SU1518721A1 - Установка дл исследовани физических процессов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к средствам и методам исследовани  физических и физико-химических процессов нефтепромысловых технологий. Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей и повышение точности эксперимента. Новизна установки заключаетс  в том, что она имеет дополнительную газомерную емкость вертикального перемещени , узлы подключени  средств воздействи  на потоки жидкости и газа и узла приема дл  регулировани  уровн  жидкости в камере. В исследовательской камере выполнены каналы с подвижными штоками отсечки, камера может измен ть пространственное положение и угол относительно горизонта с соблюдением непрерывного потока жидкости через камеру. Установка позвол ет моделировать гидро- и газодинамические режимы перекачки жидкости в технологических аппаратх, а имеено, деэмульсацию и сепарацию нефти, очистку нефтесодержащей воды и исследовать физические процессы и  влени , сопровождающие технологические нефтепромысловые процессы: пенообразование, капельный унос жидкости газом, газовыделение и испарение из пленки и объема нефти. Установка позвол ет замер ть плотность жидкости и газа, давление насыщенных паров, газосодержание, массу и толщину пленки нефти в газопроводе, определ ть коэффициент усадки нефти. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

1

(21)4343893/25-26

(22)21,07.87

(46) 30.10.89. Бюл. М 40

(75) Э.Б.Низамова и В.Г.Гарифуллина

(53)531.787(088.8)

;(56) Мамун  В.М. и др. Эксперименталь- ;ные исследовани  пластовых нефтей. М.: ГОСИНТИ, 1969.

Методические указани  по определению технологических потерь нефти на предпри ти х Миннефтепрома. РД 39-0147103-388-87. Уфа, ВШШСПТ- нефть, 1987, с. 16.

(54)УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

(57) Изобретение относитс  к средствам и методам исследовани  физических и физико-химических процессов нефтепромысловых технологий. Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей и повышение точности эксперимента. Новизна установки заключаетс  в том, что она имеет дополнительную газомерную емкость вертикального перемещени , узлы подключени  средств воздействи 

на потоки жидкости и газа и узлы приема дл  регулировани  уровн  жидкости в камере. В исследовательской камере вьтолнены каналы с подвижными штоками отсечки, камера может измен ть пространственное положение и угол относительно горизонта с соблюдением непрерывного потока жидкости через камеру. Установка позвол ет моделировать гидро- и газодинамические режимы перекачки жидкости в технологических аппаратах, а именно деэмульсацию и сепарацию нефти, очистку нефтесодержащей воды и исследовать физические процессы и  в- лепи , сопровождающие технологические нефтепромысловые процессы: пенообра- зование, капельньш унос жидкости газом , газовыделение и испарение из пленки и объема нефти. Установка позвол ет замер ть плотность жидкости и газа, давление насыщенных паров, газосодержание , массу и толщину пленки нефти в газопроводе, определ ть коэффициент усадки нефти. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

с в

(Л

сл

00

tsD

Изобретение относитс  к средствам исследовани  физических и физико-химических процессов и может быть использовано при исследовании технологических непрерывных процессов, в частности нефтепромысловых процессов сепарации, подготовки и очистки нефти и воды, сбора и подготовки газа, хранени  нефтепродуктов.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности эксперимента и расширение функциональных возможностей.

На фиг.1 показана принципиальна  схема предлагаемой установки дл  исследовани  физических npoj;eccoB при вертикальном расположении продольной оси камеры; на фиг.2 - фрагмент установки при наклонном расположении

си камеры; на фиг.З - узел приема- одачи поршневого пробоотборника вариант исполнени ); на фиг.4 - аел приема-подачи жидкости дл  с робоотборников емкостного типа.

Стрелками показано движение газа жидкости при работе установки в ди- амическом режиме работы, указаны редельные уровни газомерной систе- ю ы а, б, в, зазор между поршнем и ровнем жидкости, предельные положени  соединительного трубопровода 1, II и III, условно отмечены точки замера температуры и давлени , 15 разница уровней в газомерных емкост х при замере плотности парогазовой смеси.

