СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПРИСАДОК ДЛЯ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ЖИДКОСТЕЙ

Полезная модель относится к устройствам для исследования свойств текучей среды, в частности к устройствам для изучения гидродинамических потерь.
Известен стенд для исследования влияния физического и химического воздействий на свойства жидкостей или газов, содержащий основной и сливной баки, насос, датчики расхода и давления (патент RU 131165 U1 Стенд для оценки эффективности физико-химического воздействия на поток воды, нефти, газа и газоконденсата, опубл.10.08.2013).
Известен гидродинамический стенд, содержащий расходную емкость, винтовой насос, измерительный узел и расходомер (патент RU 151950 U1 гидродинамический стенд для испытания противотурбулентных присадок для нефти и нефтепродуктов, опубл. 20.04.2015).
Недостатком известных аналогов является то, что циркуляция жидкости по трубопроводу осуществляется с помощью насосов, причем исследуемая жидкость многократно проходит через насос. Это делает неэффективным применение этих стендов при исследовании жидкостей с присадками на основе высокомолекулярных полимеров, так как, проходя через насос, присадки испытывают механическое воздействие. В результате высокомолекулярные полимеры подвергаются деструкции, что делает невозможным достоверно оценить степень влияния присадок на величину потерь энергии жидкости при её движении.
В качестве ближайшего аналога выбрана установка для оценки эффективности агентов снижения гидравлического сопротивления, включающая две емкости для углеводородной жидкости, снабженные термостатами, трубопровод, на котором образован измерительный участок, соединяющий две емкости, датчик дифференциального давления, датчик температуры и расходомер, установленные на измерительном участке, при этом внутри емкостей установлен поршень, выполненный с возможностью вытеснения углеводородной жидкости с заданной скоростью, обеспечивающей турбулентный режим течения углеводородной жидкости по измерительному участку (патент на изобретение RU 2629884 C1  Установка для оценки эффективности агентов снижения гидравлического сопротивления, опубл. 04.09.2017).
Недостатком ближайшего аналога является сложность конструкции установки, связанная с наличием сложных гидродинамических устройств (поршней) в емкостях для исследуемых углеводородных жидкостей, а также в отсутствии возвратного трубопровода между емкостями, что обуславливает низкую надежность работы установки и невысокую точность измерений.
Технической проблемой, решение которой обеспечивается заявляемой полезной моделью, является создание простой конструкции стенда, позволяющего с большой точностью определять степень влияния присадок на основе высокомолекулярных полимеров на величину потерь давления при движении жидкости.
Технический результат, получаемый при использовании заявляемой полезной модели, заключается в повышении точности определения степени влияния присадок для углеводородных жидкостей на основе высокомолекулярных полимеров на величину потерь давления при движении жидкости.
Технический результат достигается тем, что в стенде для испытания присадок для углеводородных жидкостей, содержащем, по меньшей мере, две емкости для углеводородных жидкостей, соединенные первым трубопроводом, снабженным, по меньшей мере, одним расходомером, при этом первый трубопровод содержит участок для измерения, снабженный, по меньшей мере, одним датчиком давления и одним датчиком температуры, согласно полезной модели стенд снабжен соединенным с емкостями для углеводородных жидкостей источником сжатого воздуха и соединяющим емкости для углеводородных жидкостей вторым трубопроводом, причем емкости для углеводородных жидкостей выполнены герметичными.
При этом согласно полезной модели емкости для углеводородных жидкостей могут быть снабжены запорными клапанами подачи сжатого воздуха.
При этом согласно полезной модели емкости для углеводородных жидкостей могут быть снабжены клапанами сообщения с атмосферой.
При этом согласно полезной модели емкости для углеводородных жидкостей могут быть снабжены входными и выходными запорными клапанами.
Использование источника сжатого воздуха, второго (возвратного) трубопровода и выполнение емкостей для углеводородных жидкостей герметичными позволяет применить сжатый воздух для создания потока жидкости (воздух не попадает в систему), что делает возможным производить высокоточный сравнительный анализ величины гидравлических потерь различных жидкостей с присадками на основе высокомолекулярных полимеров.
