RU2072101C1

RU2072101C1 - Automatic meter of free gas content in oil

Info

Publication number: RU2072101C1
Application number: RU93028626A
Authority: RU
Inventors: Б.А. Баринов; В.Н. Чепурский; Ф.М. Шарипов; В.Л. Арбузов
Original assignee: Научно-производственный центр "СКП нефть"
Priority date: 1993-06-08
Filing date: 1993-06-08
Publication date: 1997-01-20

Abstract

FIELD: estimation of separation quality and determination of correction of separation quality and determination of correction factors to indications of displacement- type meters for pressure of free gas in oil. SUBSTANCE: the meter is furnished with pressure and plunger stroke reducers, whose outputs are connected to a microprocessor, and the plunger and shut-off valves are provided with a drive that is also connected to the microprocessor; the microprocessor has a digital display output, and the means for measuring the plunger stroke is made as a plunger stroke transducer. EFFECT: improved design. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области техники измерений, используемой при исследовании эффективности функционирования газонефтяных сепараторов и определении поправочных коэффициентов в показания объемных счетчиков на наличие в нефти свободного газа. The invention relates to the field of measurement technology used in the study of the functioning of gas-oil separators and the determination of correction factors in the readings of volumetric meters for the presence of free gas in oil.

Известно устройство для определения содержания свободного газа в потоке нефти, состоящее из датчика, электрического блока, регистратора и сигнализатора. В нижней части трубчатого корпуса датчика со сквозным окном установлен металлический отражатель ультразвуковых колебаний, а в верхней герметично завальцована заглушка, сквозь которую пьезоэлемент излучает и принимает ультразвуковые колебания. В качестве демпфера применена пружина. A device for determining the content of free gas in an oil stream, consisting of a sensor, an electrical unit, a recorder and an alarm. A metal reflector of ultrasonic vibrations is installed in the lower part of the tube housing of the sensor with a through window, and a cap is sealed in the upper part through which the piezoelectric element emits and receives ultrasonic vibrations. A spring is used as a damper.

Основным недостатком таких устройств, базирующихся на использовании ультразвуковых колебаний, является зависимость величины получаемого сигнала не только от объема свободного газа, но его дисперсности. Поэтому они применяются обычно как индикаторы. The main disadvantage of such devices based on the use of ultrasonic vibrations is the dependence of the magnitude of the received signal not only on the volume of free gas, but its dispersion. Therefore, they are usually used as indicators.

Известно устройство для измерения концентрации свободного газа в потоке товарной нефти радиоизотопный плотномер, в котором связь между скоростью счета импульсов на выходе блока детектирования и плотностью контролируемой среды, просвечиваемой узким пучком гамма-излучения, выражается экспоненциальной зависимостью. A device for measuring the concentration of free gas in a flow of crude oil is known as a radioisotope densitometer in which the relationship between the pulse count rate at the output of the detection unit and the density of the controlled medium illuminated by a narrow beam of gamma radiation is expressed by an exponential dependence.

Главным недостатком этих приборов является влияние изменения физических свойств нефти и гидродинамических параметров потока на величину конечного сигнала. Необходимость же внесения коррекций, исключающих влияние неинформативных параметров на результаты измерений делает проблематичным использование таких приборов для высокоточных измерений, которые необходимы при ведении товарокоммерческих операций. The main disadvantage of these devices is the effect of changes in the physical properties of oil and the hydrodynamic parameters of the flow on the value of the final signal. The need to make corrections that exclude the influence of non-informative parameters on the measurement results makes it difficult to use such instruments for high-precision measurements, which are necessary when conducting commercial operations.

Известно также устройство, в котором использован двухканальный вибрационный плотномер, где один канал (вибрационная трубка) применяется в качестве рабочего, а второй в качестве эталонного, пропуская через него эталонную, предварительно освобожденную от газа, жидкость, которая имеет одинаковую плотность с анализируемой. Его недостаток неоднозначность интерпретации получаемого сигнала. A device is also known in which a two-channel vibration densitometer is used, where one channel (vibration tube) is used as a working channel, and the second as a reference, passing through it a reference liquid that has the same density as the analyzed one. Its disadvantage is the ambiguity of the interpretation of the received signal.

