RU2689284C1 - Способ измерения плотности среды - Google Patents
Способ измерения плотности среды Download PDFInfo
- Publication number
- RU2689284C1 RU2689284C1 RU2018139603A RU2018139603A RU2689284C1 RU 2689284 C1 RU2689284 C1 RU 2689284C1 RU 2018139603 A RU2018139603 A RU 2018139603A RU 2018139603 A RU2018139603 A RU 2018139603A RU 2689284 C1 RU2689284 C1 RU 2689284C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pycnometer
- piston
- medium
- density
- cavity
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 24
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 13
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract description 5
- 238000001739 density measurement Methods 0.000 abstract description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 3
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000003915 liquefied petroleum gas Substances 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 239000010705 motor oil Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N9/00—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
- G01N9/24—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity by observing the transmission of wave or particle radiation through the material
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N9/00—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
- G01N9/02—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity by measuring weight of a known volume
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии прецизионных измерений плотности жидких, газожидкостных и газообразных сред при их перекачивании и хранении. Способ измерения плотности среды, включает взвешивание не заполненного пикнометра, выполненный в виде цилиндра с поршнем внутри и связанный при помощи тяги с тензодатчиком, после чего надпоршневую полость пикнометра заполняют гидравлической жидкостью, а в подпоршневую полость поршневого пикнометра под избыточным давлением подают измеряемую среду, затем, воздействуя давлением среды осуществляют подъем поршня, при этом противодавление гидравлической жидкости в надпоршневой полости, посредством ее перетока из надпоршневой полости пикнометра в накопительную емкость, постепенно снижают, после заполнения полости поршневого пикнометра измеряемой средой и достижения поршнем заданного положения, осуществляют взвешивание пикнометра со средой при помощи тензодатчика и по разнице весов не заполненного и пикнометра с измеряемой средой, определяют плотность среды. Изобретение позволяет обеспечить возможность цикличности измерений за короткий интервал времени и обеспечение контроля метрологических характеристик рабочих средств измерений плотности в процессе их эксплуатации без остановки технологического процесса по месту установки и в лабораторных условиях. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к способам измерений плотности жидких, газожидкостных и газообразных сред и может найти применение в нефтегазодобывающей и других отраслях промышленности, где требуется проведение измерений плотности рабочих сред.
Точность измерений плотности среды один из важных показателей, в косвенном определении массы товарной продукции на узлах учета, оснащенных объемными счетчиками-расходомерами. Данные о значении плотности среды заносятся в паспорта качества товарной продукции, подтверждая соответствие продукта требованиям технических условий и/или регламентов.
Известен ареометрический принцип измерения плотности среды реализованный в виде замкнутого объема, внутри которого в измерительной камере плавает поплавок [pue8.ru>vybor...820-areometr-opredelenie-printsip...]. К недостаткам известного устройства можно отнести низкие технологические возможности связанные невозможностью встраивания в действующие системы перекачки жидкости, низкая точность измерений.
Принцип действия известных автоматических плотномеров основан на измерении силы тока соленоида, для контроля перемещения магнитного поплавка, погруженного в жидкость. Плотность жидкости соответствует силе тока. Изменение вертикального положения (изменение силы тока в соленоиде измерительной камеры) поплавка внутри камеры является показателем плотности жидкости, в которой плавает поплавок. Реализация непрерывного измерения с применением ареометрического принципа невозможна, использование известного способа измерений в автоматическом режиме затруднено необходимостью обеспечения цикличности обновления анализируемой жидкости.
Известен пикнометрический (весовой) способ измерения плотности, взятый за прототип, с использованием пикнометров, основанный на определении массы взвешиваемого известного объема жидкости (газа), предварительно отобранного заключенного в пикнометр (мера фиксированного объема) из трубопровода или резервуара при температуре и давлении транспортирования среды по трубопроводу (хранении в резервуаре) [Министерство образования Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Определение плотности тел методом пикнометра» Методические рекомендации Иркутск 2003, http://www.pd.isu.ru/kosm/method/lab/l-9.pdf]. Плотность измеряемой среды находят из частного от деления разницы массы заполненного и пустого пикнометра на значение вместимости пикнометра при условиях отбора пробы жидкости.
