RU2644449C1 - Measuring instrument of content of disperse phase in the gas flow - Google Patents
Measuring instrument of content of disperse phase in the gas flow Download PDFInfo
- Publication number
- RU2644449C1 RU2644449C1 RU2016151582A RU2016151582A RU2644449C1 RU 2644449 C1 RU2644449 C1 RU 2644449C1 RU 2016151582 A RU2016151582 A RU 2016151582A RU 2016151582 A RU2016151582 A RU 2016151582A RU 2644449 C1 RU2644449 C1 RU 2644449C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- flow
- sampling
- probe
- meter
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F13/00—Apparatus for measuring by volume and delivering fluids or fluent solid materials, not provided for in the preceding groups
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/02—Devices for withdrawing samples
- G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
- G01N1/20—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state for flowing or falling materials
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
- G01N25/56—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating moisture content
Abstract
Description
Изобретение относится к области контроля качества подготовки природного и попутного нефтяного газов к транспорту, а также к области контроля качества жидкостей, транспортируемых по трубопроводам, в нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано на топливно-энергетических, химических, нефтехимических и нефтегазоперерабатывающих предприятиях.The invention relates to the field of quality control of the preparation of natural and associated petroleum gases for transport, as well as to the field of quality control of liquids transported through pipelines in the oil and gas industry and can be used in fuel and energy, chemical, petrochemical and oil and gas refineries.
Измеритель содержания дисперсной фазы (ИСДФ) в газовом потоке применяется для определения количества жидкой или твердой дисперсной фазы в газовом потоке до или после технологического оборудования, газовых сепараторов, фильтров, адсорберов, абсорберов, компрессоров для оценки параметров их работы.The dispersed phase meter (ISDF) in the gas stream is used to determine the amount of liquid or solid dispersed phase in the gas stream before or after technological equipment, gas separators, filters, adsorbers, absorbers, compressors to evaluate their operation parameters.
Измеритель содержания дисперсной фазы (ИСДФ) в жидкостном потоке применяется для определения количества твердой дисперсной фазы (механических примесей) до или после технологического оборудования, фильтров, насосов, отстойников, теплообменников для оценки параметров их работы.The meter of the content of the dispersed phase (ISDF) in the liquid stream is used to determine the amount of solid dispersed phase (mechanical impurities) before or after technological equipment, filters, pumps, settlers, heat exchangers to evaluate their operation parameters.
Известно устройство для измерения концентрации капельной жидкости в потоке газа (патент на изобретение РФ №2439544, дата приоритета 22.03.2010 г., МПК G01N 25/56). Устройство для измерения концентрации капельной жидкости в потоке газа содержит фильтровальный узел с пробоотборным зондом, патрубок отбора газа с регулятором расхода, направляющий цилиндр, счетчик газа с манометром и термометром. При этом устройство снабжено ручным зубчатоканатным приводом с пружинным фиксатором положения фильтровального узла с зондом, линейной шкалой на направляющем цилиндре и индикатором текущего расхода газа и набором сменяемых зондов с различным внутренним сечением. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения за счет обеспечения изокинетичности отбора проб газа и расширения диапазона применения устройства по давлению в газопроводе.A device is known for measuring the concentration of dropping liquid in a gas stream (RF patent No. 2439544, priority date 03/22/2010, IPC G01N 25/56). A device for measuring the concentration of dropping liquid in a gas stream contains a filter assembly with a sampling probe, a gas sampling pipe with a flow regulator, a directing cylinder, a gas meter with a manometer and a thermometer. At the same time, the device is equipped with a manual gear drive with a spring lock of the position of the filter unit with a probe, a linear scale on the guide cylinder and an indicator of the current gas flow rate and a set of interchangeable probes with different internal cross-sections. The technical result of the invention is to increase the accuracy of measurements by ensuring the isokinetics of gas sampling and expanding the range of application of the device for pressure in the gas pipeline.
Известна система и метод выборочной проверки или точечного отбора проб многофазной смеси, протекающей в трубопроводе (международная заявка WO 2008117024, дата приоритета 27.03.2007 г., МПК G01N-001/20, G01N-033/28). Система выборочной проверки или точечного отбора проб многофазной смеси, протекающей в трубопроводе, содержит: средство отбора проб многофазной смеси в изокинетических условиях; средства для подачи потока пробы многофазной смеси в сепаратор или поток пробкового типа; и средство для определения содержания фазы, прошедшей сепаратор или поток пробкового типа в месте обнаружения фазы.A known system and method for spot testing or spot sampling of a multiphase mixture flowing in a pipeline (international application WO 2008117024, priority date 03/27/2007, IPC G01N-001/20, G01N-033/28). A system for spot testing or spot sampling of a multiphase mixture flowing in a pipeline contains: means for sampling a multiphase mixture in isokinetic conditions; means for supplying a sample stream of the multiphase mixture to a separator or cork-type stream; and means for determining the content of the phase that has passed the separator or cork-type stream at the phase detection site.
Известен изокинетический способ и система отбора проб для мультифазного потока из подземных скважин (международная заявка WO 200760386, дата приоритета 22.11.2005 г., МПК G01F-001/74* G01F-015/02). Система для отбора проб мультифазного потока текучей среды, проходящего в трубопроводе, при изокинетических условиях и измерения реологических параметров мультифазного потока текучей среды, проходящего по трубопроводу, содержащая устройство отбора проб, выполненное с возможностью отбора части мультифазного потока текучей среды, проходящего по трубопроводу, причем упомянутое устройство содержит пробоотборный зонд, установленный в месте отбора проб в трубопроводе; дифференциальный манометр-расходомер, выполненный с возможностью измерения перепада давления между первым давлением мультифазного потока текучей среды, проходящего по трубопроводу, и вторым давлением отобранной части мультифазного потока текучей среды, проходящего в пробоотборном зонде, причем измеряют первое давление в первом напорном отверстии, расположенном на стенке трубопровода в плоскости поперечного сечения отверстия в зонде для отбора проб, а второе давление измеряют во втором напорном отверстии, выполненном в пробоотборном зонде под отверстием для отбора проб, причем плоскость поперечного сечения отверстия для отбора проб лежит в плоскости поперечного сечения трубопровода, контроллер, выполненный с возможностью регулирования скорости потока отобранной части мультифазного потока текучей среды, проходящего в пробоотборном зонде, в котором средство регулирования скорости потока отобранной части мультифазного потока текучей среды, проходящего в пробоотборном зонде, установлено для обеспечения того, чтобы перепад давления равнялся, по существу, нулю; один или несколько счетчиков, выполненных с возможностью измерения массовой скорости потока фаз мультифазной смеси, плотности фаз мультифазной смеси, соотношения вода-жидкость, соотношения нефть-жидкость отобранной части мультифазного потока текучей среды; и один или несколько компьютерных процессоров, выполненных с возможностью обработки измеренных данных для определения реологических параметров мультифазного потока текучей среды, проходящего по трубопроводу.The isokinetic method and sampling system for multiphase flow from underground wells is known (international application WO 200760386,
Известна установка для определения содержания дисперсной фазы в газовом потоке (патент РФ №2498231, дата приоритета 19.06.2012 г., МПК G01F 13/00), включающая пробоотборный зонд, блок сепарации, содержащий сепаратор, снабженный фильтр-патроном и мерником для отсепарированной жидкости из газа, блок поддержания постоянного расхода газа при давлении, температуре и скорости в системе установки, равных давлению, температуре и скорости газового потока, включающий клапан регулировки расхода газа, расходомер и узел подачи ингибитора гидратообразования, содержащий емкость с ингибитором и клапан подачи ингибитора к клапану регулировки расхода газа, при этом установка дополнительно содержит блок фильтрации, установленный параллельно блоку сепарации между пробоотборным зондом и расходомером, и включающий фильтр-патрон для улавливания выделившейся жидкости при наборе в системе устройства давления, равного давлению газового потока, затем фильтр-патрон для улавливания капельной влаги и механических примесей из газа и после него фильтр-патрон для коррекции результатов измерений, а блок поддержания постоянного расхода газа в качестве расходомера содержит массовый расходомер, установленный перед клапаном регулировки расхода газа.A known installation for determining the content of the dispersed phase in the gas stream (RF patent No. 2498231, priority date 06/19/2012, IPC G01F 13/00), including a sampling probe, a separation unit containing a separator equipped with a filter cartridge and a measuring device for the separated liquid from gas, a unit for maintaining a constant gas flow at a pressure, temperature and speed in the installation system equal to pressure, temperature and gas flow rate, including a gas flow control valve, a flow meter and a hydrate inhibitor supply unit, soda a rusting container with an inhibitor and an inhibitor supply valve to the gas flow control valve, while the installation additionally contains a filtration unit installed parallel to the separation unit between the sampling probe and the flow meter, and including a filter cartridge for trapping the released liquid when a pressure equal to the pressure is set in the system gas flow, then a filter cartridge for collecting droplet moisture and solids from gas and after it a filter cartridge for correcting measurement results, and the unit supports Zhaniya constant gas flow rate as a flow meter includes a mass flow meter installed upstream of the gas flow control valve.