Установка включает в себ  цилиндрическую камеру 1, в днище, которой 20 размещены мешалка 2, нагреватель 3, соединенный с термостатом 4, и подвижные штоки 5 и 6, выполненные аналогично штоку 8, плунжер 7, разме- щенньй в камере, в центральном от- 25 верстии которого размещен полый под- вижньй шток 8.

Штоки 5, 6 и 8 позвол ют отсечь камеру от внешних каналов. Плунжер

7с помощью т ги 9 соединен с приво- зо дом 10, обеспечивающим его перемещение в кам ре 1, благодар  чему измен ют объем камеры. Шток 5 через трехходовые краны 11 и 13 и узел 12 воздействи  на поток жидкости или параллельный ему соединитель 14 подсоедин ет камеру 1 к пробоотборнику

15 с исследуемой жидкостью, оснащенному вентил ми 16 и 17 и соединенному с узлом 1В подачи, состав и конст-дд рукци  которого зависит от конструкции пробоотборника. 1Чток 6 через трехходовые краны 1 Г, 13 и соединитель 14 или параллельный ему узел 12 воздействи  на поток жидкости, 45 подсоедин ет камеру 1 к пробоотборнику 19, оснащенному вентрш ми 20 и 21 и подсоединенному к узлу 22 приема.

Узел приема обеспечивает сохра- CQ нение уровн  жидкости в камере I.

8качестве узлов 12 и 12 могут быть применены различные модели: коалесцирующие насадки, дроссели, устройства создани  силовых полей (электрических, акустических, магнитных ), устройства ввода различных реагентов, ускор ющие или замедп ю- uyie исследуем1:1е процессы.

55

д 5

Q

5

Шток 8 газопроводом 23 через вентиль 24 соединен с газгольдером 25, оснащенным вентил ми 26 н 27 и сообщенным с узлом 28 вытеснени , с пробоотборным вентилем 29, а также соединен через краны 30 и 32, узел 31 воздействи  на газовый поток или соединительную трубу между кранами с газомерной емкостью 33, оснащенной уровнемером 34 и вентил ми 35-38.

Газгольдер 25 заполнен инертным газом или парогазовой смесью исследуемой жидкости (нефт ной попутньй газ, отобранный из той же технологической цепи, что и проба нефти).

В качестве узла 31 воздействи  на газовый поток могут быть применены охладители, нагреватели, адсорбционные насадки, поглотители влаги, мембраны и т.п. средства.

С помощью трубопровода ,39 газомерна  емкость 33 соединена с емкостью 40, оснащенной уровнемером 41, вентил ми 42-45 и соединенной с баллоном 46 сжатого воздуха трубкой 47. Емкость 40 установлена на оси ползуна 49 с возможностью поворота на 180° к вертикального перемещени  с заданной скоростью по стойке 50 с помощью винта 51 от комбинированного, ручного и электрического привода 52, имеющего , например, фрикционный вариатор.

При наклонном расположении камеры , камера размещена на опоре, котора  включает в себ  ложе 53, зубчатую передачу 54 и ось 55 в вилке опоры 56 с возможностью изменени  угла наклона через вентиль 24 с газосборной частью установки, изображенной на фиг.1, шток 8 плунжера 7 краном 11 узла 12 воздействи  подсоединен к пробоотборнику 15 с узлом 18 приема жидкости.

В зависимости от типов пробоотборников узлы 15 и 18 подачи и приема жидкости могут иметь различные приводы: электрический или гидравлический и разные схемы соединений. При использовании поршневых пробоотборников примен ют индивидуальный электропривод . Узел включает в себ  гайку-шестерню 57, соединенную с винтовым штоком пробоотборника и щарнирно установленную в корпусе пробоотборника, электродвигатель 58 с многоступенчатым редуктором 59, на выходном валу которого установлена вилка 60.

51

В опоре 61 установлена вилка 62 с руко тью. В центральных отверсти  ошюк 60 и 62 размещен вал ведущей шестерни 63, в которой выполнены тоцовые отверсти . Шестерн  63 установлена с возможностью перемещени  относительно вала или вилок и совмещени  отверстий с вилкой 60, как показано на фиг.З. В этом случае узел осуществл ет функцию узла подачи жидкости.

