ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СХЕМА ПОВЕРОЧНОГО СТЕНДА
HYDRAULIC CIRCUIT OF CALIBRATION BENCH

Изобретение относится к машиностроению, в частности, к экспериментальной гидравлике, и может быть использовано в стендах для гидравлических исследований методов оценок измерения массового расхода при различных температурах, давлениях, плотностях смеси, включающей, по крайней мере, четыре компонента - нефть, вода, газ, взвешенные частицы.
Известна гидравлическая схема поверочного стенда, содержащая гидронасос, подключенный к приемному резервуару, участок с поверяемым расходомером, запорные и регулирующие устройства и мерный бак. SU 1345060 А1, 15.10.1987.
Недостатком известной гидравлической схемы поверочного стенда является невозможность проведения испытаний расходомеров на жидкостях, имеющих различный состав компонентов, и получения достоверных результатов.
Известна гидравлическая схема поверочного стенда, содержащая замкнутый контур циркуляции жидкости, включающий емкость для жидкости и центробежный насос, сообщенный своим входом через всасывающий коллектор с емкостью, и подключенный гидролинией через вентиль к напорному баку проверяемый расходомер. SU 1170283 А, 30.07.1985.
Недостатком известной гидравлической схемы поверочного стенда является невозможность образования жидкостей, имеющих различный состав компонентов, имитирующих скважинную жидкость, для проведения испытаний расходомеров и получения достоверных результатов, а также невозможность разделения указанной жидкости на составляющие компоненты после проведения испытаний.
Задачей изобретения является экономия ресурсов, защита окружающей среды, обеспечение возможности получения достоверных результатов на жидкостях, имеющих различный состав компонентов.
Поставленная задача решается и технический результат достигается тем, что гидравлическая схема поверочного стенда содержит замкнутый контур создания и циркуляции жидкости имитатор скважинной жидкости, включающий емкость жидкости имитатор скважинной жидкости, установленную на весах, и центробежный насос, сообщенный с последней своим выходом и входом соответственно через трубопровод и всасывающий коллектор, подключенный, в свою очередь, к соответствующим емкостям хранения компонентов жидкости имитатор скважинной жидкости через гидравлические линии, в каждой из которых установлены по ходу потока соответственно регулируемый дроссель, расходомер и обратный клапан, поверочный контур, включающий гидронасос, подключенный своим входом через вентиль к емкости жидкости имитатор скважинной жидкости, а выходом - ко входу поверяемого расходомера, выход которого сообщен гидролинией, с установленным в ней дополнительным регулируемым дросселем, баком-отстойником, размещенным на дополнительных весах, и контур разделения жидкости имитатор скважинной жидкости, включающий многофазный сепаратор, подключенный своим входом через вентиль к баку-отстойнику, а выходами через обратные клапана - к соответствующим емкостям хранения компонентов жидкости имитатор скважинной жидкости.
Наилучший технический результат достигается, если жидкость имитатор скважинной жидкости включает, по меньшей мере, четыре компонента - нефть, вода, газ, взвешенные частицы.
При этом жидкость имитатор скважинной жидкости может иметь следующий состав компонентов: нефть 50-60%, вода 20-30%, газ 18,5%, взвешенные частицы 1,5%.
На чертеже показана гидравлическая схема поверочного стенда.