Известные решения не обеспечивают достаточной степени точности измерения содержания дисперсной жидкой или твердой фазы в потоке.Known solutions do not provide a sufficient degree of accuracy in measuring the content of a dispersed liquid or solid phase in a stream.
Технической задачей заявляемого изобретения является повышение точности измерения содержания дисперсной жидкой или твердой фазы в потоке с соблюдением условий сохранения температуры, давления и представительности пробы.The technical task of the claimed invention is to improve the accuracy of measuring the content of a dispersed liquid or solid phase in a stream, subject to the conditions of conservation of temperature, pressure and representativeness of the sample.
Технический результат - повышение точности измерения содержания дисперсной фазы в потоке.The technical result is an increase in the accuracy of measuring the content of the dispersed phase in the stream.
Технический результат достигается тем, что измеритель содержания дисперсной фазы в газовом потоке, включающий пробоотборный зонд, сепаратор, снабженный фильтр-патроном и мерником для отсепарированной жидкости из газа, клапан регулировки расхода газа, емкость с ингибитором и клапан подачи ингибитора к клапану регулировки расхода газа, фильтр-патрон для улавливания механических примесей из газа, при этом дополнительно содержит устройство для автоматического перемещения пробозаборного зонда по сечению исследуемого трубопровода, преобразователь перепада давления между пробозаборной линией и исследуемым газодисперсным потоком, предназначенный для осуществления изокинетичного пробозабора за счет автоматического поддержания клапаном-регулятором, установленным на выходе пробоотборной линии, нулевого значения разницы давлений между пробозаборной линией и исследуемым газодисперсным потоком, средства термостатирования, массовый расходомер для учета количества отсепарированной жидкости в мернике, содержащем уровнемер.The technical result is achieved by the fact that the meter of the content of the dispersed phase in the gas stream, including a sampling probe, a separator equipped with a filter cartridge and a measuring device for the separated liquid from the gas, a gas flow control valve, a container with an inhibitor and an inhibitor supply valve to the gas flow control valve, a filter cartridge for collecting mechanical impurities from gas, further comprising a device for automatically moving a sampling probe over the cross section of the studied pipeline, predominantly The differential pressure indicator between the sampling line and the studied gas-dispersed flow, designed to perform isokinetic sampling due to the automatic control valve installed at the outlet of the sampling line, of the zero pressure difference between the sampling line and the studied gas-dispersed flow, thermostatic control, mass flow meter for the separated liquid in the measuring device containing the level gauge.
Заявляемое изобретение иллюстрируется чертежами:The invention is illustrated by drawings:
Фиг. 1 - Принципиальная схема устройства;FIG. 1 - Schematic diagram of the device;
Фиг. 2 - Фрагмент пробозаборного зонда;FIG. 2 - A fragment of a sampling probe;
Фиг. 3 - Устройство перемещения пробозаборного зонда.FIG. 3 - A device for moving a sampling probe.
Измеритель содержания дисперсной фазы в газовом потоке включает систему автоматизированного управления (САУ) (не показана).The meter of the content of the dispersed phase in the gas stream includes an automated control system (ACS) (not shown).
Измеритель содержания дисперсной фазы в газовом потоке (ИСДФ) соединяется с технологическим трубопроводом 1 (фиг. 1) через имеющийся на нем штуцер 2, оснащенный полнопроходным краном или задвижкой 3, на который монтируется устройство перемещения пробозаборного зонда (УППЗ) 4.The meter of the content of the dispersed phase in the gas stream (ISDF) is connected to the process pipe 1 (Fig. 1) through the fitting 2 on it, equipped with a full bore valve or
УППЗ позволяет вводить в сечение трубопровода 1 пробозаборный зонд 5.UPPZ allows to introduce a
Конструкция УППЗ показана на фиг. 2.The SPD design is shown in FIG. 2.
Пробозаборный зонд 5 служит для отбора части потока из газопровода 1. Форма наконечника показана на фиг. 3. За счет выноса атакующего наконечника вперед по потоку, а также изогнутой формы тела зонда 5, создаваемая им зона повышенного давления не вносит возмущения в отбираемый поток. Входной канал зонда имеет постоянный диаметр d (3-6 мм) и длину h1. Внешняя форма входа зонда имеет форму усеченного конуса, направленного зауженным концом навстречу потоку.A
Атакующий срез зонда 5 изготовлен из материала, превосходящего сталь по твердости и износостойкости (например, спеченные твердые сплавы или керамика).The attacking section of the
Геометрические размеры зонда позволяют подключиться к трубопроводу через штуцер 2 и кран 3 с внутренним диаметром от 25 мм.The geometric dimensions of the probe allow you to connect to the pipeline through the fitting 2 and
Выполняют следующие требования к форме зонда (фиг. 3):The following requirements for the shape of the probe are fulfilled (Fig. 3):
- протяженность входного канала с постоянным внутренним сечением d должна удовлетворять условию l,5d>h1>d;- the length of the input channel with a constant internal section d must satisfy the condition l, 5d> h1> d;
- изменение внутреннего диаметра канала после входного канала допускается за счет концентрического расширения с углом конуса α<30°;- a change in the inner diameter of the channel after the input channel is allowed due to concentric expansion with a cone angle α <30 °;
- угол конусности внешней формы наконечника зонда α должен быть менее 30°;- the taper angle of the external shape of the probe tip α should be less than 30 °;
- изгибы зонда должны находиться на расстоянии не более (5-8) d от оси наконечника.- the bends of the probe should be at a distance of no more than (5-8) d from the axis of the tip.
Атакующая форма зонда исследована, геометрические параметры обоснованы моделированием.The attacking shape of the probe is investigated, the geometric parameters are justified by simulation.
Конструкция зонда предусматривает также дополнительный канал отбора статического давления потока, реализованный в виде внешней концентрической трубки 28 (фиг. 2), в которую запрессована прямая часть зонда 5. На трубке предусмотрены усредняющие отверстия 29 диаметром от 0,5 до 6 мм в количестве от одного до двенадцати, а внутренний диаметр самой трубки больше наружного диаметра трубки зонда не менее чем на 0,5 мм. Максимальный диаметр внешней трубки должен быть меньше диаметра штуцера 2 и крана 3 на 3-6 мм.The probe design also provides an additional channel for the selection of static flow pressure, implemented in the form of an external concentric tube 28 (Fig. 2), into which the straight part of the
Для обеспечения изокинетичности в атакующей трубке зонда автоматически поддерживается нулевая разность полного давления потока и статического давления, измеряемая преобразователем перепада давления 6.To ensure isokineticity in the attacking tube of the probe, the zero difference of the total flow pressure and static pressure, measured by the
Изменение глубины погружения зонда в поток реализуется автоматически по алгоритму системы автоматизированного управления (САУ) измерителя содержания дисперсной фазы.Changing the immersion depth of the probe into the stream is implemented automatically according to the algorithm of the automated control system (ACS) of the dispersed phase content meter.
Для герметизации внешней трубки пробозаборного зонда 28 в узле ввода зонда 30 предусмотрено сальниковое уплотнение 31, поджимаемое гайкой 32. Узел ввода зонда прикреплен резьбовым соединением на нижней опорной плите 33, на которой также закреплены стержни 34 и сервомотор 35.To seal the outer tube of the
Стержни 34 удерживают верхнюю опорную плиту 36. В отверстиях, выполненных в верхней и нижней опорных плитах, вращается ходовой винт 37. Свободный конец ходового винта имеет съемную рукоять 38 для вращения винта вручную.The
Ходовой винт 37 и вал сервомотора 35 соединены через зубчатую пару шестерен 39 и 40. Вращение вала ходового винта преобразуется в поступательное движение подвижной плиты 41, которая удерживается на стержнях 34 и передвигается по ним. Плавность и легкость перемещения подвижной плиты 41 достигается за счет втулок скольжения 42, как правило, выполняемых из бронзы.The
На подвижной плите 41 жестко закреплена внешняя трубка 28 пробозаборного зонда 5, которая, перемещаясь вместе с плитой, проталкивается или вытягивается сквозь узел ввода 30 в зависимости от направления вращения сервомотора 35 или рукояти 38.On the
На конце внешней трубки зонда герметично присоединен тройник 43. Сквозь него свободно проходит основная (внутренняя) трубка зонда 5. На всем протяжении внешней трубки 28 и в тройнике 43 трубка зонда 5 внутри находится с небольшим зазором (не менее 0,5 мм). Проходной резьбовой штуцер тройника 43 герметично обжимает трубку зонда 5. Таким образом, внутренняя трубка 5 закреплена внутри внешней 28 в ее начале, где конец трубки 28 запрессован и обжимает трубку 5, и в конце, где обжатие производится проходным штуцером тройника 43. На непроходном конце тройника реализован резьбовой штуцер, к которому присоединена импульсная трубка 44.A
На конце основной (внутренней) трубки зонда 5 предусмотрен тройник 45, оснащенный резьбовыми штуцерами. К проходному штуцеру присоединена трубка 46 пробозаборной линии ИСДФ. К непроходному штуцеру тройника присоединена импульсная трубка 47.At the end of the main (inner) tube of the
По трубке 46 пробозаборной линии проба газа, отобранная из газового потока технологического трубопровода, поступает в пробоотборную линию. По импульсным трубкам 44 и 47 в камеры преобразователя перепада давления 6 на фиг. 1 подаются импульсы статического давления и полного давления потока соответственно. Предусмотрен кран К1, позволяющий соединить камеры преобразователя давления друг с другом. Это позволяет производить периодическую калибровку нуля преобразователя перепада давления 6.A sample of gas taken from the gas stream of the process pipeline enters the sampling line through a
После УППЗ в пробозаборной линии содержится соленоидный трехходовой клапан К2 и фильтр 7, а сама пробозаборная линия теплоизолирована и обогревается греющим кабелем.After UPPZ in the sampling line contains a solenoidal three-way valve K2 and filter 7, and the sampling line itself is thermally insulated and heated by a heating cable.