Наиболее близким техническим решением к предполагаемому изобретению является устройство для определения содержания свободного газа в сепарированной нефти, включающее цилиндрический корпус с пробоотборной камерой, манометрический датчик давления, узел пресса с плунжером и измерителем хода, запорные клапана, а между датчиком давления и пробоотборной камерой установлен эластичный разделитель (а.с. СССР N 638138, кл. G 01 N 33/22, 1984). The closest technical solution to the proposed invention is a device for determining the free gas content in the separated oil, including a cylindrical body with a sampling chamber, a pressure gauge, a press unit with a plunger and a stroke meter, shut-off valves, and an elastic separator is installed between the pressure sensor and the sampling chamber (A.S. USSR N 638138, class G 01 N 33/22, 1984).

Недостаток этого устройства необходимость постоянного присутствия оператора при производстве измерений, что делает его практически непригодным к использованию в целях получения постоянной информации о содержании свободного газа в нефти. The disadvantage of this device is the need for the constant presence of the operator during the measurement, which makes it practically unsuitable for use in order to obtain constant information about the content of free gas in oil.

Цель изобретения повышение эффективности работы устройства путем снижения трудозатрат, увеличения точности, достоверности и оперативности измерений. The purpose of the invention is to increase the efficiency of the device by reducing labor costs, increasing the accuracy, reliability and efficiency of measurements.

Поставленная задача достигается тем, что измеритель снабжается преобразователями давления и хода плунжера, выходы которых соединяются с микропроцессором, а плунжер и запорные клапаны снабжаются приводом, который также соединяется с микропроцессором, причем микропроцессор выполнен цифровой индикации, а средство измерения хода плунжера выполнено в виде датчика хода плунжера. The task is achieved in that the meter is equipped with pressure and stroke transducers, the outputs of which are connected to the microprocessor, and the plunger and shut-off valves are equipped with a drive that also connects to the microprocessor, the microprocessor is digitally displayed, and the plunger stroke measuring tool is made in the form of a stroke sensor plunger.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема автоматического измерителя содержания свободного газа в нефти. In FIG. 1 is a schematic diagram of an automatic meter of free gas in oil.

Автоматический измеритель состоит из нескольких функциональных узлов и блоков. An automatic meter consists of several functional units and blocks.

Пробоотборник предназначен для отбора пробы жидкости и состоит из пробоотборной камеры 1, корпуса, служащего термостатирующей рубашкой 2, клапанов входного 4 и выходного 5. The sampler is designed for sampling a liquid and consists of a sampling chamber 1, a casing serving as a thermostatic jacket 2, valves inlet 4 and outlet 5.

Разделительная камера включает в себя корпус 6, мембрану 7 и служит для отделения полости пробоотборной камеры 1 от полости гидравлического цилиндра 8. The separation chamber includes a housing 6, a membrane 7 and serves to separate the cavity of the sampling chamber 1 from the cavity of the hydraulic cylinder 8.

Блок привода состоит из электродвигателя 9, насоса 10, фильтра 11, системы переключения потоков 12, емкости 13, перепускного клапана 14 и гидроцилиндров 8, 15, 16, 17. С помощью гидропривода производится закрытие - открытие клапанов 4, 5 и сжатие отобранной пробы. The drive unit consists of an electric motor 9, a pump 10, a filter 11, a system for switching flows 12, a container 13, an overflow valve 14, and hydraulic cylinders 8, 15, 16, 17. A hydraulic actuator closes and opens valves 4, 5 and compresses the selected sample.

Датчик давления 18 служит для измерения давления в пробоотборной камере, а датчик хода 19 для измерения величины перемещения спаренного поршня гидроцилиндра 8, 17. The pressure sensor 18 is used to measure the pressure in the sampling chamber, and the stroke sensor 19 for measuring the displacement of the paired piston of the hydraulic cylinder 8, 17.

Микропроцессор 20, в соответствии с программой, обеспечивает работу отдельных узлов и измерителя в целом, производит обработку получаемой с датчиков информации и дает цифровую информацию о результатах измерений. The microprocessor 20, in accordance with the program, ensures the operation of individual nodes and the meter as a whole, processes the information received from the sensors and gives digital information about the measurement results.

Измеритель работает следующим образом. The meter works as follows.

