehenden Leitung mit einer stetig fließenden gasdurchsetzten Flüssigkeit ein nach Art eines Windkessels ausgebildetes Druckgefäß vorgesehen ist, bei dem der Flüssigkeitszulauf am oberen Ende und der Flüssigkeitsablauf am unteren Ende erfolgt, und daß in dem vom aus der Flüssigkeit abgeschiedenen Gas gefüllten Raum über dem Flüssigkeitsablauf ein Meßgerät zur Ermittlung des Gewichtes der in einem bestimmten Zeitabschnitt durchgeflossenen Flüssigkeit oder der Größe des augenblicklichen Durchfluß stromes angeordnet ist.To this end, the invention consists in that in a line under constant pressure with a steadily flowing gas-permeated liquid one designed in the manner of an air vessel Pressure vessel is provided, in which the liquid inlet at the upper end and the liquid outlet takes place at the lower end, and that in the filled by the separated gas from the liquid Space above the liquid drain a measuring device to determine the weight of the in a certain Period of time flowed through liquid or the size of the instantaneous flow arranged stream is.

Bei dieser Anordnung kann sich das in Form von Einrichtung zur Bestimmung des Gewichtes oder der Größe des DurchflußstromesWith this arrangement, this can take the form of a device for determining the weight or the size of the flow rate

gasführender Flüssigkeiten,gas-carrying liquids,

insbesondere von Erdölespecially of petroleum

Anmelder:Applicant:

Gerhard Winter,
Quakenbrück, Hindenburgstr. 5Gerhard Winter,
Quakenbrück, Hindenburgstr. 5

Gerhard Winter, Quakenbrück,
ist als Erfinder genannt wordenGerhard Winter, Quakenbrück,
has been named as the inventor

teilweise ein recht erhebliches Volumen aufweisenden Blasen mitgeführte Gas aus der Flüssigkeit abscheiden, wobei das überschüssige Gas zusammen mit der gewogenen Flüssigkeit den Flüssigkeitsablauf verläßt.Separate entrained gas from the liquid, some of which have a considerable volume of bubbles, the excess gas and the weighed liquid causing the liquid drain leaves.

Zweckmäßig erfolgt erfindungsgemäß die Übertragung der Meßergebnisse auf eine Zähl- oder Registriervorrichtung mechanisch, elektrisch, pneumatisch, hydraulisch oder akustisch.According to the invention, the measurement results are expediently transmitted to a counting or recording device mechanically, electrically, pneumatically, hydraulically or acoustically.

Hierbei können die Meßergebnisse beispielsweise einer ganzen Reihe von Sonden, die mit der Meßeinrichtung nach der Erfindung ausgerüstet sind, einer zentralen Stelle zugeleitet sein, an der man dann eine genaue Kontrolle der Sonden eines ganzen Bohrfeldes hat.Here, the measurement results can, for example, a whole series of probes with the measuring device are equipped according to the invention, be fed to a central point at which one then has a precise control of the probes of an entire drilling field.

Um zu verhüten, daß plötzlich aus dem Flüssigkeitszulauf austretende Gasstöße auf die Flüssigkeitswaage einwirken können, durch die die Messung ungünstig beeinflußt würde, ist nach der Erfindung zwischen dem Flüssigkeitszulauf und dem Meßgerät eine Prallfläche, vorzugsweise in Form eines Trichters, vorgesehen, in dem das Öl aufgefangen wird, das Gas jedoch frei nach oben und den Seiten hin entweichen kann.In order to prevent gas surges suddenly emerging from the liquid inlet acting on the liquid balance, which would make the measurement unfavorable would be influenced, is according to the invention between the liquid inlet and the measuring device a baffle, preferably in the form of a funnel, is provided in which the oil is collected, however, the gas can escape freely upwards and to the sides.

Mehrere Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigtSeveral embodiments of the subject matter of the invention are shown schematically in the drawing shown. It shows

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine Meßeinrichtung gemäß der Erfindung,Fig. 1 is a vertical section through a measuring device according to the invention,

Fig. 2 einen gleichen Schnitt, jedoch einer anderen Ausführungsform,2 shows the same section, but of a different embodiment,

909 757/122909 757/122

Fig. 3 einen gleichen Schnitt, jedoch noch einer anderen Ausführungsform,3 shows the same section, but still of another embodiment,

Fig. 4 einen gleichen Schnitt einer weiteren Ausführungsform, 4 shows the same section of a further embodiment,

Fig. 5 einen gleichen Schnitt noch einer weiteren Ausführungsform.Fig. 5 shows the same section of yet another embodiment.