Фильтр 7 оснащен самозакрывающимися быстроразъемными соединениями, позволяющими снять его и соединить линию без него. Он предназначен для улавливания твердых дисперсных частиц в случае, если ИСДФ используется для этой цели. В фильтре содержится фильтрующий слой. Количество механических примесей определяется в лаборатории взвешиванием остатка после сжигания фильтрующего слоя. Содержание твердых дисперсных частиц вычисляется САУ по количеству, введенному вручную по результатам взвешивания, и суммарному объему пробы газа, из которого эти примеси отфильтрованы. При измерении количества жидкой дисперсной фазы в газовом потоке фильтр 7 снимают, а пробозаборную линию переключают клапаном К2, минуя фильтр 7.The filter 7 is equipped with self-closing quick-disconnect connections, allowing you to remove it and connect the line without it. It is designed to capture particulate matter in the event that an ISDF is used for this purpose. The filter contains a filter layer. The amount of solids is determined in the laboratory by weighing the residue after burning the filter layer. The content of solid dispersed particles is calculated by the ACS according to the amount manually entered by weighing and the total volume of the gas sample from which these impurities are filtered. When measuring the amount of liquid dispersed phase in the gas stream, the filter 7 is removed, and the sampling line is switched by valve K2, bypassing the filter 7.
Для подачи пробы газа в основной блок ИСДФ используют гибкий рукав высокого давления (8, 9, 10 или 11). В зависимости от параметра ΔT=Тгаз.-Токр., определяемого как разность между температурой отбираемой пробы газа и температурой окружающего воздуха, могут применяться рукава различных исполнений:A flexible high-pressure hose (8, 9, 10, or 11) is used to supply a gas sample to the ISDF main unit. Depending on the parameter ΔT = T gas. -T okr. , defined as the difference between the temperature of the sampled gas and the temperature of the ambient air, hoses of various designs can be used:
- при минус 10°C≤ΔT≤+10°C обычный РВД 8,- at minus 10 ° C≤ΔT≤ + 10 ° C ordinary RVD 8,
- при +10°C<ΔT≤+20°C и при минус 10°C < ΔT ≤ минус 20°C теплоизолированный РВД 9,- at + 10 ° C <ΔT≤ + 20 ° C and at minus 10 ° C <ΔT ≤ minus 20 ° C heat-insulated RVD 9,
- при +20°C<ΔT теплоизолированный РВД с кабельным электрообогревом 10,- at + 20 ° C <ΔT heat-insulated high pressure hoses with cable
- при ΔT < минус 20°C теплоизолированный РВД с охлаждающей рубашкой 11.- at ΔT <minus 20 ° C the heat-insulated RVD with a cooling
Указанные требования могут быть ужесточены при необходимости прецизионных измерений или смягчены при экспресс-анализе.These requirements can be tightened if necessary, precision measurements or mitigated by rapid analysis.
При использовании для подачи проба газа в основной блок ИСДФ рукавов 8, 9 или 10 для сброса отработанной пробы из ИСДФ на свечу используется гибкий РВД 12 аналогичный рукаву 8.When using
При использовании для подачи проба газа в основной блок ИСДФ рукава 11 сброс отработанной пробы из ИСДФ на свечу осуществляется через охлаждающую рубашку рукава 11, к выходному штуцеру которой подключается рукав 8, соединенный с трубопроводом сброса на свечу.When a
Трубопроводы внутри блока ИСДФ имеют теплоизоляцию и кабельный обогрев.Pipelines inside the ISDF block have thermal insulation and cable heating.
В ИСДФ предусмотрен теплообменник 13, входы и выходы которого оснащены кранами К4, К5, К24, К25 и термопреобразователями 14, 15, 16, 17. Также предусмотрены байпасные краны К3 и К23, которые позволяют пустить поток, минуя теплообменник.The ISDF provides a
Теплообменник 13 осуществляет охлаждение пробы за счет нагрева встречного потока отработанной пробы газа, сбрасываемой на свечу или факел, или нагрев пробы газа электронагревателями, предусмотренными в его корпусе. Охлаждение и нагрев осуществляются с такой интенсивностью, чтобы придать проходящему потоку пробы газа при любом ее расходе ту же температуру, что и в технологическом трубопроводе с точностью ±2°C.The
Предусмотрен сепаратор 18, имеющий в своем составе датчик температуры 19 и датчик давления 20. По датчику температуры контролируют соблюдение изотермичности процесса, по датчику давления контролируют соблюдение изобаричности процесса сепарации пробы газа. Посредством переключения кранов К6 на входе сепаратора, К7 на байпасе сепаратора и К8 на выходе сепаратора проба газа может подаваться как через сепаратор, так и минуя его.A
Сбор отфильтрованной в сепараторе жидкой фазы осуществляется в мернике 21 известной вместимости. Мерник выполнен из прозрачного материала и имеет миллиметровую шкалу, по которой определяют его заполнение. В верху мерника предусмотрен соленоидный клапан К9. Внизу мерника предусмотрен не учитываемый сброс дренажа через игольчатый клапан К10 вручную и учитываемый массовым расходомером 23 автоматический сброс дренажа через электроприводной регулирующий клапан К11 и ручной учитываемый массовым расходомером 23 сброс дренажа через клапан К12. САУ открывает клапан К11 при заполнении и закрывает его при опорожнении мерника по сигналу от уровнемера 22, смонтированного внутри мерника. Верхний уровень жидкости - уровень открытия клапана дренажа, и нижний уровень жидкости - уровень закрытия клапана дренажа выбираются в пределах визуальной шкалы мерника. На время дренажа мерника САУ отсекает сепаратор от пробозаборной линии путем закрытия соленоидного клапана К9.The collection of the filtered liquid phase in the separator is carried out in a measuring
Уровнемер 22 одновременно определяет два текущих уровня в мернике 21: общий уровень заполнения и уровень границы раздела жидких фаз (если жидкость разделялась на фазы).The
В процессе автоматического дренирования приток жидкости в мерник из сепаратора исключен, так как К9 закрыт.In the process of automatic drainage, the influx of liquid into the meter from the separator is excluded, since K9 is closed.
Оставшееся в мернике 21 количество жидкости в конце измерения сливают через дренажную линию, где оно учитывается массовым расходомером 23.The amount of liquid remaining in the
Фильтр 24 может быть соединен последовательно с сепаратором 18 путем переключения трехходового соленоидного клапана К13 на линию через фильтр и при открытых К14 и К15. Подключенный последовательно фильтр 24 используется в качестве проверочного индикатора уноса капельной жидкости из сепаратора 18. Фильтр 24, включенный в линию, минуя сепаратор 18, используется в том случае, когда количество дисперсной фазы в потоке настолько мало, что за продолжительное время исследования не удается набрать минимальный уровень в мернике 21. Также, фильтр 24, включенный в линию, минуя сепаратор 18, используется для проведения экспресс-анализа содержания жидкой дисперсной фазы в газовом потоке или для построения профиля концентраций сечения потока, что может понадобиться в исследовательских целях. В остальных случаях фильтр отключен от процесса и может быть снят, а клапан К13 переключен в обход фильтра 24.The
Включенный последовательно после сепаратора 18 и фильтра 24 массовый расходомер 25 измеряет мгновенный массовый расход, суммарный массовый расход, суммарную массу, мгновенную плотность и температуру пробы газа, прошедшей через сепаратор 18 или фильтр 24. САУ по параметрам, измеряемым расходомером 25, может также определять объемный расход газа и суммарный объем газа за время измерения в рабочих условиях и в стандартных условиях. После прохождения сепаратора 18 и/или фильтра 24, а также расходомера 25 проба газа считается отработанной.The
При подготовке к работе проба газа пропускается по байпасному крану К16, а кран К17 на выходе после расходомера К25 закрыт. В работе К16 должен быть закрыт, а К17 открыт.In preparation for operation, a gas sample is passed through the K16 bypass valve, and the K17 valve at the outlet after the K25 flowmeter is closed. In the work, K16 should be closed, and K17 open.
