RU2704034C1 - Поточный влагомер - Google Patents
Поточный влагомер Download PDFInfo
- Publication number
- RU2704034C1 RU2704034C1 RU2019102364A RU2019102364A RU2704034C1 RU 2704034 C1 RU2704034 C1 RU 2704034C1 RU 2019102364 A RU2019102364 A RU 2019102364A RU 2019102364 A RU2019102364 A RU 2019102364A RU 2704034 C1 RU2704034 C1 RU 2704034C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- infrared
- opposite
- windows
- moisture meter
- located outside
- Prior art date
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 19
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 8
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 abstract description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 abstract description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 abstract description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 241000593989 Scardinius erythrophthalmus Species 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (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)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Использование: для обеспечения непрерывного контроля обводненности продукции добывающих скважин и углеводородных смесей в трубопроводах для транспортировки нефти. Сущность изобретения заключается в том, что поточный влагомер содержит корпус, выполненный с прямоугольной камерой и сообщенными с ней двумя окнами, расположенными напротив друг друга с противоположных сторон камеры, инфракрасные светодиоды, расположенные снаружи прямоугольной камеры напротив одного из окон в несколько рядов, при этом каждый ряд имеет свою определенную длину излучения λ1, λ2, …, λn, а также инфракрасные детекторы, также расположенные снаружи прямоугольной камеры напротив другого окна, при этом каждый инфракрасный детектор размещен напротив соответствующего ему инфракрасного светодиода. Технический результат: упрощение конструкции поточного влагомера. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области нефтедобычи и может быть использовано в контрольно-измерительных установках для обеспечения непрерывного контроля обводненности продукции добывающих скважин и углеводородных смесей в трубопроводах для транспортировки нефти.
Известен инфракрасный датчик из семейства измерителей обводненности Red Eye, содержащий первичный преобразователь, включающий широкополосный источник ближнего инфракрасного (ИК) излучения, проточную ячейку, оптоволоконный коллиматор, оптические фильтры и фотодиоды, и электронный блок обработки информации, обеспечивающий формирование аналогового выходного сигнала, пропорционального содержанию воды (заявка США №US 2006/0186340 А1, 2006 г.).
Недостатком таких измерителей является то, что измерение обводненности производится в очень узком диапазоне исследуемого потока. Однако в реальных водонефтегазовых потоках значение обводненности, измеренное в одной точке, может не соответствовать значению обводненности всего потока. Для получения достоверных результатов измерений обводненности в данном случае необходима гомогенная (равномерно перемешанная) структура потока. Измерители могут осуществлять измерения обводненности и при высоком содержании свободного газа, однако при объемной доле газа более 10% погрешности измерений превышают допустимые.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является поточный влагомер, включающий основной корпус с размещенной в нем инфракрасной камерой, в которой расположены широкополосный источник инфракрасного излучения, коллиматорная линза, инфракрасные фильтры и конический отражатель. При этом в стенках инфракрасной камеры и основного корпуса выполнены кольцевые окна, а снаружи основного корпуса напротив его кольцевых окон размещены инфракрасные детекторы, обеспечивающие регистрацию интенсивности излучения, прошедшего через кольцевой канал, образованный наружной поверхностью инфракрасной камеры и внутренней поверхность основного корпуса (RU 2669156 С1, опубл. 08.10.2018).
Недостатком данного поточного влагомера является сложность его конструкции, обуславливающая значительную трудоемкость его изготовления.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является упрощение конструкции устройства и снижение материальных и трудовых затрат на его изготовление.
Технический результат достигается тем, что в поточном влагомере, содержащем корпус, источник инфракрасного излучения и инфракрасные детекторы, корпус выполнен с прямоугольной камерой и сообщенными с ней двумя окнами, расположенными напротив друг друга с противоположных сторон прямоугольной камеры, при этом источник инфракрасного излучения представляет собой инфракрасные светодиоды, расположенные снаружи прямоугольной камеры напротив одного из окон в несколько рядов, причем каждый ряд инфракрасных светодиодов обеспечивает излучение определенной длины волны, а напротив каждого инфракрасного светодиода снаружи другого окна расположен соответствующий ему инфракрасный детектор.
На фиг. 1 представлена схема поточного влагомера, на фиг. 2 изображено сечение А-А фиг. 1.