Недостатком известного метода является отсутствие возможности обеспечения цикличности измерений за короткий интервал времени, а также невозможность определения плотности различных сред. Высокая продолжительность измерения плотности среды весовым методом от 30 до 60 минут, не отражает изменяющиеся в процессе измерения параметры и физико-химические свойства измеряемой среды. Отсутствие возможности получить серию из результатов измерений за относительно короткий период времени не дает возможности выявить и исключить некорректные результаты измерений из серии измерений.
Невозможность использования измерений плотности в процессе их эксплуатации по месту установки и в лабораторных условиях
Техническим результатом предполагаемого изобретения является устранение недостатков прототипа, в частности расширение технологических возможностей, заключающихся в измерении в широком диапазоне сред, например, измерений плотности, температуры и давления рабочих сред (нефть, моторное топливо, моторное масло, нестабильный газовый конденсат, сжиженный углеводородный газ, компримированный углеводородный газ и др.), обеспечение возможности цикличности измерений за короткий интервал времени и обеспечение контроля метрологических характеристик рабочих средств измерений плотности в процессе их эксплуатации без остановки технологического процесса по месту установки и в лабораторных условиях.
Поставленный технический результат достигается сочетанием использования общих с прототипом существенных признаков, заключающихся во взвешивании незаполненного измеряемой средой пикнометра и взвешивании пикнометра с заполненным фиксированным объемом его полости и последующий расчет, и новых признаков, заключающихся в том, что после взвешивания незаполненного пикнометра, выполненный в виде цилиндра с поршнем внутри, связанный при помощи тяги с тензодатчиком, поршень пикнометра устанавливают в нижнее положение, надпоршневую полость пикнометра заполняют гидравлической жидкостью, а в подпоршневую полость пикнометра под избыточным давлением подают измеряемую среду и, соответствующим давлением среды, осуществляют подъем поршня, при этом в надпоршневой полости создают противодавление подъему поршня, посредством дросселирования путем перетока гидравлической жидкости из надпоршневой полости пикнометра в накопительную емкость, после заполнения подпоршневой полости поршневого пикнометра измеряемой средой и достижения поршнем заданного верхнего положения осуществляют взвешивание заполненного пикнометра при помощи тензодатчика. По разнице весов незаполненного пикнометра и пикнометра с измеряемой средой, отнесенное к фиксированному объему измеряемой среды в пикнометре, определяют плотность среды.
Заявляемые отличительные признаки способа позволяют создать постоянные, стабильные условия заполнения подпоршневой полости цилиндра, характерные для конкретного вида измеряемой среды, что расширяет технологические возможности способа, такие как регулируемая скорость заполнения, за счет заданной скорости перетока гидравлической жидкости из надпоршневой полости в накопительную емкость, и сглаживание возможных колебаний давления среды.
Взвешивание не заполненного пикнометра и пикнометра со средой при помощи тензодатчика, без изъятия пикнометра и тензодатчика из системы, и определение плотности среды по разнице весов позволяет сократить время на осуществление процедуры определения плотности среды.
Предлагаемый способ применим на нестабильных, вязких и парафинистых средах, на средах с низкой температурой. На процесс измерений не оказывают влияния изменения структуры потока, так как с применением заявляемого способа возможно моделировать циклы измерений по таким параметрам, как время прохода поршня, поддержание значений давления внутри камеры пикнометра (идентичное давлению в трубопроводе). Набор и последующая обработка данных, полученных в результате многократных измерений, позволяет исключить субъективную и случайную составляющую погрешности измерений. В алгоритмы выполнения измерений возможно, заложить алгоритм определения оптимального режима в циклах измерений, на основе автоматического анализа полученных данных, время продувки системы, скорости подачи анализируемой рабочей среды, время мойки следов рабочей среды и т.д.
Метрологические характеристики предлагаемого способа соответствуют требованиям к эталону плотности первого разряда с ПГ±0,1 кг\м3 по государственной поверочной схеме (ГОСТ 8.024-2002) при рабочей температуре от минус 50 до 110°С, давления рабочей среды от 0 до 20 МПа, и плотности от 0,1 до 3 000 кг/м3.
При проведении патентно-информационных исследований, сочетания предложенных известных и новых признаков предполагаемого изобретения в патентной и научно-технической литературе не обнаружено, что позволяет отнести признаки к обладающим новизной.