После расходомера К25 в отработанную пробу газа вводится жидкий ингибитор гидратообразования, подаваемый самотеком из емкости 26, установленной выше линии. Емкость соединена с линией отработанной пробы трубкой, оснащенной краном К18. При открытом К18 давление в емкости 26 равно давлению газа в линии. Расход ингибитора, подаваемого в линию, измеряется массовым расходомером 27 и регулируется по его сигналу автоматически по алгоритму САУ электроприводным клапаном-регулятором К19.After the K25 flow meter, a liquid hydrate inhibitor is introduced into the exhaust gas sample, supplied by gravity from the
Расход отработанной пробы газа регулируется автоматически по сигналу преобразователя перепада давления 6 по алгоритму САУ электроприводным клапаном-регулятором К20 для обеспечения расхода пробы, проходящего по линии, таким, чтобы обеспечивалось условие изокинетичности пробозабора.The flow rate of the exhausted gas sample is automatically controlled by the signal of the
САУ на фиг. 1 условно не показана. САУ принимает и обрабатывает сигналы от:Self-propelled guns in FIG. 1 conventionally not shown. ACS receives and processes signals from:
- преобразователя перепада давления 6;-
- сервомотора 35 в составе УППЗ, показанного на фиг. 2;- a
- термопреобразователей 14, 15, 16, 17, 19;-
- датчика давления 20;-
- уровнемера 22;-
- расходомеров 23, 25, 27;-
- состояние клапанов-регуляторов K11, К19, К20.- state of the control valves K11, K19, K20.
САУ в автоматическом режиме или под управлением оператора выдает управляющие сигналы на следующие элементы:ACS in automatic mode or under the control of the operator issues control signals to the following elements:
- сервомотор 35 в составе УППЗ, показанного на фиг. 2;- a
- соленоидные клапаны К2, К9, К13;- solenoid valves K2, K9, K13;
- электроприводные клапаны-регуляторы K11, К19, К20.- electric control valves K11, K19, K20.
Описание работы устройстваDevice Description
Устройство имеет возможность работать в различных режимах в зависимости от поставленной задачи.The device has the ability to work in various modes, depending on the task.
Исследуемый газовый поток движется по основному трубопроводу 1, внутренний диаметр D которого известен. Сведения о расходе среды в трубопроводе 1 и ее плотности не обязательны.The investigated gas flow moves through the
Для анализа отбирается незначительная часть потока через специальный пробозаборный зонд 5 известного диаметра d, соединенный с устройством перемещения пробозаборного зонда (УППЗ) 4. УППЗ 4 используется для первичного ввода пробозаборного зонда 5 в технологический трубопровод через штуцер 2, предусмотренный на трубопроводе и оснащенный полнопроходной задвижкой 3 (шаровой кран, шиберная или клиновая задвижка).For analysis, a small part of the flow is selected through a
В дальнейшем устройство перемещения пробозаборного зонда 5 обеспечивает автоматическое по заданному алгоритму изменение глубины погружения зонда в сечение основного трубопровода, что обеспечивает забор пробы по всему профилю потока основного трубопровода. Это позволяет определять значение концентрации дисперсных частиц в нескольких сечениях профиля потока. Также это позволяет, за счет многократного и последовательного набора исследований концентрации во многих сечениях профиля потока, получать более точное усредненное значение концентрации.In the future, the device for moving the
1 Подготовка к работе1 Preparation for work
1.1 Приведение в состояние «Готовность»1.1 Bringing to the state of "Readiness"
До начала измерений УППЗ 4 позиционируют так, чтобы атакующий наконечник зонда 5 был направлен навстречу потоку, и монтируют УППЗ на штуцер 2 и закрытый кран 3, предусмотренные на технологическом трубопроводе 1.Before the start of the measurements, the UPPZ 4 is positioned so that the attack tip of the
К2 открывают в обход фильтра 7.K2 open bypassing filter 7.
Кратковременным открытием крана 3 проверяют герметичность сальникового уплотнения 31 УППЗ. При необходимости поджимают гайку 32.Short-term opening of the
Измеряют расстояние от нижней опорной плиты 33 до наружной поверхности стенки трубопровода 1. В САУ вводят результат измерения в миллиметрах, а также известное значение толщины стенки трубопровода 1 в миллиметрах и известное значение внутреннего или наружного диаметра трубопровода 1 в миллиметрах.Measure the distance from the lower base plate 33 to the outer surface of the wall of the
УППЗ и основной блок ИСДФ соединяют одним из рукавов 8, 9, 10 или 11, исходя из описанного условия ДТ. Емкость 26 заполняют ингибитором и герметично закрывают. Рукав 12 подключают к выходу ИСДФ и к свече сброса газа или к выходному штуцеру охлаждающей рубашки рукава 11 и к свече сброса газа.UPPZ and the main block ISDF connect one of the
В случае исследования жидкостного потока в трубопроводе 1 используют рукава 8 и 12. В этом случае рукав 12 подключают к дренажному трубопроводу.In the case of a study of the fluid flow in the
Открывают полнопроходной кран 3 на штуцере 2 трубопровода 1.Open the
Открывают кран К1 и подают в САУ команду на калибровку прибора 6 (преобразователя перепада давления)The crane K1 is opened and a command is sent to the self-propelled guns to calibrate the device 6 (differential pressure transducer)
Закрывают кран К1.Close the tap K1.
После этого ИСДФ и УППЗ готовы к работе в одном из описанных ниже режимов.After that, ISDF and UPPZ are ready to work in one of the modes described below.
1.2 Приведение в состояние «Пауза в работе»1.2 Bringing to a state “Pause in work”
В состояние «Пауза в работе» ИСДФ приводят как непосредственно перед началом измерения, так и в процессе работы, когда очередное измерение завершено или приостановлено, но планируется проведение следующего измерения или возобновление текущего измерения.ISDFs are brought into the “Pause at Work” state both immediately before the start of measurement and during operation, when the next measurement is completed or paused, but the next measurement is planned or the current measurement is resumed.
Для приведения в состояние «Пауза в работе» ИСДФ собирают, как показано на фиг. 1.To bring the “Pause” state, the ISDFs are collected as shown in FIG. one.
Кран К1 закрыт. Клапан К2 открыт в обход фильтра 7. Краны К3, К4, К5, К6, К8 закрыты. К7 и К9 открыты. К10, К12 закрыты. К13 открыт в обход фильтра 24. К14, К15 закрыты. К16, К18, К21, К22 открыты. К23, К24, К25, К26 закрыты. Клапаны К11, К19, К20 управляются автоматически САУ. Краны К7, К15, К17, К18, К23 открыты. Проток пробы через ИСДФ отсутствует.The crane K1 is closed. Valve K2 is open bypassing filter 7. Cranes K3, K4, K5, K6, K8 are closed. K7 and K9 are open. K10, K12 are closed. K13 is open bypassing the
При измерениях количества и концентрации механических примесей в жидкостных потоках систему защиты от гидратообразования не используют и отключают путем закрытия клапана К19 и крана К18.When measuring the amount and concentration of solids in liquid streams, the hydrate protection system is not used and is turned off by closing valve K19 and valve K18.
Вводят зонд на глубину в четверть диаметра трубопровода 1.A probe is introduced to a depth of a quarter of the diameter of the
Открывают К3 и набирают давление:Open K3 and gain pressure:
- в фильтр 7 кратковременным переключением К2 на фильтр 7;- to the filter 7 by briefly switching K2 to the filter 7;
- в фильтр 24 кратковременным открытием крана К15;- in the
- в сепаратор 18 открытием крана К8;- to the
- в теплообменник 13 кратковременным открытием кранов К5, К24.- to the
При измерениях количества и концентрации механических примесей в жидкостных потоках давление набирают только в фильтр 7, в котором заранее заменяют фильтрующую кассету на стойкую к исследуемой жидкости. Теплообменник 13, сепаратор 18, фильтр 24 не используются и остаются отключенными.When measuring the amount and concentration of solids in liquid streams, the pressure is collected only in the filter 7, in which the filter cartridge is replaced in advance with a cartridge resistant to the test liquid. The
При исследованиях газодисперсных потоков приводят сепаратор 18 в состояние готовности, для чего насыщают его фильтрующий слой жидкостью. Открывают К6. Закрывают К21. Через сепаратор 18 сбрасывается проба газа на свечу. За счет расширения газа в сепараторе C1 интенсивно выпадает влага.In studies of gas-dispersed flows, the
Набирают мерник 21 до уровня на 50-60 мм выше нижнего уровня, на котором сброс дренажа останавливается. Вводят в САУ команду на калибровку К11, после чего САУ выбирает уровень открытия К11 таким, чтобы расход дренажа был равен номинальному расходу расходомера 23. При достижении нижнего уровня, САУ закрывает К11.The measuring
Открывают К7, закрывают К6 и К8. Открывают К17, К21. Закрывают К16, К22. Проба газа проходит через расходомер 25 и регулируется клапаном К20 автоматически. Сепаратор при этом готов к измерениям и закрыт.Open K7, close K6 and K8. Open K17, K21. Close K16, K22. A gas sample passes through a
В САУ выбирают режим «Пауза в работе», после чего САУ автоматически, регулируя степень открытия клапана К20 выставляет расход, при котором перепад давления на приборе 6 будет равен нулю. После достижения установившегося режима САУ подтверждает условие изокинетичности и подтверждает режим «Пауза в работе».In the self-propelled guns, the “Pause at work” mode is selected, after which the self-propelled guns automatically adjusting the degree of opening of the K20 valve sets the flow rate at which the pressure drop across the
В состоянии «Пауза в работе» через ИСДФ проходит расход пробы q.In the “Pause at work” state, the sample flow rate q passes through the ISDF.