Поточный влагомер содержит корпус 1 с присоединительными фланцами 2 и прямоугольной камерой 3, оснащенной двумя окнами 4, расположенными на противоположных сторонах камеры 3 напротив друг друга, ИК-светодиоды 5 и ИК-детекторы 6, расположенные соответственно напротив противоположных окон снаружи прямоугольной камеры. ИК-светодиоды 5 располагаются в несколько рядов, при этом каждый ряд имеет свою определенную длину излучения λ1, λ2, …, λn. ИК-детекторы 6 располагаются напротив ИК-светодиодов 5 на противоположной стороне прямоугольной камеры 3. Для обработки сигналов ИК-детекторы 6 соединены с внешним вычислительным устройством (на схеме не показано), которое обеспечивает обработку результатов измерений и их отображение на цифровом дисплее.
Принцип действия поточного влагомера заключается в определении обводненности газожидкостного потока по степени поглощения ИК-излучения ближнего диапазона в области длин волн от 1000 до 2000 нм. По интенсивностям падающего и прошедшего через поток излучения определяется оптическая плотность, по значению которой вычисляется значение влагосодержания. При этом в измерениях могут быть использованы несколько значений длин волн.
Устройство работает следующим образом.
Поточный влагомер встраивается в технологический трубопровод, что позволяет производить определение влажности нефти в рабочих условиях в процессе ее добычи и перекачки.
Излучение от ИК-светодиодов 5 с заданными величинами длин волн (λ1, λ2, …, λn) проходит сквозь окна 4 через поток газожидкостной смеси и попадает на ИК-детекторы 6. Каждый ряд ИК-светодиодов 5 создает излучение определенной длины волны. Количество рядов ИК-светодиодов 5 зависит от числа выбранных длин волн, на которых будут осуществляться измерения. Одна длина волны может соответствовать поглощению нефти, другая - поглощению воды, дополнительное значение длины волны может быть использовано для учета эффекта рассеяния. Для газа же поглощение на всех длинах волн может быть не существенным. Таким образом, использование нескольких длин волн позволяет определять количество воды при наличии попутного газа с учетом эффекта рассеяния излучения.
ИК-детекторы 6 фиксируют интенсивность прошедшего через газожидкостный поток излучения. Сигналы с ИК-детекторов 6 поступают на внешнее вычислительное устройство, в котором производится расчет среднего значения обводненности измеряемого потока жидкости и отображение его на цифровом дисплее. Перерасчет сигналов с ИК-детекторов в значение обводненности осуществляется на основе системы уравнений, базирующейся на законе поглощения Бугера-Ламберта-Бера, выражающимся известной формулой:
где D - оптическая плотность анализируемой среды; I0 - интенсивность падающего излучения; I - интенсивность прошедшего излучения; k - коэффициент поглощения, зависящий от природы вещества и длины волны падающего излучения; С - концентрация поглощающего вещества в просвечиваемой среде; - толщина слоя анализируемой среды. Интенсивность падающего излучения регистрируется ИК-детекторами в отсутствие перекачиваемой через камеру 3 среды.
Для предотвращения перепада давления на участке технологического трубопровода с встроенным влагомером характерные размеры прямоугольной камеры 3 подобраны таким образом, чтобы площадь его поперечного сечения была равной или незначительно меньше площади поперечного сечения технологического трубопровода.
Изобретение обеспечивает высокую точность измерения обводненности водонефтегазовой смеси и, благодаря своей упрощенной конструкции, позволяет сократить трудозатраты на собственное изготовление.
Claims (1)
- Поточный влагомер, содержащий корпус, источник инфракрасного излучения и инфракрасные детекторы, отличающийся тем, что корпус выполнен с прямоугольной камерой и сообщенными с ней двумя окнами, расположенными напротив друг друга с противоположных сторон прямоугольной камеры, при этом источник инфракрасного излучения представляет собой инфракрасные светодиоды, расположенные снаружи прямоугольной камеры напротив одного из окон в несколько рядов, причем каждый ряд инфракрасных светодиодов обеспечивает излучение определенной длины волны, а напротив каждого инфракрасного светодиода снаружи другого окна расположен соответствующий ему инфракрасный детектор.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019102364A RU2704034C1 (ru) | 2019-01-29 | 2019-01-29 | Поточный влагомер |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019102364A RU2704034C1 (ru) | 2019-01-29 | 2019-01-29 | Поточный влагомер |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2704034C1 true RU2704034C1 (ru) | 2019-10-23 |
Family
ID=68318511
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019102364A RU2704034C1 (ru) | 2019-01-29 | 2019-01-29 | Поточный влагомер |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2704034C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2794428C1 (ru) * | 2022-11-17 | 2023-04-18 | Акционерное общество "Инженерно-производственная фирма "Сибнефтеавтоматика" | Влагомер многофазный поточный |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4812665A (en) * | 1985-09-16 | 1989-03-14 | Roibox Oy | Method and apparatus for measuring of humidity |
US6023340A (en) * | 1998-05-07 | 2000-02-08 | Schlumberger Technology Corporation | Single point optical probe for measuring three-phase characteristics of fluid flow in a hydrocarbon well |
US20060186340A1 (en) * | 2005-02-24 | 2006-08-24 | Weatherford/Lamb, Inc. | Multi-channel infrared optical phase fraction meter |
RU2356040C2 (ru) * | 2006-12-28 | 2009-05-20 | Центр Разработки Нефтедобывающего Оборудования (Црно) | Способ определения содержания воды в нефтеводогазовой смеси |
RU2669156C1 (ru) * | 2017-11-09 | 2018-10-08 | Акционерное общество "ГМС Нефтемаш" | Поточный влагомер |
-
2019
- 2019-01-29 RU RU2019102364A patent/RU2704034C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4812665A (en) * | 1985-09-16 | 1989-03-14 | Roibox Oy | Method and apparatus for measuring of humidity |
US6023340A (en) * | 1998-05-07 | 2000-02-08 | Schlumberger Technology Corporation | Single point optical probe for measuring three-phase characteristics of fluid flow in a hydrocarbon well |
US20060186340A1 (en) * | 2005-02-24 | 2006-08-24 | Weatherford/Lamb, Inc. | Multi-channel infrared optical phase fraction meter |
RU2356040C2 (ru) * | 2006-12-28 | 2009-05-20 | Центр Разработки Нефтедобывающего Оборудования (Црно) | Способ определения содержания воды в нефтеводогазовой смеси |
RU2669156C1 (ru) * | 2017-11-09 | 2018-10-08 | Акционерное общество "ГМС Нефтемаш" | Поточный влагомер |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2794428C1 (ru) * | 2022-11-17 | 2023-04-18 | Акционерное общество "Инженерно-производственная фирма "Сибнефтеавтоматика" | Влагомер многофазный поточный |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9002650B2 (en) | Multiphase flow meter for subsea applications using hydrate inhibitor measurement | |
US8285491B2 (en) | Devices and methods for quantification of liquids in gas-condensate wells | |
US7755763B2 (en) | Attenuated total reflection sensor | |
Miller et al. | Determining CDOM absorption spectra in diverse coastal environments using a multiple pathlength, liquid core waveguide system | |
US8569686B2 (en) | Multi-channel infrared optical phase fraction meter | |
US20150021482A1 (en) | Device and method for recording contaminations in a hydraulic system | |
JP2013164372A5 (ru) | ||
US11815380B2 (en) | Measuring component concentrations of nonhomogeneous immiscible mixtures in multiphase flows using near-infrared (NIR) filter photometry | |
CN103630509A (zh) | 一种在线检测农药浓度的装置及其检测方法 | |
JPH0688782A (ja) | 濃度測定方法および濃度測定装置 | |
EP3165902A1 (en) | A method and a sensor for measuring suspended solids in a liquid | |
RU2704034C1 (ru) | Поточный влагомер | |
RU2669156C1 (ru) | Поточный влагомер | |
CN109060625A (zh) | 一种检测薄膜水蒸气透过率的测试装置及其测试方法 | |
Krishnaswamy et al. | Analysis of integrated optofluidic lab-on-a-chip sensor based on refractive index and absorbance sensing | |
US8698103B2 (en) | Measuring device for determination of at least one parameter of a blood sample | |
JP2000356582A (ja) | 透過光と散乱光を測定するための光学測定装置 | |
US11566519B2 (en) | Laser-based monitoring tool | |
US20170307522A1 (en) | Optical detector module, measurement system and method of detecting presence of a substance in a test material | |
TW202100982A (zh) | 濃度測量裝置 | |
KR101779496B1 (ko) | 블랙카본 측정 장치 | |
RU198170U1 (ru) | Датчик для экспресс-анализа микроконцентраций кислорода в газовой среде | |
US20220390350A1 (en) | Method and system for measuring flow and composition of single and multi-phase fluids | |
US20230098744A1 (en) | Multi-Wavelength Ozone Concentration Sensor and Method of Use | |
Edwards | An instrument for the measurement of colour and turbidity in natural waters |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210130 |