При монтаже измеритель входными и выходными штуцерами подсоединяются байпасом к трубопроводу до и после секущей задвижки. В исходном состоянии клапаны 4, 5 открыты, мембрана 7 находится в крайнем верхнем положении, насос 10 гидропривода работает через перепускной клапан 14, рабочая среда движется по пробоотборной камере 1. Поршни гидроцилиндров 15, 16, 17 находятся соответственно в левом, в правом и нижнем положениях. При поступлении с микропроцессора 20 команды "измерение" поршни гидроцилиндров 8, 17 отводятся в крайнее нижнее положение, при этом, за счет изменения положения мембраны 7, полость разделительной камеры заполняется жидкостью, движущейся по пробоотборной камере 1. После этого датчик давления 18 фиксирует исходное давление, а датчик хода 19 положение спаренного поршня в гидроцилиндрах 8, 17, полученная информация поступает на микропроцессор 20. Затем путем подачи рабочей жидкости в гидроцилиндры 15, 16 производится закрытие запорных клапанов 4, 5. В результате закрытия клапанов происходит переключение потока исследуемой жидкости с пробоотборной камеры 1 на полость корпуса 2, что обеспечивает поддержание постоянной температуры на весь период измерения. Далее производится сжатие отобранной пробы путем подачи рабочей жидкости в нижнюю полость гидроцилиндра 17 и перемещение за счет этого спаренного поршня вверх. После некоторого промежутка времени датчик давления 18 фиксирует давление, а датчик хода 19 положение спаренного поршня в гидроцилиндрах 8, 17, полученная информация поступает на микропроцессор 20. В последнем, в соответствии с имеющейся программой, получаемая информация обрабатывается и производится индикация на табло содержания свободного газа в нефти. When installing the meter, the inlet and outlet fittings are bypassed to the pipeline before and after the secant valve. In the initial state, the valves 4, 5 are open, the membrane 7 is in its highest position, the hydraulic pump 10 works through the bypass valve 14, the working medium moves along the sampling chamber 1. The pistons of the hydraulic cylinders 15, 16, 17 are located in the left, right and lower provisions. Upon receipt of the “measurement” command from microprocessor 20, the pistons of the hydraulic cylinders 8, 17 are diverted to the lowest position, and due to the change in the position of the membrane 7, the cavity of the separation chamber is filled with liquid moving along the sampling chamber 1. After that, the pressure sensor 18 detects the initial pressure and the stroke sensor 19 is the position of the paired piston in the hydraulic cylinders 8, 17, the information received is transmitted to the microprocessor 20. Then, by supplying the working fluid to the hydraulic cylinders 15, 16, the shut-off valves 4, 5 are closed. As a result of closing the valves, the flow of the test liquid from the sampling chamber 1 switches to the cavity of the housing 2, which ensures constant temperature for the entire measurement period. Next, the selected sample is compressed by supplying the working fluid to the lower cavity of the hydraulic cylinder 17 and moving upward due to this twin piston. After a certain period of time, the pressure sensor 18 captures the pressure, and the stroke sensor 19 is the position of the paired piston in the hydraulic cylinders 8, 17, the received information is sent to the microprocessor 20. In the latter, in accordance with the available program, the received information is processed and the free gas content is displayed on the display in oil.

После выполнения измерения возврат устройства в исходное положение производится в обратной последовательности. After the measurement, the device is returned to its original position in the reverse order.

Использование предполагаемого изобретения позволяет за счет однозначной интерпретации получаемого сигнала получать точную и достоверную информацию о содержании свободного газа в нефти с цифровой его индикацией и запоминанием на микропроцессоре. Using the proposed invention allows, due to the unambiguous interpretation of the received signal, to obtain accurate and reliable information about the content of free gas in oil with its digital indication and storage on a microprocessor.

Claims

1. An automatic meter of free gas in oil, comprising a housing, a pressure sensor, means for measuring the stroke of the plunger, shut-off valves, a sampling chamber with a plunger, inlet and outlet fittings, characterized in that it further comprises pressure and stroke converters of the plunger, the outputs of which connected to the microprocessor, and the plunger and shut-off valves are equipped with a drive connected to the microprocessor, the microprocessor is made with a digital indication output, means for measuring the plunger stroke in the form of a plunger stroke sensor.

2. The automatic meter according to claim 1, characterized in that the drive is made hydraulic.