ИЗМЕРЕНИЕ УРОВНЯ ЖИДКОСТЕЙ В ЕМКОСТЯХ И СКВАЖИНАХ. ВИДЫ И ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ УРОВНЕМЕРОВ.
Резервуары представляют собой весьма многочисленную группу технологических объектов, которые являются принадлежностью нефтяных промыслов, резервуарных парков, раздаточных и перевалочных баз разветвленной системы нефтеснаба.
В резервуарных парках выполняются две основные задачи - учет и хранение жидкости.
Принято измерять количество нефти и нефтепродуктов в единицах массы. Количество вещества в единицах массы в резервуарах может быть измерено двумя способами: измерением уровня нефти и нефтепродуктов и плотности с последующим вычислением общей массы и непосредственным измерением массы жидкости.
На нефтяных промыслах ряд технологических процессов связан с отстоем жидкости в емкостях открытого и закрытого (герметичного) типа. Контроль хода технологического процесса в этих емкостях предполагает необходимость измерения уровня жидкости и уровня раздела фаз.
Измерение уровня в скважинах выполняют для контроля изменения пластового давления, для исследования характера притока жидкости из пласта и измерения давления в глубинно насосных (не переливающих) скважинах.
Приборы для измерения уровня можно классифицировать по назначению и по принципу действия.
По назначению приборы делят на три большие группы: сигнализаторы, контролирующие предельные значения уровня; уровнемеры, непрерывно измеряющие значения уровня; измерители раздела двух сред.
|
|
По принципу действия приборы можно разделить на механические, пьезометрические и электрические. Принцип действия приборов в значительной степени определяется свойствами измеряемой среды, поэтому приборы в указанных группах, в свою очередь, подразделяются по устройству:
механические – поплавковые с чувствительным элементом, находящимся на поверхности измеряемой жидкости и передающим значение уровня указателю с помощью мерной ленты или троса; буйковые (поплавки с отрицательной плавучестью), имеющие в качестве чувствительного элемента буек, связанный с компенсационным устройством, реагирующим на изменение веса буйка при изменении уровня погружения его в жидкость;
пьезометрические – барботажные, представляющие собой пневматическую трубку, имеющую вход для воздуха на фиксированном положении от дна резервуара. Уровень определяется по давлению воздуха, прокачиваемого по трубке;
манометрические, определяющие уровень по давлению пьезометрического столба жидкости, воспринимаемого манометром;
электрические – кондуктометрические, основанные на изменении уровня электропроводности измеряемых сред. Применяется в основном для контроля раздела сред; емкостные, использующие различие диэлектрических свойств воздуха и измеряемой жидкости;
|
|
радиоактивные, использующие поглощение измеряемой жидкостью γ - лучей, излучаемых радиоактивным излучателей;
радиоинтерференционные, использующие изменения частоты радиоволн в зависимости от глубины погружения антенны колебательного контура в измеряемую жидкость;
ультразвуковые, измеряющие уровень по времени распространения ультразвуковых волн в измеряемой среде.
По способу передачи показаний различают уровнемеры с местным отсчетом и дистанционного действия.
Определение состава и характеристик газов.
При управлении технологическими процессами бурения и добычи газа необходимо измерять параметры, характеризующие добываемый газ, так и материалы, применяемые в ходе технологического процесса. Для этих целей применяются анализаторы свойств материалов и примесей. К свойствам материалов мы будем относить плотность и вязкость.
Плотность определяется массой m в единице объема V: ρ=m/V
Иногда пользуются понятием относительной плотности, которая для газов обычно определяется по отношению к плотности воздуха при нормальных условиях. По принципу действия плотномеры можно разделить на следующие группы: поплавковые, гидростатические, радиоактивные и ультразвуковые.
|
|
Вискозиметры предназначены для измерения коэффициентов вязкости (динамической и кинематической), которые характеризуют сопротивление газов течению.
Коэффициент динамической вязкости определяется формулой Ньютона:
где F - сила сдвига; S - площадь внутреннего сдвига; dυ/dn -градиент скорости по поперечному сечению потока; υ - скорость течения слоя; n - расстояние между параллельными движущимися плоскостями.
За единицу динамической вязкости принимают вязкость потока жидкости, в которой линейная скорость под воздействием давления сдвига 1 Па имеет градиент 1 м/с на 1 м расстояния, перпендикулярного к плоскости сдвига. Размерность этой единицы Н∙с/м2.
Кинематическая вязкость представляет собой отношение динамической вязкости к плотности жидкости. Иногда вязкость определяется условными единицами ºВУ: ºВУ=τж/τв, где τж - время истечения определенного объема исследуемой жидкости через калиброванную трубку: τв - время истечения того же объема дистиллированной воды через ту же трубку.
Приборы для измерения вязкости основаны на следующих методах: по перепаду давления при движении жидкости в капиллярных трубках, по времени падения твердого тела в жидкости, по крутящему моменту и по поглощению ультразвуковых колебаний.
|
|
При измерении вязкости следует иметь в виду, что на вязкость значительно влияет изменение температуры.
15.2. Свойства газов, влияющие на технологию их транспорта
Основными свойствами газов, влияющими на технологию их транспорта по трубопроводам, являются плотность, вязкость, сжимаемость и способность образовывать газовые гидраты.
Плотность газов зависит от давления и температуры. Так как при движении по газопроводу давление уменьшается, то плотность газа снижается и скорость его движения возрастает. Таким образом, в отличие от нефте- и нефтепродуктопроводов транспортируемая среда в газопроводах движется с ускорением.
Вязкость газов в отличие от вязкости жидкостей изменяется прямо пропорционально изменению температуры. т.е. при увеличении температуры она также возрастает и наоборот. Это свойство используют на практике: охлаждая газы после компримирования добиваются уменьшения потерь давления на преодоление сил трения в газопроводах.
Сжимаемость - это свойство газов уменьшать свой объем при увеличении давления. Благодаря свойству сжимаемости в специальных емкостях - газгольдерах высокого давления - можно хранить количество газа, в десятки раз превышающие геометрический объем емкости.
Если газ содержит пары воды, то при определенных сочетаниях давления и температуры он образует гидраты - белую оталлическую массу, похожую на лед или снег. Гидраты уменьша а порой и полностью перекрывают сечение газопровода, образуя пробку. Чтобы избежать этого газ до закачки в газопровод подвергают осушке.
Охлаждение газа при дросселирования давления называется эффектом Джоуля-Томсона. Интенсивность охлаждения характеризуется одноименным коэффициентом Дi, величина которого зависит от давления и температуры газа. Например, при давлении 5,15МПа и температуре 0°С величина Дi =3.8 град/МПа. Если дросселировать давление газа с 5,15МПа до атмосферного, его температура вследствие проявления эффекта Джоуля-Томсона понизится примерно на 20 градусов.
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 914; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!