2. Определение плотности среды в рабочих условиях2. Determination of the density of the medium under operating conditions
Если не известна плотность среды, в САУ вводят команду на измерение плотности расходомером 25.If the density of the medium is not known, a command for density measurement by the
Подтверждают в САУ измеренную расходомером 25 плотность в качестве условно постоянной величины на время исследования профиля скорости или расхода среды в трубопроводе 1.Confirm in the self-propelled guns the density measured by the
В этом случае, погрешность измерения плотности определяется метрологическими характеристиками расходомера 25.In this case, the density measurement error is determined by the metrological characteristics of the
Для точного определения плотности газа в лаборатории отбирают пробу, для чего в самоблокирующиеся быстроразъемные соединения вместо фильтра 7 включают контейнер для отбора и хранения проб и отбирают пробу в соответствии с требованиями: для газа ГОСТ 31370-2008 или действующий нормативный документ на территории РФ и других стран, для сжиженных углеводородных газов и газовых конденсатов ГОСТ 55609-2013 или действующий нормативный документ на территории РФ и других стран, для нефтей и нефтепродуктов ГОСТ 2517-2012 или действующий нормативный документ на территории РФ и других стран. Для этого кратковременно перенаправляют поток газа клапаном К2 через контейнер. Плотность газа в рабочих условиях определяют в лаборатории прямым измерением газовым плотномером или расчетом по компонентному составу в соответствии с ГОСТ 30319-1 или действующим нормативным документом на территории РФ и других стран.To accurately determine the gas density in the laboratory, a sample is taken, for which instead of filter 7, a self-locking quick-connect connection includes a container for sampling and storage of samples and a sample is taken in accordance with the requirements: for gas GOST 31370-2008 or the current regulatory document in the Russian Federation and other countries , for liquefied hydrocarbon gases and gas condensates GOST 55609-2013 or the current regulatory document in the Russian Federation and other countries, for oils and petroleum products GOST 2517-2012 or the current regulatory document and the territory of the Russian Federation and other countries. To do this, briefly redirect the gas flow by valve K2 through the container. The gas density under operating conditions is determined in the laboratory by direct measurement with a gas densitometer or by calculation according to component composition in accordance with GOST 30319-1 or the current regulatory document in the Russian Federation and other countries.
3. Режим исследования профиля скорости потока и измерение локальных скоростей3. The mode of investigation of the flow velocity profile and the measurement of local velocities
Для измерения скорости потока в САУ вводят значение плотности газа при рабочих условиях или подтверждают значение, измеренное ИСДФ (см. п. 2).To measure the flow rate in the ACS, the gas density value is entered under operating conditions or the value measured by ISDF is confirmed (see paragraph 2).
Приступают к измерению локальных скоростей потока и построению профиля скорости потока.Proceed to measure local flow velocities and build a flow velocity profile.
Приводят ИСДФ в состояние «Пауза в работе».The ISDF is brought to the “Pause at Work” state.
Отключают Фильтр 7.Disable Filter 7.
В САУ вводят задание на последовательное погружение зонда, задают шаг погружения или количество точек, в которых необходимо исследовать поток. При необходимости задают время удержания зонда в каждой точке (необязательно, так как в алгоритме САУ по умолчанию введено оптимальное время удержания). При необходимости задают количество повторов исследования.The task for sequential immersion of the probe is introduced into the ACS, the immersion step or the number of points at which it is necessary to study the flow is set. If necessary, set the retention time of the probe at each point (optional, since the optimal retention time is entered in the ACS algorithm by default). If necessary, set the number of repetitions of the study.
До начала исследования САУ открывает трехходовой клапан К2 на линию фильтра 7 (так как фильтра 7 нет, а самоблокирующийся БРС закрыт, то К2 закрыт).Prior to the study, the self-propelled gun opens a three-way valve K2 to filter line 7 (since there is no filter 7, and the self-locking BRS is closed, K2 is closed).
САУ автоматически выполняет исследование в каждой очередной точке сечения, а именно:The self-propelled gun automatically performs research at each successive cross-sectional point, namely:
- позиционирует зонд в точке потока;- Positions the probe at the point of flow;
- выдерживает паузу;- pauses;
- фиксирует усредненную величину перепада давления по сигналу от прибора 6 за заданное алгоритмом время ожидания, а также величину наибольших отклонений от усредненного значения;- fixes the average value of the pressure drop by the signal from the
- автоматически пересчитывает величину перепада давления в линейную скорость, используя заданное значение плотности среды, и фиксирует ее в результатах измерений;- automatically recalculates the value of the pressure drop to linear velocity using the specified value of the density of the medium, and fixes it in the measurement results;
- позиционирует зонд в следующей точке сечения.- Positions the probe at the next cross-sectional point.
Если задано многократное повторение исследования, САУ, после завершения исследования в последней точке сечения, переходит к первой точке и повторяет алгоритм заданное количество раз.If multiple repetition of the study is specified, the self-propelled gun, after the study is completed at the last point of the section, goes to the first point and repeats the algorithm a specified number of times.
Полученные значения скорости в каждой заданной точке усредняются.The obtained velocity values at each given point are averaged.
Таблицу скоростей в различных точках сечения потока сохраняют в виде отчета об исследовании или проводят исследование заново. В отчете содержатся сведения о мгновенном объемном расходе газа в трубопроводе 1, рассчитанные САУ автоматически, в м3/ч и ст.м3/ч.The table of speeds at various points of the cross section of the flow is saved in the form of a report on the study or conduct the study again. The report contains information on the instantaneous gas flow rate in
4. Измерение расхода среды в трубопроводе 14. The measurement of the flow rate of the medium in the
ИСДФ переводят в режим «Пауза в работе».ISDF transferred to the "Pause at work".
В САУ задают команду на измерение расхода среды в исследуемом трубопроводе 1.In the self-propelled guns, a command is given to measure the flow rate of the medium in the studied
САУ автоматически выполняет исследование в каждой очередной точке сечения, а именно:The self-propelled gun automatically performs research at each successive cross-sectional point, namely:
- позиционирует зонд в точке потока;- Positions the probe at the point of flow;
- регулирует открытие К20 таким образом, чтобы обеспечивалось условие нулевого перепада на приборе 6 в текущем положении зонда;- adjusts the opening of K20 so that the condition of zero difference on the
- фиксирует мгновенный массовый расход, проходящий через ИСДФ, по расходомеру 25;- fixes the instantaneous mass flow passing through the ISDF, on the
- позиционирует зонд в следующей точке сечения.- Positions the probe at the next cross-sectional point.
Если задано многократное повторение исследования, САУ, после завершения исследования в последней точке сечения, переходит к первой точке и повторяет алгоритм заданное количество раз.If multiple repetition of the study is specified, the self-propelled gun, after the study is completed at the last point of the section, goes to the first point and repeats the algorithm a specified number of times.
Полученные значения расхода интегрируются САУ по сечению трубопровода.The obtained flow rates are integrated by the ACS along the pipeline section.
САУ автоматически формирует отчет, в котором содержатся проинтегрированное по сечению значение массового расхода среды в трубопроводе 1 в кг/ч, и рассчитанное значение объемного расхода, в м3/ч и ст.м3/ч.The automatic control system automatically generates a report that contains the cross-sectional value of the mass flow rate of the medium in the
В простейшем случае или при проведении такого измерения вручную, проводят многократное измерение мгновенного массового расхода по показаниям расходомера 25 в одной точке сечения, на половине расстояния от оси трубопровода 1 до его стенки. Измеренный массовый расход ИСДФ используют для определения массового расхода в трубопроводе 1 по формуле:In the simplest case, or when conducting such a measurement manually, a multiple measurement of the instantaneous mass flow rate is carried out according to the readings of the
Q=q⋅D2/d2 [кг/ч],Q = q⋅D 2 / d 2 [kg / h],
где q - объемный расход пробы газа, измеряемый расходомером 25 при условии автоматического поддержания клапаном К20 нулевого перепада на приборе 6, м3/ч; d - диаметр отверстия в наконечнике зонда 5, мм; D - внутренний диаметр исследуемого трубопровода 1, мм.where q is the volumetric flow rate of the gas sample, measured by the
По массовому расходу определяют объемный по алгоритму расчета расхода газа ГОСТ 8.586.1-5 или действующий нормативный документ на территории РФ и других стран.Volumetric consumption is determined by volume according to the gas consumption calculation algorithm GOST 8.586.1-5 or the current regulatory document on the territory of the Russian Federation and other countries.
5. Измерение содержания твердой дисперсной фазы в газовом или жидкостном потоке5. Measurement of the content of solid dispersed phase in a gas or liquid stream
Для измерения содержания твердой дисперсной фазы в потоке проводят следующие действия.To measure the content of the solid dispersed phase in the stream, the following steps are taken.
Приводят ИСДФ в состояние «Пауза в работе».The ISDF is brought to the “Pause at Work” state.
Переводят САУ в режим измерения содержания твердой дисперсной фазы в газовом или жидкостном потоке. Вводят количество точек сечения потока, количество измерений в каждой точке и время каждого измерения. Начало каждого измерения подтверждают в САУ.ACS is transferred to the mode of measuring the content of solid dispersed phase in a gas or liquid stream. Enter the number of flow cross-section points, the number of measurements at each point, and the time of each measurement. The beginning of each measurement is confirmed in the ACS.
