SU712745A1 - Способ определени коэффициентов объемного сжати и температурного расширени жидкости - Google Patents

Description

Изобретение относится к области теплофизики и может быть использовано при исследовании сжимаемости жидкости, в частности при расчетах запасов нефти в пласте, при расчетах режимов работы пла- 5 ста, при расчетах нефтепроводов как для «дегазированной», так и «газонасыщенной» перекачки и при расчетах гидроприводов.

Известен способ определения сжимаемости жидкости, по которому изменение плот- 10 ности (удельного объема) происходит за счет изменения объема эластичной ампулы, содержащей исследуемое вещество. Ампулу помещают в сосуд постоянного объема, который заполняют хорошо изученным газо- 15 образным или жидким рабочим агентом. Изменение параметров этого агента обусловлено не только его свойствами, но и сжимаемостью исследуемого вещества, которая может быть рассчитана по известным 20 свойствам агента [1].

Основным недостатком вышеуказанного способа оценки сжимаемости жидкости является сложность определения плотности жидкости. 25

Ближайшим техническим решением к изобретению является способ определения коэффициентов объемного сжатия и температурного расширения жидкости, основанный на измерении изменения объема жид- 30 кости при изменении давления [2].

Недостатком этого способа определения коэффициентов является возможность утечки жидкости, что существенно влияет на результаты измерений.

Целью изобретения является повышение точности совместного определения коэффициентов.

Цель достигается тем, что используют сосуд постоянного объема, который заполняют исследуемой жидкостью с требуемыми значениями давления и температуры, затем изменяют температуру жидкости в интервале 5° и замеряют изменение давления в сосуде. По полученным данным изменения температуры и давления жидкости вычисляют искомые коэффициенты.

Способ осуществляют в следующей последовательности: в сосуд высокого давления постоянного объема заливают испытуемую жидкость при атмосферном давлении, если же исследуют пластовую газонасыщенную нефть, то сосуд заполняют под давлением выше давления насыщения нефти газом, для предотвращения ее разгазирования. Образцовый манометр пружинного типа предварительно заполняют эталонной жидкостью с известными малыми значениями коэффициентов β^ и β), что повышает точность определения β_Ρ и β; испытуемой жидкости β_Ρ — коэффициент объ712745 емного сжатия, β;— коэффициент температурного расширения.

Далее сосуд помещают в термостат и термостатируют 1,5—2 ч, после чего замеряют температуру жидкости t₀ и давление ро по образцовому манометру. Затем повышают температуру на 1—2°С, снова термостатируют до тех пор, пока не перестанет возрастать давление в сосуде, и замеряют температуру жидкости ίι и дав- 1 ление pi. Вышеуказанные операции в той же последовательности при температуре на 1—2°С выше повторяют и замеряют температуру t₂ и давление р₂ в сосуде. После измерений вычисляют изменение температу- 1 ры Δίι и Δ/₂ по формулам = /,-/0(1)

A/_s = /_а /₀(2) 2 и изменение давления Δρι и Δρ₂ по формулам

ΔΡ^Ρ,-Ρ,(3)

АР₂ = Р₂-Р₀.(4)

Для определения коэффициентов β_ρ и β₄ исследуемой жидкости решают систему уравнений (17+^/,)^ + (^ + ^. Δ/JX ₃ х = β,ί/Δ/j + (И + 1/β,Δ/,) $_р&Р₂ + (V' + ϊ/'β,Δ/₂) % ΔΡ₂ = = + β^'Δ/,, (5) где V¹ и V — объемы жидкости соответст- 3 венно в образцовом манометре и испытуемой в сосуде при давлении Р_о и температуре /о. Способ основан на изменении давления жидкости при изменении температуры Δ/ этой жидкости, находящейся в замк- 4 нутом сосуде, не позволяющем увеличивать объем (плотность) жидкости вследствие ее температурного расширения (ДУ=0).

Приращение объема при повышении температуры на Δ/ι определится по формуле 4

ΔΙ/^β,-ΠΔ/,.(6)

Изменение объема при сжатии жидкости на величину определится зависимостью вида5

Δν_ρ = νχ·&Ρ₁,(7) где V* — объем, занимаемый жидкостью при P = Pq после нагревания ее на Δ/p5

Объем определится по формуле ν* = Ι/ + β_ζΔ/_ιΠ. (8)

Исходя из вышесказанного, правые части ⁵ уравнений (6) и (7) можно приравнять (1 + ^)^/^ = ^+ (9)

Для определения коэффициентов β_ρ и β; необходимо решить систему уравнений, так О как уравнение (9) содержит две неизвестные величины ί (1 + +4)+дл = +ч | (1 + ^Д/_а)?_рДР_а = ^Д/_а.

С учетом сжимаемости жидкости в образцовом манометре система уравнений (10) примет вид (5).

Если отношение объема V сосуда к объему V' трубки манометра при одинаковых 0 значениях давления и температуры будет больше или равно 20, то сжимаемостью жидкости в манометре можно пренебречь и для нахождения коэффициентов β_ρ и βί решать систему уравнений (10).

При использовании данного способа определения коэффициентов β_ρ и β; изменения температуры Δ/ι и Д/₂ не должны превышать 5°С. В этом случае можно считать, что коэффициенты β_ρ и β; являются вели0 чинами, независящими от температуры.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ определения коэффициентов объемного сжатия и температурного расшире5 ния жидкости, основанный на измерении изменения объема жидкости при изменении давления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности совместного определения коэффициентов, используют сосуд постоянного объема, который заполняют исследуемой жидкостью с требуемыми значениями давления и температуры, изменяют температуру жидкости в интервале, не превышающем 5°С, и после термостабилизирования замеряют соответствующее приращение давления в сосуде и по полученным данным вычисляют искомые коэффициенты.