Fig. 1 zeigt ein Meßgerät, das in ein Gehäuse 1 eingebaut ist, bei dem die ölzuführung über die Zuführleitung 2 am oberen Teil des Gehäuses 1 erfolgt, während die Ölableitung3 im unteren Bereich des Gehäuses 1 erfolgt. Der Ölspiegel 4 steht etwa in Höhe der ölableitung 3, kann sich jedoch etwas nach oben und unten bewegen. Der übrige Raum des Gehäuses 1 ist mit Gas gefüllt, welches aus dem zugeführten Öl entweicht, und steht unter dem gleichen Druck wie das durchfließende öl. Der obere Teil 5 des Gehäuses 1 ist als zylindrischer Körper mit horizontaler Achse ausgebildet, in dem ein Meßrad 6 auf einer Welle 7 drehbar angeordnet ist. Die Welle 7 wirkt auf ein an sich bekanntes Zähl- oder Registrierwerk, wobei auf der Welle 7 eine (nicht dargestellte) bekannte Vorrichtung zur Begrenzung des Drehmomentes angebracht ist. Das Meßrad 6 ist nach Art eines Schaufelrades ausgebildet, wobei die Schaufeln 8 Zellen 9 bilden, in die das etwas versetzt aus der Mitte zugeführte Öl einläuft und bei Erreichen eines bestimmten Spiegels, d.h. einer bestimmten Gewichtsmenge Öl, das Rad in Drehung versetzt. Unten läuft das Öl aus den Zellen wieder aus und kann durch die Ableitung 3 abfließen. Der äußere Durchmesser des Meßrades 6 läßt gegenüber der Wandung des Behälters einen Abstand frei, durch den das im öl enthaltene Gas entweichen kann.Fig. 1 shows a measuring device which is installed in a housing 1, in which the oil supply via the supply line 2 takes place on the upper part of the housing 1, while the oil drainage 3 takes place in the lower area of the housing 1. The oil level 4 is approximately in Height of the oil drain 3, but can move up and down a little. The rest of the housing space 1 is filled with gas, which escapes from the supplied oil, and is under the same Pressure like the oil flowing through. The upper part 5 of the housing 1 is a cylindrical body with a horizontal Axis formed in which a measuring wheel 6 is rotatably arranged on a shaft 7. The wave 7 acts on a per se known counter or register, whereby on the shaft 7 a (not shown) known device for limiting the torque is attached. The measuring wheel 6 is after Formed like a paddle wheel, the blades 8 forming cells 9 into which the something is offset Oil supplied from the center runs in and when a certain level is reached, i.e. a certain level Amount of oil by weight that sets the wheel in motion. At the bottom, the oil runs out of the cells again and can flow out through the discharge line 3. The outer diameter of the measuring wheel 6 is opposite the wall of the container leaves a gap through which the gas contained in the oil can escape can.

Die Wirkungsweise dieses Meßgerätes ist so, daß bei schwererem Öl bzw. bei größeren ölmengen sich das Meßrad 6 schneller dreht als bei leichterem öl oder geringeren durchfließenden ölmengen. Da das Drehmoment des Meßrades 6 bekannt ist, kann die über das Meßrad fließende Gewichtsmenge des Öles ohne weiteres aus der Drehzahl des Meßrades berechnet bzw. registriert werden.The mode of operation of this measuring device is such that with heavier oil or with larger quantities of oil the measuring wheel 6 rotates faster than with lighter oil or smaller quantities of oil flowing through. Since that The torque of the measuring wheel 6 is known, the weight of the oil flowing over the measuring wheel can can be easily calculated or registered from the speed of the measuring wheel.