САУ проверяет выполнение условия обеспечения изокинетичности. Если условие выполняется, переключает К2 с линии в обход фильтра 7 на линию через фильтр 7. По истечении заданной продолжительности САУ переводит К2 в исходное положение.ACS verifies compliance with the conditions for ensuring isokinetics. If the condition is met, switches K2 from the line bypassing the filter 7 to the line through the filter 7. After a specified duration, the ACS transfers K2 to its original position.
Снимают фильтр 7 и меняют в нем фильтрующий слой на такой же чистый из комплекта ИСДФ. Снятый фильтрующий слой помещают в герметичный пакет. Вручную надписывают пакет - указывают глубину погружения зонда в поток, номер измерения, длительность измерения.Remove the filter 7 and change the filter layer in it to the same clean one from the ISDF kit. The removed filter layer is placed in a sealed bag. Manually label the package - indicate the depth of immersion of the probe into the stream, measurement number, measurement duration.
Подтверждают в САУ начало следующего измерения.Confirm in the ACS the beginning of the next measurement.
После завершения всех измерений надписанные пакеты с фильтрующими элементами 7 отправляют в лабораторию.After completing all measurements, the inscribed bags with filter elements 7 are sent to the laboratory.
В лаборатории взвешивают механические примеси, оставшиеся после сжигания фильтровальной бумаги из каждого фильтра по отдельности.The laboratory weighs the mechanical impurities remaining after burning filter paper from each filter separately.
Результаты взвешиваний вносят в САУ и вводят команду на формирование отчета об измерении. Если было задано измерение на различной глубине погружения зонда 5 в трубопровод 1, САУ в отчете выстраивает профиль концентрации механических примесей в сечении потока.The weighing results are entered into the self-propelled guns and a command is issued to generate a measurement report. If a measurement was set at various depths of immersion of the
6. Измерение содержания жидкой дисперсной фазы в газовом потоке6. Measurement of the content of liquid dispersed phase in the gas stream
При помощи любого средства измерения температуры воздуха (например, бытового термометра) измеряют температуру воздуха в непосредственной близости от ИСДФ. Вычисляют значение параметра ΔT=Тгаз.-Токр., определяемого как разность между температурой отбираемой пробы газа и температурой окружающего воздуха.Using any means of measuring air temperature (for example, a household thermometer), measure the air temperature in the immediate vicinity of the ISDF. The value of the parameter ΔT = T gas is calculated . -T okr. defined as the difference between the temperature of the sampled gas and the temperature of the surrounding air.
В зависимости от значения ΔT выбирают и подключают рукав различных исполнений:Depending on the ΔT value, a sleeve of various designs is selected and connected:
- при условии минус 10°C≤ΔT≤+10°C обычный РВД 8,- subject to minus 10 ° C≤ΔT≤ + 10 ° C ordinary RVD 8,
- при условии +10°C<ΔT≤+20°C и при минус 10°C < ΔT ≤ минус 20°C теплоизолированный РВД 9,- under the condition + 10 ° C <ΔT≤ + 20 ° C and at minus 10 ° C <ΔT ≤ minus 20 ° C heat-insulated RVD 9,
- при условии +20°C<ΔT теплоизолированный РВД с кабельным электрообогревом 10,- subject to + 20 ° C <ΔT heat-insulated high pressure hoses with cable
- при условии ΔT < минус 20°C теплоизолированный РВД с охлаждающей рубашкой 11.- provided ΔT <minus 20 ° C, the heat-insulated high pressure hoses with a cooling
При использовании для подачи проба газа в основной блок ИСДФ рукавов 8, 9 или 10 для сброса отработанной пробы из ИСДФ на свечу используют гибкий РВД 12 аналогичный рукаву 8.When using
Кабельный обогрев РВД 10 управляется САУ автоматически.
ИСДФ переводят в состояние «Пауза в работе».ISDFs are placed in the “Pause at Work” state.
Если САУ не подключен к АСУТП (автоматизированной системе управления технологическим процессом) объекта и в нее не поступают сигналы температуры и давления газового потока, то значение температуры и давления вводят вручную.If the self-propelled guns are not connected to the process control system (automated process control system) of the facility and the temperature and pressure signals of the gas stream do not enter into it, then the temperature and pressure are entered manually.
Открывают К6, К8. Закрывают К7.Open K6, K8. Close K7.
Переводят САУ в режим измерения содержания жидкой дисперсной фазы в газовом потоке.ACS is transferred to the mode of measuring the content of the liquid dispersed phase in the gas stream.
Вводят длительность измерения или количество заполнений мерника 21, которые необходимо достигнуть, или количество циклов погружений зонда 5. Вводят количество точек сечения потока, в которые необходимо перемещать пробозаборный зонд 5.Enter the duration of the measurement or the number of fillings of the measuring
САУ автоматически измеряет Тпроб. - температуру пробы газа в сепараторе 18 при помощи термопреобразователя 19 и вычисляет абсолютную ошибку изотермичности ΔTизотермичности = Тгаз - Тпроб. как разницу между температурой газа в трубопроводе 1 и температурой пробы газа в сепараторе 18. Параметр изотермичности задается оператором. Далее рассматриваются значения, введенные в САУ ИСДФ по умолчанию.ACS automatically measures T samples. - the temperature of the gas sample in the
Если выполняется условие минус 5°C ≤ ΔTизотермичности ≤ 5°C, то САУ выводит на экран подтверждение изотермичности пробозабора. Если это условие не выполняется, то САУ выводит на экран требование обеспечить изотермичность пробозабора.If the condition minus 5 ° C ≤ ΔT of isothermality ≤ 5 ° C is fulfilled, then the ACS displays a confirmation of the isothermal sampling. If this condition is not met, then the self-propelled gun displays the requirement to ensure isothermal sampling.
При ΔTизотермичности > 5°C кроме подогрева пробы в РВД 10 используют электрообогреватель в теплообменнике 13. Для этого открывают К4 и К5, после чего закрывают К3. САУ управляет подогревом автоматически.At ΔT isothermalities > 5 ° C, in addition to heating the sample in the
При ΔTизотермичности < минус 5°C кроме охлаждения пробы в РВД 11 используют теплообменник 13 в качестве охладителя. Для этого открывают К4, К5, К24, К25, после чего закрывают К3. Плавно закрывают К23 пока не будет выполняться условие минус 5°C - ≤ ΔTизотермичности ≤ 5°C.When ΔT of isothermality <minus 5 ° C, in addition to cooling the sample in the
После достижения условия изобаричности САУ оценивает условие изобаричности, по параметру ошибка изобаричности ΔPизобаричности = 100% ⋅ Рсепаратор / Ртрубопровод, как отношение давлений газа в сепараторе 18, измеренному по датчику давления 20, и трубопроводе 1. Должно выполняться условие ΔPизобаричности ≥ 99%.After reaching the isobaricity condition, the ACS evaluates the isobaricity condition, with the parameter isobaricity error ΔP isobaricity = 100% ⋅ P separator / P pipeline , as the ratio of gas pressures in the
Дренируют жидкость из мерника 21 до нижнего уровня (метка на миллиметровой шкале мерника), плавно открывая К10.Drain the liquid from the
САУ показывает готовность к измерению, если подтверждены:ACS shows readiness for measurement, if confirmed:
- изобаричность сепарации;- isobaric separation;
- изотермичность сепарации;- isothermal separation;
- изокинетичность пробозабора;- Isokinetic sampling;
- готовность мерника 21.-
В САУ вводят команду на начало измерения.In the ACS enter the command to start the measurement.
САУ фиксирует уровень жидкости в мернике 21 на начало измерений. При необходимости это делают вручную.ACS records the liquid level in the measuring
САУ автоматически измеряет текущие общий уровень жидкости и уровень раздела жидких фаз (жидкие фазы с разной плотностью: водный раствор спиртов, солей и нестабильный газовый конденсат; водный раствор и масла; и пр.), а также фиксирует их значения в момент начала слива мерника 21 в дренаж. В дренаж слив происходит автоматически открытием клапана К11 и продолжается до тех пор, пока общий уровень жидкости в мернике не достигнет нижнего уровня по показаниям уровнемера 22. На время дренажа мерника 21 САУ закрывает К9. В это время сепарация дисперсной фазы в сепараторе 18 не прекращается, а жидкость копится внизу сепаратора до момента завершения дренажа и открытия К9.An automatic control system automatically measures the current total liquid level and the level of the separation of liquid phases (liquid phases with different densities: an aqueous solution of alcohols, salts and unstable gas condensate; an aqueous solution and oils; etc.), and also captures their values at the time of the beginning of the draining of the
САУ фиксирует уровень жидкости в мернике 21 после каждого дренажа.The self-propelled gun detects the liquid level in the measuring
Количество сдренированной жидкости определяется массовым расходомером 23.The amount of drained fluid is determined by the
По завершении времени измерения САУ закрывает К20, фиксирует текущие общий уровень жидкости и уровень раздела жидких фаз на конец измерения, дренирует жидкость из мерника 21 до уровня, зафиксированного в начале измерения.At the end of the measurement time, the self-propelled gun closes K20, fixes the current total liquid level and the liquid phase separation level at the end of the measurement, drains the liquid from the
САУ автоматически формирует отчет:ACS automatically generates a report:
- суммарная масса жидкой фазы, выделившейся в сепараторе 18 за время измерения;- the total mass of the liquid phase released in the
- суммарный объем жидкой фазы, выделившейся в сепараторе 18 за время измерения;- the total volume of the liquid phase released in the
- средняя плотность жидкой фазы;- the average density of the liquid phase;
- наибольшая и наименьшая плотность жидкой фазы.- the highest and lowest density of the liquid phase.
