Brevet FR2355279A1 — publié le 19780113

La présente invention concerne une installation pour la mesure d'un débit de liquide. Un grand nombre de transactions commerciales sont basées sur des comptages de débit en volume ou en masse et il existe de nombreuses réalisations-de telles installations. Parmi les plu-m-odrnes de ces Xnstallations, un grand nombre utilisent des compt-eurs à turbine qui permettent d'avoir un comptage en volume très précis, associés à divers instruments de mesure de température, de viscosité, de densité permettant de faire toutes les corrections utiles et d'obtenir toutes mesures désirées. Certaines de ces installations utilisent des calculateurs électroniques ou des processeurs électroniques pour commander l'ensemble des opérations de comptage et assurer la surveillance des opérations et leur sécurité. Egalement, ces installations connues comportent en général, en amont des moyens de comptage, un dégazeur qui est destiné à débarrasser le liquide a mesurer de la plus grande partie des gaz qu'il contient afin d'éviter qu'un liquide brut, très chargé en gaz, donne lieu, dans les moyens de comptage, à des phénomenes de dégazage intempestifs et de cavitation qui entraînent des erreurs de comptage importantes. Dans ces installationg connues, le dégazeur est inséré en série dans la canalisation de débit du- fluide à mesurer et il doit être d'une capacité importante etänt-donné qu'il est traversé par la totalité du fluide à mesurer. Dans ces conditions, cesa dégazeurs sont d'un volume très important et d'un prix de revient élevé. Egalement, la précision de mesure des turbines dépendant beaucoup de la viscosité et des caractéristiques physicochimiques du fluide qu'il s'agit de mesurer, il est généralement admis qu'une installation de comptage précis doit comporter un moyen d'étalonnage propre. Les deux moyens d'étalonnage utilisés sont la jauge et le tube étalon. Une jauge est une capacité dont le volume est connu avec précision; on la remplit avec le fluide qu'il s'agit de mesurer et on compare les indications données par la turbine de comptage pendant ce remplissage du volume connu; ceci permet donc d'étalonner avec précision la turbine de comptage avec le fluide qu'il s'agit précisément de mesurer. Les tubes étalon sont des tubes de gros diamètre parcourus par une sphere élastique dont on repère le passage aux deux extrémités du tube étalon; le volume du tube étalon étant connu avec précision, il surfit alors de comparer ce volume avec les indications données par la turbine de comptage entre les deux passages de la sphère a' chacune des deux extrémités du tube étalon. L'inconvénient de ces deux procédés est qu'ils sont extrêmement coûteux, la valeur des tubes étalon ou de la jauge dépassant de beaucoup la valeur des compteurs à turbine qu'ils servent à étalonner. La présente invention a notamment pour but de remédier à ces inconvénients et concerne, à cet effet, une installation pour la mesure d'un débit de fluide comportant, dans une canalisation de transport de liquide, des moyens de comptage et un dégazeur en amont des moyens de comptage, installation caractérisée en ce que le dégazeur comporte des moyens propres à produire un signal fonction de la quantité de gaz extraite du liquide traversant le dégazeur, ces moyens étant reliés à une vanne de régulation insérée dans la canalisation pour diminuer le débit du liquide dans cette canalisation lorsque la quantité de gaz dans ce liquide augmente. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, le dégazeur est inséré dans un conduit disposé en paral- le le sur la-canalisation et branché sur une zone élargie de cette canalisation en sorte qu'une partie seulement du liquide passe par le dégazeur. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'installation comporte un calculateur recevant le signal produit par les moyens électriques du dégazeur, ce calculateur étant relié pour sa commande à la vanne de régulation. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le conduit parallèle comportant le dégazeur est branché sur la canalisation dans une zone à section élargie. L'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, sur les dessins ci-joints, dans lesquels - La figure 1 est une vue en élévation deun mode de réalisation de cette invention; - La figure 2 est une vue latérale schématique d'un dégazeur. La présente invention a, en conséquence, pour but la réalisation d'une installation qui permette la mesure des divers paramètres relatifs à un fluide s'écoulant dans une canalisation, cette installation étant cependant d'un encombrement et d'un prix de revient réduit comparés aux installations existantes. L'installation représentée sur la figure 1 ci-jointe comporte deux canalisations 1 et 2s disposees en parallèle, et insérées dans une canalisation principale de transfert de fluide, chacune de ces canalisations étant pourvue dune turbine 3 pour la mesure du débit de fluide, ainsi que de capteurs 4, 5, 6 et 7 produisant respectivement des informations relatives à la densité, à la viscosité, à la pression et à la température du fluide mesuré, ces divers paramètres étant introduits dans un moyen de calcul et de commande programmable 8 tel qu'un calculateur élec tronique, un ordinateur ou un processeur de manière à permettre la réalisation d'une installation qui soit automatisée et dont le bon fonctionnement peut être contrôlé en permanence. Conformément à l'invention, chacune des canalisations 1 et 2 comporte un dégazeur 9 qui est inséré sur une conduite 10, disposée en parallele sur les canalisations 1 et 2. Cette disposition permet de réduire la capa- cité du dégazeur de manière que seule une partie du fluide sVécou- lant de la canalisation 1 ou 2 soit amenée à traverser le dégazeur par l'intermédiaire de la conduite 10. On réduit ainsi l'encombrement et le prix de revient de l'installation. La partie 101 de la conduite 10, qui alimente le dégazeur 9, comporte une vanne d'arrêt 11 et est branchée en 12 au niveau le plus élevé d'une partie de section élargie 13. Cette partie de section élargie 13 fait partie d'un corps de filtre 14 qui reçoit par ailleurs en 15 la partie 102 de la conduite 10 qui est reliée à la sortie du dégazeur 9s ce raccordement en 15 étant situé -au niveau le plus bas de la partie de section élargie 13. Sur cette partie 102 de la conduite 10, est également disposée une pompe refoulante 16. On remarque que, dans cette construction, étant donné la présence de la partie de section élargie 13, le gaz tend à s'accumuler dans le liquide situé au niveau le plus élevé de cette partie de section élargie 13 et le mélange liquide/gaz est amené sous pression par la partie 101 de la conduite 10 dans le dégazeur 9 où se produit la séparation du gaz et du liquide. A cet effet, la conduite 10î débouche tangentiellement à la partie supérieure du dégazeur 9, de maniere que le liquide soit entraîné en rotation contre sa paroi interne (voir notamment figure 2), cet entraînement en rotation du liquide produisant une centrifugation assurant la séparation du gaz qui s'échappe alors par une soupape 17 prévue à l'extrémité supérieure du dégazeur. La partie inférieure du dégazeur se remplit ainsi de liquide 18 dégazé et ce liquide est extrait par la partie 102 de la conduite 10 et à l'aide de la pompe refoulante 16 pour être réintroduit dans la canalisation 1 ou 2 par l'orifice de raccordement 15. La présente invention permet donc bien de réduire l'encombrement et le prix de revient de l'installation étant donné que la capacité du dégazeur 9 est considérablement réduite et que ce dégazeur n'est alimenté que par la partie du fluide située dans la zone de niveau plus élevé de la section élargie 13 et dans laquelle s'accumule la quasi-totalité du gaz. Cependant, dans des circonstances parti culiéres, il est possible que, compte tenu du débit du liquide s'écoulant dans les canalisations 1 ou 2, la capacité du dégazeur 9 ne soit pas suffisante pour pouvoir assurer le traitement d'une quantité suffisante de mélange liquide/gaz. A cet effet, le dégazeur 9 est pourvu de moyens produisant un signal électrique ou de toute autre nature fonction de la quantité de gaz extraite du liquide, ce signal électrique étant, après traitement par le calculateur 8, amené sur une vanne de régulation 19 disposée sur la canalisation 1 ou 2 en aval du dégazeur 9. Ainsi, si la proportion de gaz extraite du liquide par le dégazeur 9 devient trop importante, ce qui est le signe d'un dégazage insuffisant, le signal électrique produit par le dégazeur agit par l'intermédiaire du calculateur 8 sur la vanne de régulation 19 afin de réduire la section de passage du liquide et donc son débit. On ramène ainsi le débit du liquide dans la canalisation 1 ou 2 à une proportion compatible avec la capacité du dégazeur 9 pour obtenir un dégazage convenable-quelle que soit la proportion du gaz contenu dans ce liquide. Cette disposition