Поскольку предложенное сочетание признаков не известно из существующего уровня техники и позволяет получить более высокий технический результат, то предлагаемые существенные признаки можно признать соответствующими критерию - изобретательский уровень.
Описание осуществления предлагаемого способа и проведенные опытные работы позволяют отнести предложенный способ к промышленно выполнимым.
На фигуре схематично представлен поршневой пикнометр, обеспечивающий выполнение заявляемого способа, выполненный в виде цилиндра 1 с поршнем 2 внутри, цилиндр при помощи тяги 3 связан с тензодатчиком 4, накопительная емкость 5 через запорную арматуру связана с надпоршневой полостью 6, подпоршневая полость 7 пикнометра заполняется измеряемой средой.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом: Первоначально осуществляют взвешивание, незаполненного измеряемой средой цилиндра 1 при помощи тензодатчика 4. Поршень 2 в цилиндре опускают в нижнее положение. Затем, при нахождении поршня 2 в крайнем нижнем положении, надпоршневую полость 6 заполняют гидравлической жидкостью, а в подпоршневое пространство 7 цилиндра 1 под избыточным давлением подается измеряемая среда, например конденсат газовый нестабильный, при этом заполнение подпоршневого пространства замедляется посредством дросселирования, путем контролируемого уменьшения перетока гидравлической жидкости из надпоршневой полости 6 в емкость 5. По окончании заполнения подпоршневой 7 или надпоршневой полостей 6 цилиндра 1 соответственно рабочей измеряемой средой или гидравлической жидкостью или поверочной жидкостью, для стабилизации давлений среды, осуществляют выдержку в течение 1-3-х минут. Более длительное время для стабилизации давления не требуется. После заполнения измеряемой средой подпоршневой полости 7 вновь осуществляется взвешивание цилиндра 1. По результатам взвешиваний, по разнице весов заполненной и незаполненной подпоршневой полости, деленной на объем измеряемой среды, находящейся в цилиндре, определяют плотность среды. Для осуществления следующего измерения осуществляют слив измеряемой среды из подпоршневой полости, после чего возможно сразу осуществить новый цикл измерений плотности среды.
Предлагаемый способ, реализующий весовой принцип измерений плотности рабочих сред с использованием фиксированного объема образованного стенками цилиндра и нижней плоскостью поршня обеспечивает расширенные возможности измерений заключающиеся в:
- обеспечение возможности цикличности измерений за короткий интервал времени,
- обеспечивает измерение плотности сред в потоке без остановки технологического процесса.
Claims (2)
1. Способ измерения плотности среды, включающий взвешивание незаполненного измеряемой средой пикнометра и взвешивание пикнометра с заполненным фиксированным объема его полости и расчет отличающиеся тем, что после взвешивания незаполненного пикнометра, выполненный в виде цилиндра с поршнем внутри, связанного при помощи тяги с тензодатчиком, поршень пикнометра устанавливают в нижнее положение, надпоршневую полость пикнометра заполняют гидравлической жидкостью, а в подпоршневую полость пикнометра под давлением подают измеряемую среду, при этом в надпоршневой полости создают противодавление подъему поршня, посредством дросселирования путем перетока гидравлической жидкости из надпоршневой полости пикнометра в накопительную емкость, после заполнения подпоршневой полости измеряемой средой и достижения поршнем заданного верхнего положения, осуществляют взвешивание пикнометра со средой при помощи тензодатчика, по разнице весов незаполненного пикнометра и пикнометра с измеряемой средой, определяют плотность среды.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для стабилизации давлений, по окончании заполнения подпоршневой и надпоршневой полостей цилиндра, осуществляют выдержку в течение 1-3-х минут.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018139603A RU2689284C1 (ru) | 2018-11-08 | 2018-11-08 | Способ измерения плотности среды |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018139603A RU2689284C1 (ru) | 2018-11-08 | 2018-11-08 | Способ измерения плотности среды |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2689284C1 true RU2689284C1 (ru) | 2019-05-24 |