Гидравлическая схема поверочного стенда содержит замкнутый контур создания и циркуляции жидкости имитатор скважинной жидкости, включающий емкость 1 жидкости имитатор скважинной жидкости, установленную на весах 2, и центробежный насос 3, сообщенный с последней своим выходом и входом соответственно через трубопровод 4 и всасывающий коллектор 5, подключенный, в свою очередь, к соответствующим емкостям 6 хранения компонентов жидкости имитатор скважинной жидкости через гидравлические линии, в каждой из которых установлены по ходу потока соответственно регулируемый дроссель 7, расходомер 8 и обратный клапан 9, поверочный контур, включающий гидронасос 10, подключенный своим входом через вентиль 11 к емкости 1 жидкости имитатор скважинной жидкости, а выходом - ко входу поверяемого расходомера 12, выход которого сообщен гидролинией, с установленным в ней дополнительным регулируемым дросселем 13, баком-отстойником 14, размещенным на дополнительных весах 15, и контур разделения жидкости имитатор скважинной жидкости, включающий многофазный сепаратор 16, подключенный своим входом через вентиль 17 к баку-отстойнику 14, а выходами через обратные клапана 18 - к соответствующим емкостям 6 хранения компонентов жидкости имитатор скважинной жидкости. При этом гидронасос 10 может приводиться в действие электродвигателем 19, центробежный насос 3 также может приводиться в действие электродвигателем (на чертеже не показан) или другими двигателями. Емкостей 6 для хранения компонентов жидкости имитатор скважинной жидкости может быть любое количество более четырех, например от 5 до 10. Для контроля заданного давления жидкости имитатор скважинной жидкости в поверочном контуре используются манометры 20, а температуры - термометр 21.
Работа гидравлической схемы поверочного стенда происходит в несколько этапов следующим образом.
Сначала каждая из емкостей 6 хранения компонентов жидкости имитатор скважинной жидкости заполняется через заливное устройство (на чертеже не показано) соответствующим компонентом, например нефть, вода, газ, взвешенные частицы. Затем открываются регулируемые дроссели 7 и через расходомеры 8 отмеряется необходимое количество каждого компонента, например, смесь жидкости имитатор скважинной жидкости может иметь следующий состав компонентов: нефть 50%, вода 30%, газ 18,5%, взвешенные частицы 1,5% или нефть 60%, вода 20%, газ 18,5%, взвешенные частицы 1,5% либо какой-то другой в этом диапазоне. Включается центробежный насос 3 и создается разрежение во всасывающем коллекторе 5, куда через обратные клапана 9 поступает каждый компонент жидкости имитатор скважинной жидкости, пройдя через центробежный насос 3, компоненты жидкости имитатор скважинной жидкости частично перемешиваются и по трубопроводу 4 поступают в емкость 1 жидкости имитатор скважинной жидкости. После поступления строго отмеренного количества каждого компонента регулируемые дроссели 7 перекрываются, и жидкость имитатор скважинной жидкости многократно перемешивается центробежным насосом 3, до тех пор, пока эта жидкость имитатор скважинной жидкости по составу и свойствам будет приблизительно напоминать жидкость, добываемую из нефтяной скважины. Вентили 11 и 17 в это время были закрыты.
На следующем этапе центробежный насос 3 отключается, и открывается вентиль 11, и включается электродвигатель 19 привода гидронасоса 10, который позволяет имитировать различные рабочие давления скважины, расходы, среднетемпературные режимы и др. Подготовленная смесь проходит через поверяемый расходомер 12 по поверочному контуру для проведения исследований различных методов замера параметров, методов оценок измерения массового расхода при разных температурах - t°C, давлениях - Р и плотности - ρ смеси. Для этого к поверочному контуру подключена соответствующая регулирующая (на чертеже не показана) и контролирующая аппаратура - манометры 20, термометр 21 и др. После проведения комплекса исследований и испытаний расходомера 12 жидкости имитатор скважинной жидкости, пройдя регулируемый дроссель 13, поступает в бак-отстойник 14. Вентиль 17 при этом остается закрытым.
На следующем этапе работы вентиль 17 открывается, и смесь после проведения испытаний из бака-отстойника 14 разделяется на исходные фракции в многофазном сепараторе 16 и поступает в исходные емкости 6 хранения компонентов жидкости имитатор скважинной жидкости, не загрязняя при этом окружающую среду и экономя материальные ресурсы - возобновляемые компоненты жидкости имитатор скважинной жидкости.