УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ, СОДЕРЖАНИЯ СВОБОДНЫХ И РАСТВОРЕННЫХ ГАЗОВ В НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТАХ

Полезная модель относится к устройствам для определения давления насыщенных паров нефти и нефтепродуктов, содержания в них свободных и растворенных газов и может быть использована в нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности.
Известно устройство для определения давления насыщенных паров, включающее в себя топливную камеру (с одним или двумя отверстиями), воздушную камеру, переходники с краном для соединения топливной и воздушной камер, кран диаметром 6 мм (если используется топливная камера с двумя отверстиями), манометр. (ГОСТ 1756-2000. Нефтепродукты. Методы определения давления насыщенных паров.)
Недостатком известного устройства является то, что конструкцией устройства не предусмотрен герметичный отбор проб. Вследствие этого происходит преждевременная дегазация пробы и определенное при помощи этого устройства давление насыщенных паров отличается от истинного. Кроме того, недостатком этого устройства является то, что оно не позволяет анализировать пробы, находящиеся под избыточным давлением, определять содержание свободных и растворенных газов.
Известен автоматический измеритель содержания свободного газа в нефти, включающий в себя пробоотборный блок и прессовый узел. Пробоотборный блок состоит из пробоотборной камеры, клапанного и манометрического узлов. Прессовый узел включает в себя плунжер, линейную
шкалу, визир, лимб и корпус.(Патент RU №2072101, кл. G01N 33/22, 1997, Автоматический измеритель содержания свободного газа в нефти.)
Недостатком этого устройства является то, что конструкция не позволяет определять содержание растворенных газов и давление насыщенных паров нефти.
Наиболее близким к полезной модели по достигаемому результату является устройство для определения давления насыщенных паров нефти и нефтепродуктов. Устройство включает в себя раздельные пробоотборную и измерительную камеры, снабженные мембранами, пробоотборными, сливными и турбулизирующими клапанами. Измерительная камера снабжена датчиком давления, мембраны снабжены приводом. Устройство может быть использовано для определения давления насыщенных паров нефти и нефтепродуктов, содержания в них растворенных газов. (Патент RU №2244276, кл. G01L 11/00, 2005, Устройство для определения давления насыщенных паров нефти и нефтепродуктов.)
Известное устройство обладает следующими недостатками:
а) сложность конструкции;
б) невозможность определения содержания в нефти и нефтепродуктах свободных газов;
в) необходимость стационарного монтажа устройства на трубопроводе при помощи двух патрубков, причем для корректной работы устройства необходимо наличие перепада давления между этими патрубками.
Вышеуказанные недостатки не позволяют использовать данное устройство в качестве переносного устройства для оперативного определения давления насыщенных паров нефти и нефтепродуктов, содержания в них свободных и растворенных газов.
Целью полезной модели является упрощение конструкции, создание переносной и не требующей монтажа конструкции, позволяющей определять как давление насыщенных паров нефти и нефтепродуктов, так и содержание в них свободных и растворенных газов.
Указанная цель достигается тем, что предлагаемое устройство для определения давления насыщенных паров, содержания свободных и растворенных газов в нефти и нефтепродуктах, включает в себя цилиндрический корпус, поршень, датчик давления, пробоотборный штуцер с вентилем, сливной штуцер с вентилем и топливно-воздушную камеру, при этом соотношение объемов топливной и воздушной частей камеры регулируется положением поршня, причем под топливной частью камеры понимается фиксированный объем, заключенный поршнем на момент отбора пробы, а под воздушной частью камеры понимается переменный объем, образующийся перемещением поршня относительно цилиндрического корпуса, при этом поршень приводится в движение относительно цилиндрического корпуса при помощи резьбового штока, а положение поршня регистрируется при помощи шкалы.
Предлагаемое устройство отличается мобильностью, может быть подсоединено к действующему технологическому оборудованию, трубопроводам через существующие пробоотборные штуцеры, не требует специальных монтажных работ и при этом не нарушает технологический режим.
Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами, где
- на фигуре 1 схематически изображено вертикальное сечение устройства для определения давления насыщенных паров, содержания свободных и растворенных газов в нефти и нефтепродуктах.
- на фигуре 2 изображено сечение А-А на фигуре 1.
Устройство для определения давления насыщенных паров, содержания свободных и растворенных газов в нефти и нефтепродуктах включает в себя цилиндрический корпус 3, пробоотборный штуцер с вентилем 1, сливной штуцер с вентилем 2, поршень 4, служащий для регулирования соотношения объемов топливной и воздушной частей топливно-воздушной камеры 8, датчик давления 5, резьбовой шток 6, шкалу 7.
