Счетчик массового расхода скважинной жидкости

Предложение относится области измерительной техники и может быть использовано для измерений массового расхода сырой нефти и ее компонентов (нефти, пластовой воды).
Известен счетчик массового расхода и массы вязких жидкостей (патент RU №2610546, МПК G01F 3/28, опубл. 13.02.2017 в Бюл. №5), состоящий из корпуса, измерительного блока, входного и выходного коллекторов, при этом корпус представляет собой горизонтально расположенный цилиндрический сосуд, на обечайке которого перпендикулярно оси выполнены два соосных отверстия для входа/выхода вязкой жидкости посредством герметично присоединенных входного и выходного коллекторов, а на входном отверстии установлено устройство моделирования формы потока, к корпусу через фланец прикреплена крышка измерительного блока с герметизацией соединения с помощью резиновой прокладки, причем на внутреннем торце крышки выполнены три отверстия с резьбой, в которые установлены шпильки, служащие осями для крепления опоры и установки на них ударогасителей, перемещение которых ограничено шайбой и шплинтом, а на торце крышки и опоры имеются соосные отверстия с подшипниками и в них установлена ось измерительного блока, который является подвижной системой и состоит из двух призматических ковшей треугольного сечения и боковых пластин, к которым прикреплены грузы, при этом измерительный блок снабжен по меньшей мере одним постоянным магнитом, на наружном торце крышки измерительного блока выполнены отверстия для крепления по меньшей мере одного электромагнитного датчика, ручек и уровня, причем отверстие для крепления электромагнитного датчика выполнено таким образом, что его центр совпадает с траекторией движения постоянного магнита измерительного блока, при этом электромагнитный датчик связан с вычислителем, причем он содержит устройство электрического обогрева, состоящее из закрепленного на внешней поверхности корпуса электрического греющего кабеля, размещенного в теплоизоляционном кожухе с теплоизоляционной крышкой, в котором закреплена взрывозащищенная клеммная коробка для подвода питания к этому кабелю, при этом пространство между кабелем, крышкой и кожухом заполнено теплоизоляционным объемным наполнителем, постоянный магнит в измерительном блоке установлен на нижней плоскости посредине между призматическими ковшами, электромагнитный датчик содержит дополнительно помещенную во взрывобезопасный корпус плату электронного корректора, представляющего собой программируемое устройство, а выходной коллектор выполнен в виде прямолинейного участка трубы.
Недостатком данного устройства является то, что измерения проводятся при помощи изменения магнитной индукции, которая очень зависима от перекачиваемой среды, а при отложении на магнитах диэлектрического осадка (битум, асфальто-смоловые отложения, парафин или т.п.) работоспособность счетчика практически полностью нивелируется.
Наиболее близким является счетчик количества жидкости - сырой нефти (патент на ПМ RU №154443, МПК G01F 3/28, опубл. 27.08.2015 в Бюл. №24), состоящий из корпуса, блока измерительного, входного и выходного коллекторов, узла сепарации, причем корпус представляет собой горизонтально расположенный цилиндрический сосуд, на обечайке которого перпендикулярно оси выполнены два соосных отверстия для входа/выхода нефтегазоводной смеси посредством герметично присоединенных входного и выходного коллекторов, причем на входном отверстии установлено регулируемое входное устройство, а к корпусу через фланец крепится крышка блока измерительного, а для придания герметичности соединения используется прокладка из резины, причем на внутреннем торце крышки выполнены три отверстия с резьбой, в которые устанавливаются шпильки, служащие для крепления опоры, кроме того, на данных осях установлены ударогасители, перемещение которых ограничивается шайбой и шплинтом, а на торце крышки и опоры имеются соосные отверстия с подшипниками и в них установлена ось блока измерительного, причем блок измерительный является подвижной системой и состоит из двух призматических ковшей треугольного сечения и боковых пластин, к которым крепится груз, а на одной из пластин установлены два постоянных магнита, причем на наружном торце крышки блока измерительного выполнены отверстия для крепления электромагнитных датчиков, датчика плотности, ручек и уровня, причем отверстия для крепления электромагнитных датчиков выполнены таким образом, что их центр совпадает с траекторией движения постоянных магнитов камеры измерительной, причем узел сепарации содержит два эжектора, закрепленных на входном и выходном коллекторах; нефтегазоводный коллектор, газовый коллектор, соединяющие между собой эжекторы и корпус счетчика количества жидкости - сырой нефти; гаситель и воронку, установленные в корпусе, а гаситель представляет собой перфорированный лист.
Недостатком данного устройства является то, что измерения проводятся при помощи изменения магнитной индукции, которая очень зависима от перекачиваемой среды, а при отложении на магнитах диэлектрических отложений (битум, асфальто-смоловые отложения, парафин или т.п.) работоспособность счетчика практически полностью нивелируется.