Заявленная полезная модель поясняется схемой (фиг. 1), на которой изображен стенд для испытания присадок для углеводородных жидкостей, пример выполнения которого не является единственно возможным, но наглядно демонстрируют возможность достижения заявленного технического результата. При этом приведенные примеры выполнения стенда не ограничивают возможностей осуществления полезной модели, не выходящих за рамки формулы полезной модели, и не являются исчерпывающими.
Согласно полезной модели стенд для испытания присадок содержит емкость 1 для углеводородных жидкостей с герметичной крышкой 2 и емкость 3 для углеводородных жидкостей с герметичной крышкой 4. На крышках емкостей 1 и 3 могут быть расположены соответственно запорные клапаны 5 и 6 подачи сжатого воздуха, запорные клапаны 7 и 8 сообщения с атмосферой, входные запорные клапаны 9 и 10. На дне емкостей 1 и 3 установлены выходные запорные клапаны 11 и 12 соответственно (фиг. 1). Герметичность крышек 2 и 4 означает, что если все запорные клапаны закрыты, то полость емкости не имеет связи с атмосферой. Запорные клапаны подачи сжатого воздуха 5 и 6 связаны с выходом регулятора давления 13, вход которого связан с источником сжатого воздуха 22 (например компрессором). Давление на выходе регулятора давления 13 контролируется манометром 14. Выходной запорный клапан 11 емкости 1 связан с входным запорным клапаном 10 емкости 3 первым трубопроводом 15, на котором установлены расходомер 16. Первый трубопровод 15 содержит участок 23 для измерения, который снабжен датчиком 17 давления и датчиком 19 температуры, установленными в начале участка 23, и датчиком 18 давления и датчиком 20 температуры 20, установленными в конце участка 23. Выходной запорный клапан 12 емкости 3 и входной запорный клапан 9 емкости 1 связаны вторым (обратным) трубопроводом 21 (фиг. 1).
Стенд работает следующим образом.
В исходном состоянии исследуемая углеводородная жидкость находится в емкости 1. Запорные клапаны 6, 7, 9, 11, 12 закрыты, а запорные клапаны 5, 8, 10 открыты. Регулятором давления 13 устанавливается требуемое давление сжатого воздуха. Величина этого давления, которое контролируется манометром 14, определяет расход жидкости через трубопровод 15 при испытаниях.
После открытия запорного клапана 11 исследуемая жидкость начинает поступать по трубопроводу 15 из емкости 1 в емкость 3.  Жидкость проходит по участку 23 для измерения, на входе которого датчиком 17 давления  фиксируется величина давления, а датчиком 19 температуры – значение температуры. На выходе измерительного участка датчиком 18 давления также фиксируется величина давления, а датчиком 20 температуры – значение температуры. Значение величины расхода жидкости в процессе испытания фиксируется расходомером 16.
Когда вся жидкость из емкости 1 поступит в емкость 3, запорные клапаны 5, 8, 10, 11 закрываются, а запорные клапаны 6, 7, 10 открываются. Далее открывается запорный клапан 12, и жидкость из емкости 3 по трубопроводу 21 возвращается в емкость 1. После этого запорные клапаны устанавливаются в исходное положение. Стенд готов к следующему измерительному циклу.
Таким образом, на стенде можно получить значения перепада давления на измерительном участке при различных скоростях течения исследуемой жидкости (путем изменения уровня давления на выходе регулятора давления 13). Изменяя свойства жидкости, например, путем добавки в жидкость присадок, можно установить степень влияния этих присадок на изменение величины гидравлических потерь.
Особенно эффективным применение стенда будет в случае исследования степени влияния присадок на основе высокомолекулярных полимеров, добавленных в различных концентрациях в разные виды нефти. Это обусловлено тем, что присадки не подвергаются механическому воздействию и не разрушаются в процессе испытаний.
Процесс исследований на стенде для испытания присадок для нефти и нефтепродуктов может быть легко автоматизирован при использовании управляемых запорных клапанов и датчиков уровня.