Устройство для определения давления насыщенных паров, содержания свободных и растворенных газов в нефти и нефтепродуктах работает следующим образом:
Устройство подсоединяется к пробоотборнику на технологическом оборудовании или трубопроводе при помощи пробоотборного штуцера с вентилем 1. Испытуемая проба под давлением 1-10 атм поступает в топливно-воздушную камеру 8 через пробоотборный штуцер с вентилем 1, при этом газы, находящиеся в топливно-воздушной камере 8, стравливаются через сливной штуцер с вентилем 2. Во время отбора проб штуцер с вентилем 1 располагается внизу, а сливной штуцер с вентилем 2 - наверху. После заполнения топливно-воздушной камеры 8 дают протечь некоторому количеству пробы (не менее одного объема топливно-воздушной камеры 8) и закрывают последовательно вентиль 2 и вентиль 1, причем вентиль 1 закрывают после выравнивания давления в топливно-воздушной камере 8 и в технологическом оборудовании или в трубопроводе, выждав для этого непродолжительное время после закрытия вентиля 2. При этом обеспечивается герметичный отбор пробы из технологического оборудования или трубопровода. Далее при помощи резьбового штока 6 приводят в движение поршень 4. Положение поршня 4 регистрируется при помощи шкалы 7, давление в топливно-воздушной камере 8 измеряется при помощи датчика давления 5. Необходимое положение поршня 4 определяется режимом эксплуатации устройства.
Устройство может работать в следующих режимах:
1. Определение давления насыщенных паров нефти и нефтепродуктов. В этом режиме поршень 4 отводится в такое положение, чтобы объем образовавшейся воздушной части камеры был в 3.95-4.05 раз больше объема камеры при отборе пробы. При этом обеспечивается соотношение объема воздушной части к объему топливной части камеры, регламентированное ГОСТ 1756-2000. При достижении постоянства показаний датчика давления 5, последнее показание принимают за давление насыщенных паров
испытуемой пробы при данной температуре. В зависимости от поставленной задачи устройство может быть помещено в термостат с заданной температурой.
2. Определение содержания растворенных газов. В этом режиме поршень 4 отводится в такое положение, чтобы показания датчика давления 5 оставались постоянными и равнялись 0 атм. изб. При этом объем образовавшейся воздушной части камеры, определяемый как разность объема топливно-воздушной камеры 8 за вычетом объема топливной части камеры, является объемом растворенных газов в испытуемой пробе. Отношение объема растворенных газов к объему топливной части камеры является содержанием растворенных газов. Определение содержания растворенных газов может быть выполнено при заданной температуре, для чего устройство термостатируется аналогично п.1.
3. Определение содержания свободных газов. Этот режим является продолжением режима определения содержания растворенных газов. Устройство располагают таким образом, чтобы закрытый вентиль 1 оказался внизу, а вентиль 2 - в верхней точке напротив вентиля 1. Вентиль 2 открывают, поршень 4 медленно перемещают в сторону сжатия, при этом через открытый сливной штуцер с вентилем 2 газы выдавливаются из топливно-воздушной камеры 8. При полном выдавливании газа (о чем судят по образованию мениска жидкости на выходе из вентиля 2) закрывают вентиль 2 и регистрируют положение поршня 4. Разница между объемом топливной части камеры и конечным объемом пробы в топливно-воздушной камере 8 является объемом свободных газов. Содержание свободных газов в пробе определяется как отношение объема свободных газов к объему топливной части камеры.
Использование устройства для определения давления насыщенных паров, содержания свободных и растворенных газов в нефти и нефтепродуктах
позволяет оперативно и легко оценивать качество нефти и нефтепродуктов по критерию «давление насыщенных паров» при различных давлениях и температурах эксплуатируемого технологического оборудования и трубопроводов, определять эффективность работы технологического (сепарационного) оборудования через определение содержания свободных и растворенных газов.
Предлагаемое устройство отличается простотой конструкции, что обеспечивает дешевизну ее изготовления и эксплуатации, не требует высококвалифицированных специалистов при использовании. Достоинством данного устройства также является то, что оно, в отличие от других известных устройств, позволяет для одной пробы определить давление насыщенных паров, содержание свободных и растворенных газов, что делает его универсальным, позволяет использовать в качестве базового устройства для экспресс-методик определения указанных параметров. При использовании устройство не требует специальных монтажных работ, не нарушает технологический режим эксплуатации оборудования и трубопроводов, отличается высокой мобильностью и может быть подсоединено к труднодоступным местам и участкам технологического оборудования и трубопроводов.