Расходомер

Предложенное техническое решение относится к области измерительной техники, а именно к средствам измерения расхода скважинных потоков.
В качестве ближайшего аналога технического решения выбран счетчик количества жидкости (СКЖ) сырой нефти (расходомер), то есть смеси нефти, жидкости (воды) и газа, предложенный в патенте на полезную модель RU 154443. В измерительной камере данного СКЖ расположен гаситель напора в виде перфорированной пластины и преобразователь, состоящий из двух опрокидывающихся ковшей с постоянными магнитами. Измерительный преобразователь оснащен датчиками магнитного поля, размещенными на корпусе измерительной камеры. Использование данного СКЖ характеризуется недостаточной точностью определения расхода из-за влияния скорости потока на погрешность измерения, а также потерей работоспособности. Напор потока, величина которого определяется скоростью движения и плотностью жидкости, действует совместно с силой тяжести порции накапливаемой жидкости. Потеря работоспособности обусловлена утратой точности измерения, происходящей из-за невозможности полного слива накопленной ковшами порции жидкости в уже заполненную жидкостью измерительную камеру, то есть лоток в позиции слива «плавает». В свою очередь, предлагаемое техническое решение позволит преодолеть данную техническую проблему и предложить расходомер - СКЖ, характеризующийся точностью измерений.
Предложенный расходомер - СКЖ содержит датчики магнитного поля и измерительную камеру. В измерительной камере расположены гаситель напора, состоящий из верхней приемной и нижней выходной емкостей, и преобразователь с двумя опрокидывающимися ковшами с постоянными магнитами. В предложенном техническом решении гаситель напора включает верхнюю переливную емкость в форме треугольной призмы с щелевой конструкцией в ее нижней грани и нижнюю выходную емкость в форме треугольной призмы, большей по габаритам верхней переливной емкости, с щелевой конструкцией в ее нижней грани. Измерительная камера ориентирована вертикально со свободным пространством под преобразователем.
Предложенное техническое решение поясняется чертежами:
фиг. 1 - компоновка измерительной камеры;
фиг. 2 - компоновка преобразователя внутри измерительной камеры;
фиг. 3 - верхняя переливная емкость гасителя напора;
фиг. 4 - нижняя выходная емкость гасителя напора.
1
2
1
2
Расходомер - СКЖ монтируется на трубопроводе, например, на горизонтальном скважинном трубопроводе и состоит из измерительной камеры 1 и датчиков магнитного поля (на схеме не показаны). Измерительная камера 1 состоит из корпуса 1', гасителя напора 2, преобразователя 3 и выполнена цилиндрической, ориентированной (скомпонованной) вертикально, так что под преобразователем 3 образовано свободное пространство, которое заполнено газовой фазой. Гаситель напора 2, состоящий из верхней 2 и нижней 2 емкостей, расположен в верхней части измерительной камеры 1 куда осуществляется подвод потока жидкости и выполненные в виде меньшей и большей по размеру треугольных призм соответственно. Преобразователь 3, компоновка которого соответствует треугольной призме, основания которой закреплены на оси внутри измерительной камеры 1, расположен ниже гасителя напора 2 и включает два опрокидывающихся ковша 4, 4 с постоянными магнитами, попеременно заполняемых жидкостью. Гаситель напора 2 и преобразователь 3 закреплены в корпусе 1' измерительной камеры на кронштейне 6. Ковши снабжены грузовыми уравновешивателями 5. Датчики магнитного поля, как правило, датчики Холла, размещены в корпусе измерительной камеры 1, например, установлены через герметичный ввод на боковой поверхности 1'' корпуса расходомера напротив зоны магнита ковша измерительного преобразователя в позиции накопления.
1
1
2
2
1
2
Время заполнения ковшей преобразователя нормированной массой определяет массовый расход протекающей жидкости. Регистрация каждой порции скважинного потока позволяет производить расчет дебитных характеристик скважины по сырой нефти. Поток жидкости поступает в верхнюю часть (верхний фланец) измерительной камеры 1. Первоначально происходит заполнение объема верхней емкости 2 гасителя напора. Затем, переливом через верхние края по всему периметру верхней емкости 2 поток поступает с уменьшенным напором во вторую емкость 2 гасителя напора. Из второй емкости 2 гасителя поток через нижнее щелевое отверстие подается с еще более уменьшенным напором в один из ковшей 4 измерительного преобразователя 3. Гаситель напора 2, состоящий из двух призматических емкостей 2, 2, различных по принципу опорожнения, устраняет влияние скорости потока на точность измерения количества прошедшей жидкости (напор входящего потока действует, как добавочная сила к силе тяжести накапливаемой в лотке массы жидкости). Нормированная порция жидкости накапливается в ковше 4 измерительного преобразователя 3. После поворота ковша 4 с накопленной порцией в позицию слива, на позицию накопления устанавливается другой ковш 4, а накопленная порция жидкости сливается в измерительную камеру 1. При сливе порция под действующей силой тяжести на свободной от жидкости высоте приобретает необходимую для устойчивой работы скорость и поступает в отводящий трубопровод. Увеличенная скорость отходящего потока жидкости, которая обеспечивается при свободном падении при сливе порции из ковша, позволит уменьшить погрешность измерения от текучести.