permet donc d'effectuer des mesures précises du liquide qui sgécoule dans les canal sations 1 ou 2, que ce soit à l'aide de la turbine 3 de mesure des débits ou à l'aide des détecteurs 4, 5, 6 et 7. Le signal produit par le dégazeur 9 et destiné à agir sur la vanne de régulation 19 en fonction de la quantité de gaz contenue dans le liquide mesurer peut etre obtenu par des moyens divers. Dans l'exemple de réalisation de la figure 2; ce signal est obtenu à partir d'un flotteur 29S fixé à l'extrémité d'un bras 30 monté en pivotant en 31. En liaison avec ce pivot 31, est disposé un potentiomètre 32 dont le curseur est relié au bras 30, de manière que ce potentiomètre puisse produire un signal électrique dont l'amplitude est fonction du niveau du liquide dégazé se trouvant à la partie inférieure du dégazeur 9. En effet, lorsque la proportion de gaz dans le liquide s'écoulant dans les canalisations 1 ou 2 tend à augmenter, la quantité de gaz séparée par le dégazeur 9 tend elle- même à augmenter, ce qui se traduit par une diminution du niveau du liquide dégazé 18 et par un abaissement du flotteur 29. Le potentiomètre 32 produit alors un signal électrique qui est fonction de la position angulaire du bras de liaison 30 et ce signal est amené sur la vanne de régulation- 19 de la canalisation 1 ou 2 considérée afin de réduire la section de passage de cette canalisation et donc le débit du liquide. Le débit de ce liquide se trouve ainsi ramené, compte tenu de la quantité de gaz qu'il contint, à une valeur compatible avec la capacité du dégazeur. Conformément à l'invention, il est egalement prévu de disposer, dans l'installation, une turbine étalon 20 qui est destinée à contrôler le fonctionnement-correct des turbines de mesure 3. Cette turbine étalon 20:est insérée dans une conduite 21 qui est disposée en parallèle sur les canalisations 1 et 2 par l'intermédiaire des branchements 211 pourvus du robinet d'arrêt 231 et 212 pourvu du robinet d'arrêt 232. Par ailleurs, autre extrémité de la conduite 21 est séparée des canalisations 1 et 2 par une vanne 22. Comme on le remarque sur la figure 1 cijointe la conduite 21 est disposée en parallèle sur les zones des canalisations 1 et 2 qui comportent les vannes de régulation 19 si bien que9 pour mettre en service la turbine étalon 20, il suffit de fermer la vanne de régulation 19 correspondante et d'ouvrir la vanne 22 et le robinet d'arret 231 ou 232. Dans ce cas, le fluide qui traverse la turbine de contrôle 3 passe obligatoirement par la turbine étalon 20 et l'indication de débit brut donnée par la turbine 3 non corrigée en fonction des indications de température, pression, viscosité et débit, données par les détecteurs de 4 à 7 est alors comparée avec l'indication de la turbine 20. Lorsque ce controle de l'une des turbines 3 est effectués on peut alors mettre la'canalisation correspondante en service tandis que l'on peut controler la turbine 3 de autre canalisation en modifiant en conséquence le branchement de la conduite parallèle 21. On remarque que, par cette disposition d'une turbine étalon branchée en parallèle sur les canalisations 1 et 2 de transfert du fluide, il est possible d'utiliser une turbine de petite dimension et donc d'un prix peu élevé qui est insérée dans une conduite 21 de section correspondante et donc plus faible que la section de la canalisation 1 ou 2 d'écoulement du fluide. En effet, on a considéré suivant l'invention que, si la courbe de réponse d'une turbine de mesure 3 est correcte, par exemple, sur son tiers inférieur, cela suffit à donner la certitude que la courbe entière reste inchangée. On a donc prévu de mettre en oeuvre une turbine étalon 20 qui est disposée en parallèle sur la canalisation d'écoulement du fluide et qui est d'un débit maximal plus faible que le débit maximal des turbines de mesure 3. Suivant l'inventions les moyens électroniques de traitement de mesure 8 associés aux turbines de mesure 3 comportent deux programmes de correction distincts un programme de correction tenant compte des erreurs propres à chaque turbine et permettant d'obtenir des signaux exactement comparables à ceux de la turbine étalon 20 et un programme de correction permettant d'obtenir les valeurs corrigées désirées par l'utilisateur. En effet, l'utilisateur désire avoir, non pas une mesure brute des volumes de liquide mais une mesure corrigée ramenée à des conditions normalisées de température et de pression. Au contraire, la turbine étalon 