Для контроля качества сепарации в сепараторе 18 открывают К14, К15. Клапан К13 переключают на фильтр 24 и в течение 3-15 минут пропускают отсепарированную в сепараторе 18 пробу через фильтр. Переключают клапан К13 в обход фильтра и закрывают К14, К15. Снимают фильтр 24 и вынимают из него фильтрующую кассету. Кассету помещают в герметичный пакет. Пакет взвешивают в лаборатории, не нарушая его целостность. Определяют количество неотсепарированной в сепараторе 18 жидкости по разнице массы сухой кассеты в пакете и использованной кассеты.To control the quality of separation in the
Для лабораторного анализа жидкой фазы дренажную линию мерника 21 соединяют с любым пробоотборником сжиженных углеводородных газов.For laboratory analysis of the liquid phase, the drain line of the
7. Экспресс-анализ и исследование профиля концентраций содержания жидкой дисперсной фазы в газовом потоке7. Express analysis and study of the profile of the concentration of the liquid dispersed phase in the gas stream
Экспресс-анализ применяют в случае, когда не требуется точное значение содержания. Например, это требуется для подтверждения работоспособности сепараторов после выхода их за проектные режимы работы (аварийные или пусковые режимы). Также экспресс-анализ используют для построения профиля концентрации дисперсной фазы в потоке.Express analysis is used when the exact content value is not required. For example, this is required to confirm the operability of the separators after they go beyond the design operating modes (emergency or starting modes). Express analysis is also used to build a profile of the concentration of the dispersed phase in the stream.
Приводят ИСДФ в режим «Пауза в работе».The ISDF is brought into the “Pause at Work” mode.
Переводят САУ в режим проведения экспресс-анализа содержания дисперсной фазы. Вводят количество точек сечения потока, количество измерений в каждой точке и время каждого измерения. Начало каждого измерения подтверждают в САУ.ACS is transferred to the mode of express analysis of the content of the dispersed phase. Enter the number of flow cross-section points, the number of measurements at each point, and the time of each measurement. The beginning of each measurement is confirmed in the ACS.
Достигают выполнения условия изотермичности так же, как описано в п. 5.They achieve the fulfillment of the isothermal condition in the same way as described in
САУ проверяет выполнение условия обеспечения изокинетичности. САУ переключает К13 с линии в обход фильтра 24 на линию через фильтр 24. По истечении заданной продолжительности САУ переводит К13 в исходное положение.ACS verifies compliance with the conditions for ensuring isokinetics. The ACS switches K13 from the line bypassing the
Снимают использованный фильтр 24 и меняют в нем фильтрующую кассету на чистую из комплекта ИСДФ. Снятую кассету помещают в герметичный пакет. Надписывают пакет.Remove the used
Подтверждают в САУ начало следующего измерения.Confirm in the ACS the beginning of the next measurement.
После завершения всех измерений надписанные пакеты с кассетами фильтра 24 отправляют в лабораторию.After completing all measurements, the inscribed packets with
В лаборатории взвешивают кассеты, не нарушая герметичности пакетов.The cassettes are weighed in the laboratory without compromising the integrity of the bags.
Результаты взвешиваний и массу каждой чистой кассеты с пакетом, указанную на пакете, вносят в САУ и вводят команду на формирование отчета об измерении. Если было задано измерение на различной глубине погружения зонда 5 в трубопровод 1, САУ в отчете выстраивает профиль концентрации жидкой дисперсной фазы в сечении потока.The weighing results and the mass of each clean cartridge with the package indicated on the package are entered into the self-propelled guns and a command is issued to generate a measurement report. If a measurement was set at various depths of immersion of the
8. Интерпретация результатов измерений содержания дисперсной фазы8. Interpretation of the measurement results of the content of the dispersed phase
САУ автоматически интерпретирует результаты измерений. Для этого во всех измерениях содержания дисперсной фазы САУ фиксирует суммарный объем и суммарную массу проанализированной пробы по показаниям расходомера 25.ACS automatically interprets the measurement results. For this, in all measurements of the content of the dispersed phase, the ACS records the total volume and total mass of the analyzed sample according to the readings of the
Абсолютное значение массы твердой дисперсной фазы, полученное в лаборатории взвешиванием мех. примесей, оставшихся после сжигания фильтровальной бумаги фильтра 7; абсолютное значение массы жидкой дисперсной фазы, полученное в лаборатории, как разница масс использованной фильтрующей кассеты фильтра 24 в пакете и новой кассеты в пакете; объем жидкой фазы, отсепарированной в сепараторе 18 - относятся в САУ на суммарный объем и суммарную массу пробы газа, прошедших через фильтр 7; фильтр 24; сепаратор 18 соответственно.The absolute value of the mass of the solid dispersed phase obtained in the laboratory by weighing the fur. impurities remaining after burning filter paper filter 7; the absolute value of the mass of the liquid dispersed phase obtained in the laboratory, as the difference in masses of the used filter cartridge of the
Массовая концентрация механических примесей в газовом потоке или в точке сечения газового потока при использовании фильтра 7 определяется САУ как:The mass concentration of mechanical impurities in the gas stream or at the cross-section of the gas stream when using filter 7 is determined by ACS as:
где mмех.примесей - масса твердой дисперсной фазы, определенная в лаборатории; Vр.у. [м3 при р.у.] и Vст.у., [м3 при ст.у.] - суммарный объем пробы газа в рабочих и стандартных условиях соответственно, прошедшей через фильтрующий слой за время исследования.where m mechanical impurities is the mass of the solid dispersed phase determined in the laboratory; V r . [m 3 at r.u.] and V art. , [m 3 at STU] - the total volume of the gas sample in the working and standard conditions, respectively, passed through the filter layer during the study.
Объемная концентрация жидкой дисперсной фазы в газовом потоке или в точке сечения при использовании сепаратора 18 определяется САУ как:The volumetric concentration of the liquid dispersed phase in the gas stream or at the cross-sectional point when using the
где Vдисп.фазы [мл] - объем жидкой дисперсной фазы, выделившийся в мернике 21 за время исследования, определенный массовым расходомером 23.where V disp.phase [ml] is the volume of the liquid dispersed phase released in the measuring
Массовая концентрация жидкой дисперсной фазы в газовом потоке или в точке сечения определяется САУ как:The mass concentration of the liquid dispersed phase in the gas stream or at the cross-sectional point is determined by the ACS as:
где mдисп.фазы [г] - масса дисперсной жидкой фазы, выделившейся за время проведения измерения.where m phase dispersion [g] is the mass of the dispersed liquid phase released during the measurement.
В случае использования сепаратора 18 mдисп.фазы [г] определяется массовым расходомером 23 за время измерений.In the case of using a separator 18 m of the dispersion phase [g] is determined by the
В случае использования фильтра 24 mдисп.фазы [г] определяется в лаборатории по формуле:In the case of using a filter, 24 m dispersion phase [g] is determined in the laboratory by the formula:
mдисп.фазы = mисп.кассеты - mнов.кассеты [г],m phase dispatch = m test cassettes - m new cassettes [g],
где mнов.кассеты и mисп.кассеты [г] - масса новой фильтрующей кассеты вместе с герметичным пакетом и масса использованной (в конце измерения) фильтрующей кассеты вместе с герметичным пакетом, определенные на лабораторных весах.where m is a new cartridge and m isp cartridge [g] is the mass of a new filter cartridge with an airtight bag and the mass of the used (at the end of measurement) filter cartridge with an airtight bag, determined on a laboratory balance.
Если сепаратор 18 и фильтр 23 были включены последовательно, определяют суммарную объемную концентрацию жидкой дисперсной фазы.If the
Таким образом, в итоговом отчете САУ выводит значения содержания дисперсной фазы в г/м3 или мл/м3.Thus, in the final report, the ACS displays the values of the content of the dispersed phase in g / m 3 or ml / m 3 .
Линейная локальная скорость исследуемого потока в точке сечения определяется:The linear local velocity of the studied flow at the cross-section point is determined by:
где q - объемный расход пробы газа, измеряемый расходомером 25 при условии автоматического поддержания клапаном К20 нулевого перепада на приборе 6, м3/ч; d - диаметр отверстия в наконечнике зонда 5.where q is the volumetric flow rate of the gas sample, measured by the
Преимущества заявляемого технического решенияThe advantages of the proposed technical solution
1. За счет применения автоматического перемещения пробозаборного зонда достигается исследование концентрации дисперсных частиц в различных точках профиля концентраций. Возможно измерение усредненной концентрации или измерение концентрации в различных точках потока и построение профиля концентраций по сечению потока.1. Through the use of automatic movement of the sampling probe, a study of the concentration of dispersed particles at various points in the concentration profile is achieved. It is possible to measure the averaged concentration or measure the concentration at various points in the flow and build a concentration profile over the flow cross section.