In Fig. 2 besteht das Gehäuse 10 aus einem stehenden, hohlzylinderförmigen Körper, dem das zu messende Öl über die Zuführleitung 2 in der Mitte des Kopfes des Behälters 10 zugeführt wird, während der Ablauf 3 in der Nähe des Bodens angeordnet ist. Der Ölspiegel 4 befindet sich in gleicher Weise wie bei Fig. 1 beschrieben im Bereich der Ablaufleitung 3. Im oberen Teil des Gehäuses 10 ist unter der Zuführleitung 2 ein Trichter 11 angeordnet, der das öl einem vorzugsweise rechteckigen Blech 12 zuführt, das an drei Seiten hochgebogene Ränder 13 aufweist, während die vierte Seite als Ablauf 14 für das Öl dient. Parallel zum Ablauf 14 ist das Blech 12 um eine horizontale Achse 15 schwenkbar gelagert, die gegenüber der verlängerten Mittellinie des Zuführtrichters 11 eine Kleinigkeit zur hinteren Kante des Bleches versetzt angeordnet ist, wobei ein an der Wand des Gehäuses 10 vorgesehener Anschlag 16 vorgesehen ist, auf den sich das dem Ablauf 14 gegenüberliegende Ende des Bleches 12 in einer etwas zum Ablauf 14 hin geneigten Ebene aufsetzt. Das durch den Trichtern dem Blech 12 zugeführte Öl fließt zum Ablauf 14 hin, wobei das Blech 12 um die Achse 15 je nach der Belastung des Bleches in einen bestimmten Winkel, der von der Hinterlastigkeit des Bleches 12 abhängig ist, geschwenkt wird. Dieser Schwenkwinkel wirkt über geeignete Übertragungselemente auf das Zähl- oder Registrierwerk.In Fig. 2, the housing 10 consists of a standing, hollow cylindrical body to which the measuring oil is supplied via the supply line 2 in the middle of the head of the container 10 while the drain 3 is arranged near the floor. The oil level 4 is in the same Way as described in FIG. 1 in the area of the drain line 3. In the upper part of the housing 10 is A funnel 11 is arranged under the supply line 2, which feeds the oil to a preferably rectangular Sheet 12 feeds, which has raised edges 13 on three sides, while the fourth side as Drain 14 is used for the oil. The sheet metal 12 can be pivoted about a horizontal axis 15 parallel to the outlet 14 stored, the opposite of the extended center line of the feed hopper 11 a little to the rear Edge of the sheet is arranged offset, with a stop provided on the wall of the housing 10 16 is provided, on which the end of the plate 12 opposite the drain 14 in a somewhat to the drain 14 downward inclined plane touches down. The sheet 12 fed through the funnels Oil flows to the outlet 14, the plate 12 around the axis 15 depending on the load on the plate in a certain angle, which is dependent on the rear-heaviness of the plate 12, is pivoted. This swivel angle acts on the counter or register via suitable transmission elements.

Zwischen dem äußeren Rand des Trichters 11 und der Wandung des Gehäuses 10 ist ein Spalt vorgesehen, der als Durchtrittsöffnung für das aus dem Öl entweichende Gas dient.A gap is provided between the outer edge of the funnel 11 and the wall of the housing 10, which serves as a passage opening for the gas escaping from the oil.

Fig. 3 zeigt eine ähnliche Anordnung wie Fig. 2, jedoch ist hier an Stelle des als Wippe ausgebildeten Bleches 12 eine kugelabschnittförmige Platte 20 vorgesehen, die in der Mitte unter dem Trichter 11 angebracht ist. Die Platte 20 weist eine Stange 21 auf, die in einem Lager 22 gleitend geführt ist. Zwischen dem Lager 22 und der Platte 20 ist eine Schraubendruckfeder 23 angeordnet, die die Platte 20 nach oben drückt. Durch das auf die Platte 20 gelangende Öl wird diese je nach dem darauf lastenden Gewicht gegen die Feder 23 nach unten gedrückt und betätigt hierbei über ein geeignetes Übertragungselement, z. B. eine Zahnstange und Ritzel, das Zähl- oder Registrierwerk. FIG. 3 shows an arrangement similar to FIG. 2, but here it is designed as a rocker in place of the one Sheet metal 12 a spherical segment-shaped plate 20 is provided, which is attached in the middle under the funnel 11. The plate 20 has a rod 21, which is slidably guided in a bearing 22. A helical compression spring is located between the bearing 22 and the plate 20 23 arranged, which pushes the plate 20 upwards. By reaching the plate 20 Depending on the weight on it, the oil is pressed down against the spring 23 and actuated here via a suitable transmission element, e.g. B. a rack and pinion, the counter or register.

In Fig. 4 besteht das Gehäuse 30 aus einem stehenden Rohrknie, wobei die Zuführleitung 2 im oberen Teil des Knies angeordnet ist. Das Zuführrohr 2 ist bei 31 rechtwinklig nach unten abgebogen und greift in einen Trichter 32 ein, der am einen Ende einer Rinne 33 angeordnet ist. Die Rinne 33 ist am Trichterende 32 um die horizontale Achse 34 schwenkbar gelagert. Im Bereich des gegenüber dem Trichter liegenden Ablaufendes 35 ist die Rinne 33 an einer Feder 36 aufgehängt. Das durch die Rinne 33 fließende öl bewirkt ein mehr oder weniger starkes Schwenken der Rinne 33 nach unten, so daß durch den Schwenkwinkel in der schon beschriebenen Weise das Gewicht des Öles registriert bzw. angezeigt werden kann. Der Ablauf 3 befindet sich wieder am unteren Teil des Gehäuses 30.In Fig. 4, the housing 30 consists of a standing pipe elbow, with the supply line 2 in the upper Part of the knee is located. The feed pipe 2 is bent downwards at right angles at 31 and engages in a funnel 32 which is arranged at one end of a channel 33. The gutter 33 is mounted pivotably about the horizontal axis 34 at the funnel end 32. In the area of the opposite At the end of the funnel 35, the channel 33 is suspended from a spring 36. That through the gutter 33 flowing oil causes a more or less strong pivoting of the channel 33 downwards, so that the weight of the oil is registered or displayed by the pivot angle in the manner already described can be. The drain 3 is again located on the lower part of the housing 30.