При совмещении отверстий шестерни с вилкой 62 вращением руко ти осуществл ют прием жидкости.

При использовании емкостного пробоотборника примен ют гидропривод (фиг.4) который включает в себ  соединенные между собой маслобак 64, маслонасос 65 с регулируемой подачей , переключатель 66 подачи масла в емкости 67 и 67 , заполненные раствором, снабженные уровнемерами, подсоединенные верхними точками через трубопроводы 68 и 68 с вентил ми 69 и 69 к маслобаку 64. В качестве насоса может быть использован дозировочный насос, расход которого устанавливаетс  с достаточной точностью .

Проведение экспериментов на данной установке включает в себ  следующие основные этапы. Загрузка камеры исследуемой жидкостью, состо ща  из приемов: подготовка установки ( Заполнение раствором, вакуумирование раствора, вытеснение раствора инерт- libiM газом или парами исследуемой жидкости, подача исследуемой жидкости с одновременн ым удалением раствор из газового объема установки и из камеры, отсечение камеры от внешних коммуникаций.

Проведение экспериментов над пробой разовой загрузки. Эти эксперименты позвол ют изучать процессы, проход щие при хранении жидкостей в резервуарах, определ ть усадку жидкости и компонентный состав фаз при дегазации и испарении жидкости, в услови х переменных давлений и температур с применением нагрева, охлаждени  и перемешивани , а также при изменении соотношени  жидкой и па- ровой фаз.

Проведение экспериментов в динамическом режиме перетока исследуемой жидкости через камеру с одновременны отбором газа при вертикальном распоo

87216

ложении продольной оси камеры позвол ет моделировать и исследовать процессы в вертикальных промысловых аппаратах: успови  образовани  и раэ5 решени  пены, уноса и осаждени  капельной жидкости, испарени  и конденсации из пленки и объема жидкости, расслоени  смесей, при изменении расхода жидкости в изобарических, изометрических услови х или при изменении давлений и температур при различных услови х подачи жидкости в камеру, при врздействии на поток

5 физическими пол ми, при дросселировании и т.п. воздействи х. При горизонтальном и наклонном расположении камеры позвол ет моделировать и исследовать процессы в горизонтальных

0 аппаратах и кроме перечисленных процессов , изучать зависимость качества процессов от геометрических соотношений аппарата, уровн  заполнени , зависимость компонентного состава

5 фаз от площади и условий массообме- на.

Установка работает следующим образом.

Подготавливают и подсоедин ют

Q узлы 18 и 22 подачи-приема в соответствии с типом пробоотборников. К точкам 29 и 36 подсоедин ют пробоотборники газа или подготовленные к работе хроматографы (типа ХПМ-2). Устанавливают емкость 40 и шток 5 в крайнее верхнее положение, штоки 6 и 8 соедин ют с камерой, плунжер 7 устанавливают на высоте 10-12 см. Закрьшают вентили 29, 36, 43 и 45

.Q (вентили 16, 20 и 26 закрыты), остальные вентили открывают и подсоедин ют к вентил м 17, 21 и 38 емкость с раствором.

5

5

0

Через вентили 17, 21, 38 из сторонней емкости заполн ют гидросистему установки. По достижении в емкости 40 уровн  в 10-20 см закрывают вентиль 42, продолжают налив. При по влении раствора в вентиле 27 прекращают подачу раствора в вентиле 27 и закрьшают вентили 17, 21, 38 и 27.

Поднимают плунжер 7 с помощью т ги 9 приводом 10, вакуумиру  раствор . Затем открывают вентили 42 и 27 и опускают плунжер, вытесн   выделившийс  воздух. Подъем и опускание плунжера повтор ют несколько

раз до полного удалени  воздуха из гидросистемы.

Плунжер 7 устанавлившот на высоте 1-3 см от предполагаемого уровн  исследуемой жидкости, причем дефицит раствора компенсируют подачей из емкости 40, закрьш вентиль 44, через открытый вентиль 45 сжатым воздухом из баллона 46. Вентили 42 и 45 закрывают , а избыток раствора сливают через вентиль 43.

Затем открывают вентиль 26 и подают газ высокого давлени  из газгольдера 25 или парогазовую смесь с помощью узла 28 вытеснени , открывают вентиль 42 и снижают уровень в газомерной емкости 33 до отметки а . по уровнемеру 34, закрьшают вентиль 42. Открывают веитиль 17 и вытесн ют раствор из соединител  14 и средства 12 воздействи  последовательны переключением кранов 11 и 13 до по влени  газа в прозрачной вставке ггробо- отборника 15, закрьшают вентиль 16. Уровень раствора при этом находитс  у кромки выходного отверсти  штока 5. Закрывают вентиль 26, прекраща  подачу газа из газгольдера 25. Поднимают шток В до отсечки газопрово- да 23, опускают плунжер 7 и выравни- ;вают давление в камере 1 и пробоотборнике 15 с помощью узла 18 подачи, открывают вентиль 16 и подают нефть из пробоотборника 15 через устройство 12 и соединитель 14 переключением кранов 11 и 13, вытесн   газ в ка меру. Давление газа в камере поддерживаетс  плунжером 7. Затем открывают вентиль 21 и вытесн ют раствор из камеры через устройство 12 и соединитель 14 и переключением кранов 11 и 13 до по влени  нефти в прозрачной вставке пробоотборника 19. Закрьшают вентиль 21. Загрузка камеры исследуемой жидкостью завершена.

Перед подачей исследуемой жидкости раствор из камеры предварительно вытесн ют газом, за счет чего в газоотводном канале 8 и 23 на поверхности плунжера 7 не образуетс  пленка нефти, по вл юща с  при загрузке по известному методу, что исключает неконтролируемые испарени  компонентов из пленки в анализируемую парогазовую смесь и повышает точность последующих экспериментов, дает возможностью оценить количество и характер осаждени  капельной жидкости на по

0 5 О

5

0

5

50

55

верхности газового пространства камеры .

Применение инертного газа, например гели  в качестве вытесн ющего раствор агента вполне допустимо, поскольку известно его использова- 1ше в качестве носител  (репера) при хроматографическом анализе паров .

Предпочтительней применение парогазовой смеси, пробу которой следует OTofipaTb в пробоотборник 25 в той же технологической цепи одновременно с отбором нефти в пробоотборник 15. Дп  корректировки результатов экспериментов необходимо предварительно установить компонентный состав смеси.

После загрузки камеры исследуемой жидкостью можно проводить эксперименты над пробой одноразовой загрузки, дл  чего закрывают вентиль 16, опускают штоки 5 и 6 до отсечки камеры. С помощью нагревател  3, питаемого от термостата 4, устанавливают необходимую температуру и с помощью ме- щалки 2 устанавливают фазовое равновесие . Использование мешалки позвол ет ускорить установление фазового равновеси  в несколько раз.

Измер ют давление насыщенных паров (дни) при различных соотношени х фаз, измен емых подъемом плунжера 7, при различных температурах, определ ют газосодержание при различных давлени х. Опыты провод т по известной методике.

С помощью подвижных штоков внутренний объем камеры отсекают от внешних коммуникаций, чем достигаетс  определенность объемов жидкой и паровой фаз за счет исключени  неконтролируемых объемов внешних каналов, в неопределенной степени участвую- иу х. в массообменных процессах при проведе1ши экспериментов на установке разгазировани . За счет приема отсечени  камеры повьш аетс  достоверность результатов экспериментов над пробой разовой загрузки, что позволит практически оптимизировать услови  хранени  нефтепродуктов в резервуарах или уточнить количество и качество потерь нефти от испареШ1Я .

Поскольку нефтепромысловые процессы характеризуютс  непрерывностью потоков при одновременном измене

1

НИИ термобарических условий, иссле- дование непрерывных процессов представл ет особый интерес, так как позволет вы вить характерные особенности нефт ного сырь , компонентный состав и физико-химические свойства которого отличаютс  бесконечным разнообразием и перенесение технологических регламентов на иные нефти может не удовлетворить по качеству подготовленный продукт.

Перед проведением эксперимента в динамическом режиме перетока исследуемой жидкости через камеру при любой ее ориентации провод т подготовку узлов подачи и приема жидкости 18 и 22 в зависимости от типа пробоотборников 15 и 19.

Каждый пробоотборник снабжен изображенным на фиг.З узлом (в скобках указаны составные часТи дл  пробоотборника 19).

Подача из пробоотборника 15. Устанавливают скорость вращени  выходного вала редуктора 59, перемещают шестерню 63 вправо до совмещени  ее отверстий с вилкой 60. Подачу осуществл ют двигателем 58.

Йрием в пробоотборник 19. Перемещают шестерню 63 влево до совмещени  ее отверстий с вилкой 62. Прием осуществл ют вращением руко ти вилки 62 по уровню жидкости в камере 1

Схема может быть построена по принципу измерительного пресса.

Вариант емкостного нробоотборни- ка.

Дл  осуществлени  перетока нефти через камеру узел подачи и приема выполнены одной гидравлической схемой . Ее отличие и преимущество по сравнению с существующей заключаетс  в том, что добавлением обратных трубопроводов 68 и 68 с вентил ми 69 и 69 она позвол ет осуществл ть перемену направлени  перетока жидкости переключением вентилей 69 и 69 и переключател  66.

Подача из пробоотборника 15. Уста- 50 расположение штоков 5 или 6 по

навливают расход жидкости насоса 65, направл ют масло с помощью переключател  66 в емкость 67. Вентиль 69 закрывают, подачу осуществл ют включением насоса 65,

Прием в пробоотборник 19 осущест- перепуском масла из емкости 67 по трубопроводу 68 через вентиль 69 в маслобак 64.

10

0

Q

5

5

0

5

0

5

Открытие вентил  регулируют по уровню жидкости в камере 1.

При перемене направлени  перетока (из пробоотборника 19 в пробоотборник 15) с помощью переключател  66 масло направл ют в емкость 67, закрывают вентиль 69 и открьшают вентиль 69.

Проведение эксперимента в динамическом режиме перетока может проводитьс  либо после завершени  загрузки камеры 1 исследуемой жидкостью, либо после проведени  экспериментов над пробой разовой загрузки.

В первом случае отсечку камеры не производ т и штоки 5, 6 и 8 сообщены с камерой. Во втором случае может по витьс  необходимость освободить камеру от исследований пробы с удалением ее дл  дальнейшего исследовани  свойств (в зкость, плотность , дисперсность, компонентный состав и т.п.). Дл  разгрузки камеры поднимают шток 6 до сообщени  с камерой и опусканием плунжера 7 вытесн ют пробу из камеры через вентиль 21. Вентиль 21 закрывают, поднимают шток 5 дл  сообщени  с камерой и включают узел 18 подачи жидкости из пробоотборника 15, открывают вентиль 16 и после достижени  заданного уровн  жидкости в камере заканчивают загрузку.

После завершени  загрузки в обоих случа х открывают вентиль 20 и осуществл ют переток исследуемой жидкости через камеру 1 с расходом из пробоотборника 15, заданным узлом 18 подачи и приемом в пробоотборник 19, поддержива  уровень ж щкости в камере 1 неизменным с помощью узла 22 приема.

На установке осуществл ют следующие эксперименты.

Исследование вли ни  условий подачи и отвода нефти. При равных температурах , давлени х и расходах жидкости через камеру измен ют взаимвысоте столба жидкости. При этом измен ютс  гидростатическое сопротивление и рассто ние.

Исследование вли ни  предваритель- него воздействи  на поток нефти. В качестве примера исследуетс  вли ние воздействи  электроимпульсного пол  на качество обезвоживани  нефти: узел 12 воздействи  представл ет

1115

собой колонку высотой 12 см с четырьм  парами электродов, на которые подаютс  импульсы напр женностью I кВ/см. Пропускаютс  равные (2-3 объема камеры) количества нефти при равных расходах последовательно через соединитель 14, а затем переключают краны 11 и 13 через узел 12 воздействи  электроимпульсного пол . В обоих случа х анализируют и сравнивают обводненность, объем выделившегос  газа, дисперсность и т.и, характеристики н вы вл ют эффективност средств воздействи  на качественные характеристики нефти.

Исследование капельного уноса жлдкости (на примере сепарации газо насьщенной нефти). На штоке 8 нред- варительно устанавливают фильтр-контейнер , открывающийс  при опускании и закрывающийс  при подъеме штока 8. Пропускают исследуемое количестно нефти через камеру и после залепше- lUfH эксперимента определ ют ко;п5чест во уловленной нефти, соотнесенной к количеству пропущенной нефти при заданных термобаркческпх услови х и расходе. Эксперименты повтор ют при изменении условий.

Исследование эффективности средств воздействи  на газовый поток (на примере работы адсорбционной колонки высотой 15 см). Краны 30 и 32 подключают на соединитель, а затем на узел 31 воздействи  и пропускают равные объемы газа в газомерную емкость 33.

В обоих случа х производ т отбор газа дл  хроматографического анализа и оценивают изменени  в компонентном составе проб.

Измерение плотности парогазовой смеси, провод т на участке между уровнем а - б (противосто ние), дл  чего фиксируют разницу уровней по уровнемерам 34 и 41 при опускании емкости 40. Это позвол ет оценить (примерно) текущую плотность паров. Дп  уточнени  величины плотности ос- танавл1шают привод 52, закрывают вентили 35 и 44, а давление в камере поддерживают подъемом плунжера 7 и отмечают разницу уровней Лh. Зна  высоту газовых пространств, плотност воздуха и жидкости при данном давлении , рассчитывают плотность паров в общем случае но формуле р (uhf, + Ь, pg )/h ,

72112

где Р- , f 61 f г плотность соотнетствен- но жидкости, воздуха и парогазовой смеси; h ,h - измеренна  высота столба

воздуха и газа соответственно .

После измерени  плотности открывают вентиль 35, включают привод 52 Q и продолжают процесс отбора газа в емкость 33 и открывают вентиль 44.

Измерение объема парогазовой смеси . Производ т при всех исследовани х в динамическом режиме перетока нефт 5 ти через камеру с целью поддержани  давлени  в камере при вьщелении из нефти газа.

Отбор начинают из верхнего положени  емкости 40 (положение I трубо- 0 прооода 39), дл  чего в ней создают давление через окрытый вентиль 45 от баллона 46, затем от1слючают баллон 46, закрывают вентиль 45, отсоедин ют трубку 47 и открывают вентиль 5 42, после чего, ориентиру сь на давление в камере 1, вращением руко тки , а затем фрикционной передачей привода 52 привод т в действие винтовую пару 51-49, перемещают емкость Q 40 по стойке 50 вниз, выпуска  воздух из емкости 40 вентилем 44. После достижени  положени  II трубопровода 39 емкостью 40, механическ1Ш привод 52 отключают и после по влени  в вентиле 44 лсидкости его закрывают, а емкость 40 поворачивают на 180° относительно оси 48 (положение III трубопровода 39) и дапьнейщее поступление газа обеспечивают спуском раст- д вора из емкости 40 в постороннюю

емкость до снижени  уровн  до отметки в. Объем выделенного газа в этом случае будет суммироватьс  из вместимостей емкостей 33 н 40, уров- с иемеров 34 и 41, подключенных коммуникацией и камеры 1, за исключением объема высотой h камеры, газоводов 8 и 23.

Исследование вакуумных процессов. 50 Вакуумные процессы сопровождаютс 

активньш испарением жидкости, пенооб- разованием, уносом капельной жидкости газовым потоком. Вакуумный процесс моделируетс  на установке поддержа- -г нием отрицательного перепада жидкости в газомерных емкост х 33 и 40, чего увеличивают скорость снижени  емкости 40 с помощью привода 52. Оптимизаци  процесса пенообразовани 

13

достигаетс  установлением такой скорости вертикального перемещени  емкости 40, при которой толщина сло  пены в камере над жидкостью или унос жидкости в виде дисперсии остаетс  заданной и посто нно ограниченной.

При исследовании вакуумных процессов плунжер 7 поднимают на предельную высоту, открывают полностью вентиль 44. Оптимальный перепад устанавливают по разнице уровней уровнемеров 34 и 41, Количество вынесенной газом капельной жидкости оценивают по ее содержанию в фильтр-контейнере , установленном на устрое штока 8 или в штоке 8 и в трубопроводе 23 взвешиванием по окончании эксперимента .

Проведение экспериментов в наклон ном положении камеры.

Заполнение камеры раствором и ва- куумирование раствора производ т в положении при подн том плунжере 7 на высоту 20-30 см.

Закрывают вентиль 24, отсекают штоками 5, 6 и 8 камеру, отсоедин ют газопровод 23 от штока 8 и кран 11 от штока 6, закрепл ют камеру в ложе 53, с помощью зубчатой передачи 54 поворотом оси 55 устанавливают камер 1 горизонтально. Затем подсоедин ют газопровод 23 к штоку 6, а кран 11 - штоку 8, Открывают вентили 24 и 27, соедин ют шток 6 с камерой и перемещают плунжер 7 так, чтобы вытеснить воздух вакуумированным раствором сначала из газопровода 23 до по влени  воды в вентиле 27. Закрывают вентиль 27, Поворачивают камеру на угол 10 с уклоном газоотводной части, соедин ют шток 8 с камерой и вытесн ют воздух из штока через вентиль 2 дл  чего пробоотборник 19 ориентирую вентилем 21 наверх. После по влени  раствора в вентиле 21 его закрывают . Поворачивают камеру на угол с уклоном к пробоотборнику 15, как изображено на фиг,2, Открывают венти 26 и подают газ из газгольдера 25, дл  чего открьгоают вентиль 42 и снижают уровень в газомерной емкости 33 до отметки а по уровнемеру 34, закрьшают вентиль 42, Сообщают шток

5.с камерой. Ориентируют пробоотборник 19 вентилем 21 вниз, открьшают вентиль 21, сообщают с камерой шток

6и вытесн ют раствор до по влени  газа в прозрачной вставке пробоот1

10

15

25

- 20

у 40 1, т д5 ль 50 51872114

борника 19, после чего закрывают вентиль 21,

Уровень раствора при этом находитс  у кромки выходного отверсти  штока 8, Закрывают вентиль 26, отсекают шток 6 и перемещением плунжера 7 поднимают давление в камере, а уэлом 22 подачи вьфавнивают давление в пробоотборнике 19, после чего открьшают вентили 20 и 17, После по влени  воды в прозрачной вставке пробоотборника 15 закрьшают вентиль 17 и открывают вентиль 16, поддержива  уровень жидкости в камере с помощью узла 18 приема, а давление в камере - отбором газа в емкость 33, Загрузка камеры завершена.

Отсекают штоками 5, 6 и 8 объем камеры и перемещением плунжера 7 измен ют площадь испарени  и уровень жидкости. При осуществлении динамического режима перетока исследуемой жидкости через камеру подают жидкость из пробоотборника 15 и принимают в пробоотборник 19, производ  одновременный отбор парогазовой смеси в- газоотборную систему, В режиме перетока нефти через горизонтальную или наклонную камеру провод т аналогичные исследовани .

При снижении уровн  раствора в емкости 40 (в положении III трубопровода 39) до IO--12 см эксперимент прекращают и закрьшают вентили 44, 16, 20 и 24, отсекают кранами 30 и 32 узел 31 воздействи .

Подсоедин ют посторонний газосбор- ник к вентилю 27, к вентилю 44 подсоедин ют емкость с вакуумным раствором,, открывают вентили 44 и 27 и вытесн ют раствором газ из емкости 40, После достижени  в емкости 40 уровн  0,6- . 0,7 высоты, поворачивают емкость 40 на угол, обеспечивающий уклон трубопровода 39 в сторону емкости 40 и продолжают подачу раствора. После достижени  уровн  б в емкости 33 прекращают подачу раствора, закрывают вентиль 44, устанавливают емкость в положении II трубопровода 39 и поднимают емкость 40 по стойке 50 с помощью привода 52, осуществл   переток раствора из емкости 40 в емкость 33 до уровн  а. Вытесн емый таким образом газ направл ют в отдельную емкость (-не показано). Закрывают вентили 44 и 27 и провод т подготовку газоприемной части установки с

30

35

55

подключением баллона 46 в описанной последовательности.

Затем продолжают эксперимент.

При осуществлении перемены неправ лени  поток через камеру направл ют из пробоотборника 19 в пробоотборник 15, провод  аналогичные исследовани  при иных значени х давлений, температур и расходов,

Возможность перемены направлений перетока через камеру-- реверсирование функций пробоотборников позвол ет исследовать на установке как отдельный технологический процесс, так и комплекс процессов, например, сепарации7подготовки-отсто -хранени  нефти,11зменение компонентного состава фаз, физико-химических и реологических свойств в услови х изме- н емых термобарических и динамических режимов в зависимости от средств воздействи .

Таким образом, предлагаема  установка и исследовани  физических про- цессов позвол ют за счет предварителного вытеснени  раствора газом перед загрузкой и отсечени  камеры штоками повысить точность эксперимента, за счет дополнительных каналов камер

и подвижных штоков в них. снабжение

,

подвижных штоков

узлами приема и реверсировани  функций подачи-приема пробоотборников моделировать и исследовать процессы при посто нных и переменных ре жимах и услови х перетока жидкости через камеру с одновременным отводом парогазовой смеси, исследовать вли ние условий подачи и отвода жидкости , за счет дополнительной газомер- ной емкости, установленной с возможностью вертикального перемещени  и поворота на 180, измер ть на установке плотность паров, моделировать и исследовать на установке вакуумные процессы, увеличить объем отбираемых паров (что важно при исследовании газонасьпценных нефтей). Кроме того, за счет горизонтальной установки камеры с возможностью из- менени  угла наклона и ее внутренних геометрических соотношений моделировать и исследовать массообменные про цессы, а за счет снабжени  установки узлами подключени  средств воздай- стви  на жидкость и газ оценить эффективность и (или) оптимизировать технико-технологические параметры средств воздействи .

I

Claims (3)

1.Установка дл  исследовани  физических процессов, включающа  цилиндрическую камеру с отверстием в верхней его части, размещенные в днище корпуса мешалкой и нагревателем , плунжером и каналом, установленным с оос но в камере, пневмопривод плунжера, пробоотборник соединен трубопроводом с узлом подачи, гаэо- мерную емкость, соединенную каналом плунжера с камерой, отличающа с  тем, что, с целью повышени  точности эксперимента и расширени  функциональных возможностей , она снабжена стойкой с ползуном дополнительной газомерной емкостью, установленной параллельно основной с возможностью вертикального перемещени  вдоль стойки и вращени  относительно оси ползуна, баллоном сжатого газа, св занным с верхней частью дополнительной емкостью, камера снабжена штоками, осевыми каналами, в днище камеры выполнены дополнитель mie отверсти , штоки установлены в каждом отверстии с возможностью осевого перемещени , при этом штоки выполнены в виде стаканов с боковыми каналами в головке, обращенной к полости камеры, пробоотборники жидкост соединены каналами штоков днища и снабжены узлом приема дл  поддержани  заданного уровн  жидкости в камере , кроме того, ползун шарнирно св зан с дополнительной емкостью, котора  нижней частью св зана с нижней частью основной емкости,

2,Установка по п.1, отличающа с  тем, что камера установлена с возможностью наклона ее оси относительно горизонта, канал плунжера соединен с пробоотборником жидкости, верхний шток днища камеры соединен с основной газомерной емкостью ,

3.Установка по пп.1 и 2, отличающа с  тем, что она снабжена узлами подключени  средств воздействи  на поток жидкости, размещенными на трубопроводе между пробоотборниками жидкости и камерой, узлом подключени  средств воздейст52

Фиг. 2

57

62 63 ВО 59 58 Фиг.З

Из камеры

19

В каперу