20, pour être fidèle et sûre, ne doit comporter aucun dispositif de correction. On prévoira donc d'extraire des turbines de mesure une indication de débit brute, ou même corrigée en fonction de 1erreur systé matique de la turbine étalon et qui permettra d'assurer un eta- lonnage très précis des turbines de mesure 3. Suivant l'invention, il est également-prevu d'effectuer ce contrôle des turbines 3 glcaide d'un liquide spécial d'étalonnage et, à cet effet, l'installation comporte une conduite 24 qui est disposée en parallèle sur les canalisations 1 et 2 et qui est pourvue d'une pompe de -circulation 25. Cette conduite 24 est reliée, à l'une de ses extrémités, par un raccord 26 sur la conduite 21 en aval de la turbine étalon 20 et, à son autre extrémité, par un raccord 27 au corps 14 des filtres, c es*-à-dire en amont des turbines de contrôle 3. Si l'on désire effectuer le controle de la turbine de mesure 3, disposée sur la canalisation 1 à laide d'un liquide spécial d'étalonnage, on crée alors un circuit fermé comprenant cette turbine 3, la turbine étalon 20 et la pompe 25 en fermant les vannes 19 et 22, ainsi que le robinet de tête 28 et en ouvrant au contraire les robinets 231 et 271. Le fluide d'étalonnage introduit dans le circuit et mis en circulation par la pompe 25 ssécoule alors en circuit fermé entre la turbine des mesure 3 et la turbine étalon 20. Bien entendu, l'invention ncest pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10) Installation pour la mesure d'un débit de fluide comportant, dans une canalisation de transport de liquide, des moyens de comptage et un dégazeur en amont des moyens de comptage, installation caractérisée en ce que le dégazeur comporte des moyens propres à produire un signal fonction de la quantité de gaz extraite du liquide traversant le dégazeur, ces moyens étant reliés à une vanne de régulation insérée dans la canalisation pour diminuer le débit du liquide dans cette canalisation lorsque la quantité de gaz dans ce liquide augmente. 20) Installation conforme à la revendication li caractérisée en ce que le dégazeur est inséré dans un conduit disposé en parallèle sur la canalisation et branche sur une zone élargie de cette canalisation en sorte qu'une partie seulement du liquide passe par le dégazeur. 30) Installation conforme à la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comporte un calculateur recevant le signal produit par les moyens électriques du dégazeur, ce calcula teur étant relié, pour sa commande, à la vanne de régulation. 4 ) Installation conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que le circuit parallèle comportant le dégazeur est pourvu d'une pompe. 50) Installation conforme à la revendication 1 > caractérisée en ce que les parties du conduit reliées à l'entrée et à la sortie du dégazeur sont respectivement raccordees au niveau supérieur et au niveau inférieur de la zone à section élargie. 60) Installation conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que la zone à section élargie de la canalisation est constituée par le corps d'un filtre. 70) Installation conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce quelle comporte une turbine étalon insérée dans un conduit disposé en parallèle sur la canalisations en aval du dégazeur > ce conduit étant de section plus faible que celui de la canalisation. 80) Installation conforme à la revendication 7, caractérisée en ce que la turbine étalon est disposée en parallèle sur la vanne de régulation. 90) Installation conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce quelle comporte une pompe reliée, d'une part, en amont des moyens de comptage, d'autre part, en aval de la turbine étalon sur la conduite parallèle comportant cette turbine, des moyens dtobturation étant en outre prévus dans l'installation pour créer un circuit fermé comprenant la pompe, -la turbine et des moyens de comptage. 100) Installation conforme à lune quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte plusieurs canalisations pourvues chacune de moyens de comptage et d'un dégazeura ces canalisations étant reliées à une même turbine par des conduits parallèles. 110) Installation conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le calculas teur élabore à partir des signaux due mesure deux corrections distinctes, l'une conforme aux besoins de l'utilisateur, l'autre comparable aux indications brutes de la turbine etalon, de manière à améliorer la précision de l'étalonnage.