In Fig. 5 ist das Zuführrohr 2 in der Mitte des Gehäuses 40 angeordnet, wobei am Ende des Zuführrohres 2 ein als Drehschieber ausgebildeter Zweiwegehahn 41 angeordnet ist. Auf der Achse 42 des Zweiwegehahns ist auf der einen Seite ein gleicharmiger Waagebalken 43 befestigt, während auf der anderen Seite ein an einem Hebel 44 befestigtes Gewicht 45 vorgesehen ist, das gegen fest am Gehäuse 40 angeordnete Anschläge 46 anschlägt. An beiden Enden des Waagebalkens 43 sind Meßzylinder 47 aufgehängt, die in Zylindern 48 öldicht gleiten. Nahe über dem Boden 49 der Meßzylinder 47 sind Ausflußöffnungen 50 vorgesehen, die sich beim Senken der Meßzylinder 47 mit in den Zylindern 48 vorgesehenen Durchflußöffnungen 51 decken. Vom Zweiwegehahn führt je eine Leitung 52 zu den Meßzylindern 47.In Fig. 5, the feed pipe 2 is arranged in the middle of the housing 40, at the end of the feed pipe 2 a two-way valve 41 designed as a rotary slide valve is arranged. On the axis 42 of the two-way cock is attached to one side of an equal-armed balance beam 43, while on the on the other side a weight 45 attached to a lever 44 is provided, which is fixed against the housing 40 arranged stops 46 strikes. There are measuring cylinders 47 at both ends of the balance beam 43 suspended, which slide oil-tight in cylinders 48. Outflow openings are located close to the bottom 49 of the measuring cylinder 47 50 are provided, which are provided in the cylinders 48 when the measuring cylinder 47 is lowered Cover flow openings 51. A line 52 each leads from the two-way valve to the measuring cylinders 47.

Die Wirkungsweise dieser Meßeinrichtung ist folgende: Das durch die Zuleitung 2 über den Zweiwegehahn 41 und die Zuleitung 52 in den einen Meßzylinder 47 fließende Öl bewirkt, daß sich dieser Meßzylinder senkt. Sobald das Gewicht 45 hierbei über den Totpunkt bewegt wird, klappt es zur anderen Seite um und schließt den Zweiwegehahn nach der einen Seite und öffnet den Zweiwegehahn zur anderen Seite, so daß jetzt der andere Meßzylinder gefüllt wird, während der erste Meßzylinder sich durch die öffnungen 50 und 51 entleert. Diese Pendelwirkung wiederholt sich ständig und wird durch geeignete Elemente auf ein Zähl- oder Registrierwerk übertragen.The mode of operation of this measuring device is as follows: That through the supply line 2 via the Two-way valve 41 and the supply line 52 in the one measuring cylinder 47 flowing oil causes this Measuring cylinder lowers. As soon as the weight 45 is moved over the dead center, it folds to the other Turn the side and close the two-way valve on one side and open the two-way valve on the other Side, so that now the other measuring cylinder is filled, while the first measuring cylinder is through the openings 50 and 51 emptied. This pendulum action repeats itself constantly and is controlled by suitable Transferring elements to a counter or register.

Die Erfindung soll keineswegs an die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen gebunden sein. Zahlreiche Abänderungen sind, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen, möglich. Die der Bewegung der Meß elemente entgegenwirkenden Elemente, seienThe invention is in no way intended to be bound to the embodiments shown in the drawing. Numerous changes are possible without deviating from the concept of the invention. That of movement of the measuring elements counteracting elements

es .nun D rehmomentbegrenzungsvorrichtungen, Ffedern, Gegengewichte od. dgl., sind zweckmäßig verstellbar angeordnet.now there are torque limiting devices, springs, Counterweights or the like are expediently arranged to be adjustable.

Claims

Patent claims:

1. A device for determining the weight or the size of the flow stream of gas-carrying liquids, in particular of petroleum, characterized in that a pressure vessel designed in the manner of an air vessel is provided in a line under constant pressure with a continuously flowing gas-permeated liquid, in which the Liquid inlet at the upper end and liquid outlet at the lower end, and that in the space filled by the gas separated from the liquid above the liquid outlet, a measuring device for determining the weight of the liquid which has flowed through in a certain period of time or the size of the instantaneous flow rate is arranged.

2. Device according to claim 1, characterized in that baffle and collecting plates between the liquid inlet and the balance are provided.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the transmission of the measurement results on a counting or recording device mechanically, electrically, pneumatically, hydraulically or acoustically.

Considered publications:
German patent specifications No. 221 500, 385 258,
887, 626 911;

French Patent No. 471,786;
U.S. Patent Nos. 1,379,122, 1,412,410.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings