RU96119253A

RU96119253A - Счетчик турбулентной текучей среды с двумя препятствиями

Info

Publication number: RU96119253A
Application number: RU96119253/28A
Authority: RU
Inventors: Зиелинска Барбара; Зикикут Суад
Original assignee: Шлюмберже Эндюстри С.А.
Priority date: 1994-03-23
Filing date: 1995-03-20
Publication date: 1998-12-20

Claims

1. Счетчик турбулентной текучей среды (1), включающий участок трубы (2) с внутренним постоянным диаметром D, в котором протекает жидкость, по меньшей мере два препятствия, одно, верхнее по ходу потока (4), и второе, нижнее по ходу потока (6), расположенные в середине потока жидкости в названном участке трубы (2) и способные генерировать вихри жидкости, названные основными (20), в результате колебательного процесса, причем каждое из препятствий (4,6) имеет удлиненную форму продольных и поперечных размеров, перпендикулярных направлению потока жидкости и средства (10, 12, 14, 200-221) для определения сигнала, соответствующего колебаниям вихрей для вычисления по нему объема жидкости, причем нижнее препятствие (6) образовано из двух частей (7, 8), соединенных между собой с образованием Т, причем первая часть (7) продольного размера h и поперечного L имеет две большие поверхности (7a, 7b) параллельные друг другу, одну (7a), верхнюю, а другую (7b), нижнюю, а также две маленькие поверхности (7c, 7d), а вторая часть (8) имеет две большие поверхности (8a, 8b) тех же размеров и параллельные направлению потока жидкости, а также две параллельные маленькие поверхности (8c, 8d) с теми же размерами, перпендикулярные направлению потока жидкости, отличающийся тем, что верхнее препятствие (4) продольного размера h имеет две большие поверхности (4a, 4b), перпендикулярные направлению потока жидкости и расположенные на расстоянии t, одна из которых, верхняя (4a) с поперечным размером d, который больше поперечного размера нижней (4b) поверхности, а так же две симметричные маленькие боковые поверхности (4c, 4d), каждая из которых образует с верхней поверхностью (4a) угол β, причем верхняя поверхность (7a) нижнего препятствия (6) параллельна нижней поверхности (4b) верхнего препятствия (4) и располагается от нее на расстоянии d₁.

2. Счетчик турбулентной жидкости по п.1, отличающийся тем, что соотношение d/t=4-8.

3. Счетчик турбулентной жидкости по п.1 или 2, отличающийся тем, что угол β = 30-70^°.
4. Счетчик турбулентной жидкости по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что расстояние d₁=(1/4-3/4)d.

5. Счетчик турбулентной жидкости по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что поперечный размер или ширина L=(0,8-1,2)d.

6. Счетчик турбулентной жидкости по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что соотношение d/D=0,15-0,3.

7. Счетчик турбулентной жидкости по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что большие поверхности (7a, 7b) первой части (7) нижнего препятствия 6 отстоят друг от друга на расстояние, равное (0,02-0,08)d.

8. Счетчик турбулентной жидкости по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что маленькие поверхности (7c, 7d) первой части (7) нижнего препятствия (6) параллельны друг другу.

9. Счетчик турбулентной жидкости по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что маленькие поверхности (8c, 8d) второй части (8) нижнего препятствия (6) имеют поперечный размер, равный (0,02-0,08)d.

10. Счетчик турбулентной жидкости по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что каждая из двух больших поверхностей (8a, 8b) второй части (8) нижнего препятствия (6) имеет размер, параллельный направлению потока жидкости, равный (0,8-2,2)d.

11. Счетчик турбулентной жидкости по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что он включает в себя также средства (22, 23, 24,25) для ослабленных эффекта турбулентности, создаваемого непрерывными вихрями жидкости (21), которые генерируются при встрече одной части потока жидкости, соответствующей предельному слою потока, с верхним препятствием (4).

12. Счетчик турбулентной жидкости по п. 11, отличающийся тем, что средства для ослабления эффекта турбулентности, создаваемого непрерывными вихрями жидкости (21), образованы двумя опорными поверхностями (22, 24), каждая из которых имеет по меньшей мере одну большую поверхность (22a, 24a), перпендикулярную продольному размеру верхнего препятствия (4) и нижнего препятствия (6), и каждая из которых закреплена на участке трубы (2) таким образом, чтобы иметь продольный размер или максимальную толщину e напротив предельного слоя потока жидкости, причем, названные препятствия, верхнее (4) и нижнее (6), зафиксированы одним из своих продольных противоположных концов (4e, 4f, 6e, 6f) на каждой большой поверхности (22a, 24a) опорной поверхности (22,24) таким образом, чтобы каждая опорная поверхность имела участок (23,25), расположенный перед верхним препятствием (4).

13. Счетчик турбулентной жидкости по п.12, отличающийся тем, что максимальная толщина e каждой поверхности (22, 24) равна (0,03-0,05)D.