2. Репрезентативность усредненной пробы, отобранной зондом с автоматическим многократным повторяющимся позиционированием в нескольких точках сечения, выше, чем репрезентативность пробы, отобранной зондом, перемещаемым вручную.2. The representativeness of the averaged sample taken by the probe with automatic multiple repetitive positioning at several cross-sectional points is higher than the representativeness of the sample taken by the manually moved probe.
3. За счет осуществления автоматического регулирования расхода пробы из условия нулевого перепада давления на приборе 6 обеспечивается равенство скоростей потока в трубопроводе и на входе в зонд в течение всего времени измерения, независимо от перемещения зонда между точками сечения с различными локальными скоростями потока.3. Due to the automatic control of the flow rate of the sample from the condition of zero pressure drop on the
4. За счет примененной формы пробозаборного зонда обеспечивается сохранение профиля концентраций в области забора пробы. Создаваемый в потоке телом зонда тормозной фронт находится за атакующим срезом зонда и не вносит изменений в сканируемый профиль концентраций. Это, совместно с обеспечением изокинетичности, обеспечивает представительность пробы.4. Due to the applied form of the sampling probe, the concentration profile in the sampling area is maintained. The braking front created in the flow by the probe body is located behind the attacking section of the probe and does not make any changes to the scanned concentration profile. This, together with ensuring isokineticity, ensures representativeness of the sample.
5. За счет применения массового расходомера обеспечивается корректное и с высокой точностью измерение массового и объемного расхода пробы газа, которое не зависит от падения давления и изменений температуры пробы на участке от зонда до расходомера. Во многих аналогичных устройствах используется расходомер объемного типа, установленный в иных термобарических условиях, нежели зонд. Это требует коррекции объема по давлению и температуре.5. Through the use of a mass flow meter, a correct and high accuracy measurement of the mass and volume flow rate of a gas sample is ensured, which does not depend on the pressure drop and changes in sample temperature in the section from the probe to the flow meter. Many similar devices use a volumetric flowmeter installed in other thermobaric conditions than the probe. This requires volume correction for pressure and temperature.
6) За счет применения в комплексе или по отдельности средств термостатирования (охлаждающего теплообменника, охлаждающего рукава, нагревающего рукава, нагревающего теплообменника, кабельного обогрева элементов Устройства, теплоизоляции элементов Устройства) обеспечивается равенство температур пробы газа в точке пробозабора и в сепараторе 18, что обеспечивает корректность измерений.6) Due to the use of thermostatic control in combination or separately (a cooling heat exchanger, a cooling sleeve, a heating sleeve, a heating heat exchanger, cable heating of the device elements, thermal insulation of the device elements), the temperature of the gas sample is equal at the sampling point and in the
7. За счет применения способов обеспечения изокинетичности становится возможным измерение концентрации дисперсной фазы в технологического газовом потоке с неизвестными расходом и плотностью среды.7. Through the use of isokinetic methods, it becomes possible to measure the concentration of the dispersed phase in the process gas stream with unknown flow rate and density of the medium.
8. Обеспечивается соблюдение изокинетичности в любой точке профиля потока, где локальная скорость газа существенно отличается от средней (например, в пристеночных областях цилиндрического трубопровода).8. Ensures compliance with isokinetics at any point in the flow profile, where the local gas velocity differs significantly from the average (for example, in the near-wall regions of a cylindrical pipeline).
9. Обеспечивается возможность измерения плотности отбираемой пробы газа при сохранении изобарических условий трубопровода.9. It is possible to measure the density of the sampled gas while maintaining the isobaric conditions of the pipeline.
10. Обеспечивается возможность измерения скорости потока газа в технологическом трубопроводе по всему профилю скоростей, а также возможность определения объемного и массового расхода газа.10. It is possible to measure the gas flow rate in the process pipeline over the entire velocity profile, as well as the ability to determine the volume and mass flow rate of gas.
11. За счет автоматического дозирования ингибитора с обратной связью обеспечивается эффективная защита клапана-регулятора расхода газа в блоке автоматического регулирования расхода пробы газа от кристаллизации паров воды на седельной паре.11. Due to the automatic dosing of the inhibitor with feedback, effective protection of the gas flow control valve in the unit for automatically controlling the flow of gas samples from crystallization of water vapor on a saddle steam is provided.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016151582A RU2644449C1 (en) | 2016-12-26 | 2016-12-26 | Measuring instrument of content of disperse phase in the gas flow |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016151582A RU2644449C1 (en) | 2016-12-26 | 2016-12-26 | Measuring instrument of content of disperse phase in the gas flow |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2644449C1 true RU2644449C1 (en) | 2018-02-12 |
Family
ID=61226716
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016151582A RU2644449C1 (en) | 2016-12-26 | 2016-12-26 | Measuring instrument of content of disperse phase in the gas flow |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2644449C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020036167A1 (en) * | 1996-08-22 | 2002-03-28 | Mayeaux Donald P | System for retrieving a gas phase sample from a gas stream containing entrained liquid, and sample conditioner assembly therefore |
RU2386123C1 (en) * | 2008-11-10 | 2010-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-внедренческий центр "ИНЖЕХИМ" | Method of dispersed phase carry-over measurement in gas stream and device for its implementation (versions) |
RU2396553C1 (en) * | 2009-06-22 | 2010-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-внедренческий центр "ИНЖЕХИМ" | Method for measuring dispersed phase entrainment in gas flow and related device for implementation thereof |
RU2498231C1 (en) * | 2012-06-19 | 2013-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-внедренческий центр "ИНЖЕХИМ" | Plant for determining disperse phase content in gas flow |
-
2016
- 2016-12-26 RU RU2016151582A patent/RU2644449C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020036167A1 (en) * | 1996-08-22 | 2002-03-28 | Mayeaux Donald P | System for retrieving a gas phase sample from a gas stream containing entrained liquid, and sample conditioner assembly therefore |
US20040168526A1 (en) * | 1996-08-22 | 2004-09-02 | Mayeaux Donald P. | System for retrieving a gas phase sample from a gas stream containing entrained liquid, and sample conditioner assembly therefore |
RU2386123C1 (en) * | 2008-11-10 | 2010-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-внедренческий центр "ИНЖЕХИМ" | Method of dispersed phase carry-over measurement in gas stream and device for its implementation (versions) |
RU2396553C1 (en) * | 2009-06-22 | 2010-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-внедренческий центр "ИНЖЕХИМ" | Method for measuring dispersed phase entrainment in gas flow and related device for implementation thereof |
RU2498231C1 (en) * | 2012-06-19 | 2013-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-внедренческий центр "ИНЖЕХИМ" | Plant for determining disperse phase content in gas flow |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8109158B2 (en) | Sampling apparatus | |
US9334728B2 (en) | Oil well production analyzing system | |
US8881577B1 (en) | Method and system for analysis of rheological properties and composition of multi-component fluids | |
US20110185809A1 (en) | Universal flash system and apparatus for petroleum reservoir fluids study | |
RU2715724C2 (en) | Condensate-gas ratio of hydrocarbon-containing fluids | |
US20150059446A1 (en) | Method and system for analysis of rheological properties and composition of multi-component fluids | |
US3765226A (en) | Self-powered sample probe | |
US10852288B2 (en) | Oil well gauging system and method of using the same | |
EP3341565B1 (en) | Liquid sampling container with internal mixer | |
EP0554380A1 (en) | System for determining liquid vapor pressure. | |
RU2644449C1 (en) | Measuring instrument of content of disperse phase in the gas flow | |
MXPA02010548A (en) | Method and apparatus to measure flow rate. | |
RU2005102268A (en) | METHOD FOR MEASURING THE COMPONENT FLOW OF A THREE-COMPONENT GAS-LIQUID FLOW AND A DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
US20170342824A1 (en) | Hydrocarbon Well Production Analysis System | |
RU2258213C1 (en) | Device for testing filtering material | |
US20040112122A1 (en) | BS&W metering apparatus & method | |
RU63936U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING THE PRESSURE OF SATURATED VAPORS, THE CONTENT OF FREE AND DISSOLVED GASES IN OIL AND OIL PRODUCTS | |
RU139201U1 (en) | SYSTEM AND METHOD FOR SAMPLING FOR MEASURING MULTI-PHASE FLOW | |
RU195209U1 (en) | GAS FLOW SAMPLING FLOW NORMALIZING | |
RU2558650C1 (en) | Determination of gas medium parameters in sealed container with electromechanical instruments and device to this end | |
JPH0625727B2 (en) | Fluid viscosity measuring device | |
RU2750249C1 (en) | Oil analyzer | |
RU82036U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING DIFFUSION HYDROGEN | |
RU2754669C2 (en) | Device for sampling in two-phase flows | |
RU124944U1 (en) | DEVICE FOR TAKING SAMPLES AND MEASURING TEMPERATURE IN A PIPELINE |