СИСТЕМА ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСХОДОВ ГАЗОВОЙ И ЖИДКОЙ ФАЗ ПОТОКА МНОГОФАЗНОЙ СМЕСИ ВДОЛЬ ТРУБЫ С ФУНКЦИЕЙ САМОКОНТРОЛЯ

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения величин расходов многофазного потока без предварительной сепарации, например для измерения дебита нефтяных скважин.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство одновременного определения расходов и концентраций компонентов многофазной смеси: (Евразийский патент №003869 G01F 1/74, G01F 1/712, G01F 1/708, G01F 1/66, G01N 29/02, 2000 г.).
Устройство для определения расходов газовой и жидкой фаз потока многофазной смеси вдоль трубы, содержит:
а) датчик скорости, который расположен в секции (1) трубы и который соединен со схемой для измерения действительной скорости w, по меньшей мере, одной фазы смеси в секции (1) трубы,
б) датчик акустической удельной проводимости, который расположен в секции (1) трубы и который соединен со схемой для измерения акустической удельной проводимости смеси в секции (1) трубы и для определения объемной концентрации φ газовой фазы смеси в секции (1) трубы на основе измеренной акустической удельной проводимости смеси в секции (1) трубы,
г
ж
в) процессор, который соединен с упомянутой схемой для определения объемных расходов газовой фазы Q и первого и второго компонентов Q1, Q2 жидкой фазы О смеси с использованием значений упомянутой действительной скорости w и упомянутой объемной концентрации,
г) вторую секцию (2) трубы, которая расположена последовательно с первой секцией (1) трубы, причем первая и вторая секции (1, 2) трубы имеют разные поперечные сечения, так что изменение скорости потока смеси происходит на стыке этих двух секций (1, 2),
д) дополнительный датчик скорости, который расположен во второй секции (2) трубы и который соединен со схемой для измерения действительной скорости w, по меньшей мере, одной фазы смеси во второй секции (2) трубы.
Объемные расходы компонентов смеси вычисляются путем измерения скоростей и объемных концентраций фаз на двух участках трубы, имеющих разные площади поперечного сечения и расположенных последовательно на некотором расстоянии друг от друга в направлении потока.
Недостатком известного устройства является то, что две группы датчиков, расположенных в двух разных секциях трубы разного поперечного сечения имеют различные поля измеряемых величин. Данная особенность делает невозможным реализацию комплектного метрологического диагностического самоконтроля системы в соответствии с требованиями ГОСТ Р 8.734-2011.
Задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение возможности метрологического самоконтроля интеллектуальной измерительной системы
Этот технический результат достигается тем, что система измерительная интеллектуальная для определения расходов газовой и жидкой фаз потока многофазной смеси вдоль трубы с функцией самоконтроля, содержащая датчик скорости, который расположен в секции трубы и который соединен со схемой для измерения действительной скорости w, по меньшей мере, одной фазы смеси в секции трубы, датчик акустической удельной проводимости, который расположен в секции трубы и который соединен со схемой для измерения акустической удельной проводимости смеси в секции трубы и для определения объемной концентрации φ газовой фазы смеси в секции трубы на основе измеренной акустической удельной проводимости смеси в секции трубы, процессор, который соединен с упомянутой схемой для определения объемных расходов газовой фазы Qг и первого и второго компонентов Q1, Q2 жидкой фазы Qж смеси с использованием значений упомянутой действительной скорости w и упомянутой объемной концентрации, при наличии упомянутой секции трубы, являющейся первой секцией трубы, она содержит вторую секцию трубы, которая расположена последовательно с первой секцией трубы, дополнительный датчик скорости, который расположен во второй секции трубы и который соединен со схемой для измерения действительной скорости w, по меньшей мере, одной фазы смеси во второй секции трубы, дополнительный датчик акустической удельной проводимости, который расположен во второй секции трубы и который соединен со схемой для измерения акустической удельной проводимости смеси во второй секции трубы и для определения объемной концентрации φ газовой фазы смеси во второй секции трубы на основе измеренной акустической удельной проводимости смеси во второй секции трубы, датчик концентрации жидкости, который расположен в одной из упомянутых секций трубы и который соединен с дополнительной схемой для определения объемной концентрации W разных компонентов жидкой фазы смеси на основе измеренной акустической удельной проводимости смеси в упомянутой одной секции трубы, и при этом упомянутый процессор соединяется с упомянутой дополнительной схемой и этот процессор выполнен с возможностью использования совокупности значений действительной скорости w и объемных концентраций, полученных для первой и второй секций трубы, для определения объемных расходов Qг, Qж, Q1, Q2, при этом первая и вторая секции трубы имеют одинаковое поперечное сечение
Сущность полезной модели состоит в том, что система измерительная интеллектуальная содержит в себе средства для метрологического самоконтроля.
В предлагаемом устройстве имеется два датчика скорости и два датчика акустической удельной проводимости, расположенном в первой и второй секциях трубы.
Устройство работает следующим образом.
Для осуществления комплектного метрологического самоконтроля необходимо выравнивание полей измеряемых величин для датчиков, входящих в систему. Главной идеей предлагаемого технического решения является выравнивание полей измеряемых величин для датчиков, поместив их в две секции трубы, соединенных последовательно и имеющих одинаковое поперечное сечение. При этом имеется возможность с большой точностью обеспечить равенство расходов в этих секциях трубы с помощью проверки на герметичность.
Кроме того достаточно легко проверить равенство поперечных сечений секций труб, измеряя их диаметры.
Возможно два варианта выполнения способа метрологического самоконтроля с помощью системы измерительной интеллектуальной для определения расходов газовой и жидкой фаз потока многофазной смеси вдоль трубы с функцией самоконтроля.
В первом варианте сравнивая показания этих датчиков обеспечиваем метрологический диагностический самоконтроль системы. Предполагается, что однотипные датчики, помещенные в секциях трубы с одинаковым поперечным сечением и имеющие одинаковый расход, имеют одинаковые показания.
Вторым вариантом проведения метрологического диагностического самоконтроля системы является расчет расходов двух жидких и газовой фаз для каждой из секций труб и их сравнения.
Также не исключается возможность проведения поэлементного метрологического самоконтроля, снабдив каждый из датчиков встроенными средствами самоконтроля.
На предприятии заявителе был изготовлена система измерительная интеллектуальная для определения расходов газовой и жидкой фаз потока многофазной смеси вдоль трубы с функцией самоконтроля и были получены положительные результаты.