14. Счетчик турбулентной жидкости по пю12, отличающийся тем, что каждый участок опорной поверхности (23, 25) имеет конец, называемый верхним (23a, 25a), удаленный от верхней поверхности (4a) верхнего препятствия (4) на расстояние, равное (0,1-0,4)d.

15. Счетчик турбулентной жидкости по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что он включает в себя также средства (30, 32) для отделения колеблющихся вихрей жидкости, называемых основными (20), от непрерывных вихрей жидкости, называемых вторичными (21), которые генерируются при встрече одной части потока жидкости, соответствующей предельному слою потока с верхним препятствием (4).

16. Счетчик турбулентной жидкости по п.15, отличающийся тем, что средства для определения основных вихрей жидкости (20) от вторичных вихрей жидкости (21) образованы двумя проходами (30, 32), выполненными между второй частью (8) нижнего препятствия (6) и участком трубы (2) с внутренним диаметром D, с одной и с другой стороны продольных противоположных концов (8e, 8f) второй части (8), которые отстоят друг от друга на расстояние менее h.

17. Счетчик турбулентной жидкости по п.16, отличающийся тем, что каждый проход (30,32) имеет максимальный продольный размер, равный D/40-D/20.

18. Счетчик турбулентной жидкости по одному из п.1-17, отличающийся тем, что участок трубы (2) с внутренним диаметром D соединен, с одной стороны выше по течению потока, с верхним участком трубы (40), имеющем последовательно увеличивающийся вверх по течению внутренний диаметр до величины d₁, и имеющим внутреннюю стенку (40a), которая выполнена с возможностью изменения направления потока жидкости под непрерывно изменяющимся углом, причем этот угол имеет нулевую величину в местах трубы, где диаметр верхнего участка соответственно равен D и D₁, а с другой стороны, ниже по течению потока с нижним участком трубы (42), имеющим внутреннюю стенку (42a), которая выполнена с обеспечением резкого изменения направления потока жидкости на постоянный угол α, равный 9-20^o, доводя внутренний диаметр D до величины D₁.

19. Счетчик турбулентной жидкости по п.18, отличающийся тем, что диаметр D имеет величину, составляющую 60-90% величины диаметра D₁.

20. Счетчик турбулентной жидкости по п.18, отличающийся тем, что участок трубы (2) с внутренним диаметром D имеет длину, которая в 1,5-3 раза больше внутреннего диаметра D.

21. Счетчик турбулентной жидкости по п.1 и 18, отличающийся тем, что верхняя поверхность (4a) верхнего препятствия (4) размещена от участка верхней трубы (40) на расстоянии, равном 0,5D₁-D₁.

22. Счетчик турбулентной жидкости, согласно одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что средства для определения сигнала, соответствующего колебаниям вихрей и для вычисления по нему объема жидкости, включают в себя пластину (10), расположенную в середине потока жидкости за нижним препятствием (6) по ходу потока и на участке трубы (2) с внутренним диаметром D, причем названная пластинка имеет продольный размер D, перпендикулярный направлению потока жидкости, и постоянное прямоугольное поперечное сечение, образованное двумя большими поверхностями, называемыми боковыми (10a, 10b), параллельными направлению потока жидкости, а также двумя маленькими поверхностями (10c, 10d), называемыми соответственно верхней и нижней, два основных канала (12, 14), продольных и параллельных выполнены в названной пластинке (10) в непосредственной близости к верхней поверхности (10c), причем каждый из основных каналов соединен с одной из боковых поверхностей (10a, 10b) через несколько вторичных перпендикулярных каналов (12a, 12b, 12c, 14a, 14b, 14c), находящихся на одинаковом расстоянии друг от друга, а также датчик, соединенный, с одной стороны, с основными каналами и, с другой стороны, с электрической цепью (202-221), позволяющей вычислять объем жидкости по определенному сигналу.

23. Счетчик турбулентной жидкости по п.22, отличающийся тем, что верхняя поверхность (10c) пластинки (10) имеет поперечный размер, в 0,1-0,4 раза больше поперечного размера d верхней поверхности (4a) верхнего препятствия (4).

24. Счетчик турбулентной жидкости по п.22, отличающийся тем, что верхняя поверхность (10c) пластинки (10) расположена от верхней пластинки (4a) верхнего препятствия (4) на расстоянии (3-7)d.

25. Счетчик турбулентной жидкости по п.22 и 23, отличающийся тем, что основные каналы (12, 14) имеют диаметр, немного меньший поперечного размера верхнего препятствия (10c) пластинки (10), и тем, что названные основные каналы смещены в направлении потока жидкости.

26. Счетчик турбулентной жидкости по п.22, отличающийся тем, что датчик является датчиком давления.

27. Счетчик турбулентной жидкости по п.22, отличающийся тем, что датчик является тепловым датчиком.