Технической задачей предполагаемой полезной модели является создание конструкции счетчик массового расхода скважинной жидкости, позволяющей сохранять работоспособность независимо от свойств отложений в течение всего срока работоспособности счетчика.
Техническая задача решается счетчиком массового расхода скважинной жидкости, включающим цилиндрический горизонтальный герметичный корпус с наружной теплоизоляцией, измерительный блок, датчик, присоединенный к корпусу и связанный с вычислителем, верхний входной и нижний выходной коллекторы, герметично присоединенные к корпусу, на выходном отверстии верхнего коллектора установлено устройство моделирования формы потока, в корпусе продольно установлены два ударогасителя и ось измерительного блока, состоящего из двух призматических ковшей треугольного сечения, выполненных с возможностью поворота на оси при наполнении жидкостью до взаимодействия с соответствующими ударогасителями.
Новым является то, что ударогасители покрыты материалом, выдающим звуковые волны при взаимодействии с соответствующими ковшами, наружная теплоизоляция дополнительно оснащена и шумоизоляцией, внутри которой установлен датчик, изготовленный как звукоприемник, который настроен на прием звуковых волн от ударогасителей для передачи на вычислитель.
На фиг. 1 изображена схема счетчика (вид сбоку) с частичным продольным разрезом.
На фиг. 2 разрез А-А фиг. 1.
Счетчик массового расхода скважинной жидкости включает цилиндрический горизонтальный герметичный корпус 1 (фиг. 1 и 2) с наружной теплоизоляцией 2, измерительный блок 3 (фиг. 2), датчик 4 (фиг. 1), присоединенный к корпусу 1 и связанный с вычислителем 5 (показан условно), верхний входной 6 (фиг. 1 и 2) и нижний выходной 7 коллекторы, герметично присоединенные к корпусу 1, на выходном отверстии верхнего коллектора 6 (фиг. 2) установлено устройство моделирования формы потока 8. В корпусе 1 продольно установлены два ударогасителя 9 и 10 и ось 11 измерительного блока 3, состоящего из двух призматических ковшей 12 и 13 треугольного сечения, выполненных с возможностью поворота на оси 11 при наполнении жидкостью из входного коллектора 6 до взаимодействия с соответствующими ударогасителями 9 или 10. Ударогасители 9 и 10 покрыты материалом 14, выдающим звуковые волны при взаимодействии с соответствующими ковшами 12 или 13. Наружная теплоизоляция 2 (фиг. 1 и 2) дополнительно оснащена и шумоизоляцией 15, внутри которой установлен датчик 4 (фиг. 1), изготовленный как звукоприемник, который настроен на прием звуковых волн от ударогасителей 12 (фиг. 2) или 13 для передачи на вычислитель 5 (фиг. 1).
Конструктивные элементы, уплотнения и технологические соединения, не влияющие на работоспособность счетчика, на фиг. 1 и 2 не показаны.
Счетчик работает следующим образом.
Скважинная жидкость через входной коллектор 6 (фиг. 2) подается в корпус 1, где устройством моделирования формы потока 8 направляется последовательно в ковши 12 и 13 измерительного блока 3, которые после наполнения поворачиваются вокруг оси 11 до взаимодействия ковшей 12 и 13 с соответствующими ударогасителями 9 и 10. Во время контакта ударогасителя 9 или 10 с ковшом 12 или 13 материал 14, покрывающий ударогасители 9 и 10, издает резкий звук, который фиксируется датчиком 4 (фиг. 2), откуда преобразованный сигнал передается по кабелю 16 на вычислитель 5 для регистрации, суммирования и преобразования в данные о массе жидкости, протекающей через корпус 1 (фиг. 1). Для исключения внешнего звукового воздействия корпус 1 дополнительно покрыт шумоизоляцией 15. Чтобы исключить резкие температурные изменения в корпусе 1, влияющие на точность измерения, корпус 1 также покрыт термоизоляцией 2. Жидкость, сливающаяся из ковшей 12 и 13, из нижней части корпуса 1 отводится выходным коллектором 7 в отводящий трубопровод (не показан). При налипании отложений на материал 14 ударогасителей 9 и 10 из скважинной жидкости, они легко разбиваются частыми ударами соответствующих ковшей 12 и 13, обеспечивая тем самым извлечение звука из материала 14 и постоянную работоспособность датчика 4 (фиг. 1) с вычислителем 5 весь период работы счетчика до его технологического осмотра и/или ремонта.
Предлагаемый счетчик массового расхода скважинной жидкости позволяет сохранять работоспособность независимо от свойств отложений в течение всего срока работоспособности счетчика за счет регистрации звуковых волн ударов ковшей о соответствующие ударогасители.