Family
ID=66637110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018139603A RU2689284C1 (ru) | 2018-11-08 | 2018-11-08 | Способ измерения плотности среды |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2689284C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2811042C1 (ru) * | 2023-09-21 | 2024-01-10 | Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") | Стенд для градуировки и первичной поверки поточных преобразователей плотности |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1363008A1 (ru) * | 1986-07-28 | 1987-12-30 | Институт общей и неорганической химии им.Н.С.Курнакова | Способ определени плотности пористых материалов |
| SU1441264A1 (ru) * | 1986-10-08 | 1988-11-30 | Предприятие П/Я Г-4066 | Плотномер жидкости |
| RU2152021C1 (ru) * | 1997-10-23 | 2000-06-27 | Беляков Виталий Леонидович | Устройство для измерения плотности жидкости |
| EP2458344A1 (en) * | 2010-11-29 | 2012-05-30 | Air Products And Chemicals, Inc. | Method of, and apparatus for, measuring the true contents of a cylinder of gas under pressure |
-
2018
- 2018-11-08 RU RU2018139603A patent/RU2689284C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1363008A1 (ru) * | 1986-07-28 | 1987-12-30 | Институт общей и неорганической химии им.Н.С.Курнакова | Способ определени плотности пористых материалов |
| SU1441264A1 (ru) * | 1986-10-08 | 1988-11-30 | Предприятие П/Я Г-4066 | Плотномер жидкости |
| RU2152021C1 (ru) * | 1997-10-23 | 2000-06-27 | Беляков Виталий Леонидович | Устройство для измерения плотности жидкости |
| EP2458344A1 (en) * | 2010-11-29 | 2012-05-30 | Air Products And Chemicals, Inc. | Method of, and apparatus for, measuring the true contents of a cylinder of gas under pressure |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2811042C1 (ru) * | 2023-09-21 | 2024-01-10 | Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") | Стенд для градуировки и первичной поверки поточных преобразователей плотности |
| RU2826164C1 (ru) * | 2024-03-19 | 2024-09-05 | Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") | Стенд для градуировки и первичной поверки поточных преобразователей плотности |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103335928B (zh) | 一种测量孔隙岩石渗透率的方法和装置 | |
| CN107709964B (zh) | 用于评价储集岩润湿性的核磁共振气体等温线技术 | |
| CN104089823B (zh) | 一种基于孔隙压缩实验确定岩石有效应力系数的方法 | |
| CN110672813B (zh) | 一种页岩含气量计算方法 | |
| US7171843B2 (en) | Electronic humidity chamber for vapor desorption to determine high capillary pressures | |
| CN109187615A (zh) | 一种地层压力条件下岩石纳米孔径分布测量装置与方法 | |
| NO322937B1 (no) | Forutsigelse av permeabilitet fra kapillaere trykkurver fremstilt av distribusjon av nukleaer magnetisk resonans for a avgjore porestorrelse | |
| CN104677771A (zh) | 一种基于磁悬浮重量法确定页岩孔隙度的方法 | |
| CN104374683A (zh) | 一种岩心孔隙压缩系数测试装置及其测试方法 | |
| CN107831103A (zh) | 一种压力脉冲衰减气测渗透率测试装置的精度评估方法 | |
| WO2020097037A1 (en) | Nuclear magnetic resonance gas isotherm technique to evaluate reservoir rock wettability | |
| RU2689284C1 (ru) | Способ измерения плотности среды | |
| CN105844011A (zh) | 一种基于毛管模型的渗透率计算方法 | |
| CN111693676B (zh) | 一种多孔介质中原油泡点压力测定系统及方法 | |
| KR101745327B1 (ko) | 연료 질량 및 연료 밀도를 결정하기 위한 방법 | |
| US9816951B2 (en) | Method for determining a volume thermal expansion coefficient of a liquid | |
| CN117744302A (zh) | 渗透率预测方法、装置及计算机可读存储介质 | |
| Malkovsky et al. | New methods for measuring the permeability of rock samples for a single-phase fluid | |
| RU2399904C1 (ru) | Способ измерения плотности | |
| CN110954949A (zh) | 一种致密砂岩软孔隙度分布反演方法 | |
| RU2601615C1 (ru) | Способ определения объема негерметичной емкости | |
| CN111208050B (zh) | 一种等压渗流作用下不同流体对风化花岗岩渗透特性影响效应的比对方法及比对观测装置 | |
| RU2535527C1 (ru) | Способ определения количественного состава многокомпонентной среды (варианты) | |
| CN206300877U (zh) | 一种岩石比面测量装置 | |
| Adepoju | Coefficient of isothermal oil compressibility for reservoir fluids by cubic equation-of-state |