RU2008617C1 - Method for measuring of each-constituent rate of gas- fluid flow having three constituents and running over pipeline, and device for implementation of this method - Google Patents
Method for measuring of each-constituent rate of gas- fluid flow having three constituents and running over pipeline, and device for implementation of this method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2008617C1 RU2008617C1 SU4947883A RU2008617C1 RU 2008617 C1 RU2008617 C1 RU 2008617C1 SU 4947883 A SU4947883 A SU 4947883A RU 2008617 C1 RU2008617 C1 RU 2008617C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flow
- moment
- input
- measuring
- transmitting element
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000000470 constituent Substances 0.000 title abstract description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title abstract 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 15
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 15
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 10
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 10
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 4
- 230000002411 adverse Effects 0.000 claims description 3
- 238000012883 sequential measurement Methods 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000010354 integration Effects 0.000 abstract 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 abstract 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 1
- 239000003348 petrochemical agent Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 101150036301 spop gene Proteins 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения расхода трехкомпонентного потока, в частности к нефтедобывающей отрасли при контроле дебита нефтяных скважин. The invention relates to measuring technique and can be used to measure the flow rate of a three-component flow, in particular to the oil industry in controlling the flow rate of oil wells.
Известен способ измерения покомпонентного расхода трехкомпонентного газожидкостного потока, включающий измерение его диэлектрической проницаемости с помощью емкостного датчика и плотности с помощью γ -плотномера [1] . A known method of measuring the component flow rate of a three-component gas-liquid flow, including measuring its dielectric constant using a capacitive sensor and density using a γ-density meter [1].
Недостатком этого способа является большая погрешность измерения расхода, обусловленная скольжением фаз потока. The disadvantage of this method is the large error in the measurement of flow due to the slip of the phases of the stream.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению являются способ измерения покомпонентного расхода трехкомпонентного газожидкосного потока, проходящего по трубопроводу, включающий предварительную подготовку потока, последовательное измерение его плотности, соотношения фаз и расхода и обработку результатов измерения, и устройство, содержащее узел подготовки потока, устанавливаемые последовательно ему радиоволновый датчик состава жидкой фазы, расходомер и плотномер, и вычислительный блок [2] . Closest to the proposed technical solution are a method for measuring the component flow rate of a three-component gas-liquid stream passing through the pipeline, including preliminary preparation of the stream, sequential measurement of its density, phase and flow ratio and processing of the measurement results, and a device containing a flow preparation unit, installed in series with it a radio wave a liquid phase composition sensor, a flow meter and a density meter, and a computing unit [2].
Недостатками этого технического решения являются большие габариты устройства, необходимые для обеспечения качественной сепарации потока, и большая погрешность измерения при неизбежном появлении отложений на стенках первичных преобразователей. The disadvantages of this technical solution are the large dimensions of the device, necessary to ensure high-quality separation of the flow, and a large measurement error with the inevitable appearance of deposits on the walls of the primary transducers.
Целью изобретения является повышение точности измерения и уменьшение габаритов устройства. The aim of the invention is to improve the measurement accuracy and reduce the size of the device.
Цель достигается тем, что в способе измерения покомпонентного расхода трехкомпонентного газожидкостного потока, проходящего по трубопроводу, включающем предварительную подготовку потока, последовательное измерение соотношения фаз и расхода и обработку результатов измерения, подготовку потока осуществляют путем его перемешивания мешалкой, вращаемой двигателем, последовательно измеряют момент на валу двигателя и диэлектрическую проницаемость потока, а при обработке результатов измерений определяют относительное содержание жидкости α в потоке из условий
α= , где M*(t) - максимальный момент на валу двигателя;
M(t) - измеренный момент на валу двигателя;
Mo - момент холостого хода, и расход каждой из фаз по формулам:
Qo= Q
Qw= Q
Qg = Q ˙ ( 1 - α ) , где Q - измеренное значение расхода потока;
ε - измеренное значение диэлектрической проницаемости потока;
Qg, Qo, Qw - значения расхода потока каждого из компонентов;
εg , εo , εw- эффективные диэлектрические проницаемости соответственно газовой и жидких фаз, а в устройстве для измерения покомпонентного расхода трехкомпонентного газожидкостного потока, проходящего по трубопроводу, содержащем устанавливаемые на трубопроводе последовательно узел подготовки потока, радиоволновый датчик состава жидкой фазы и расходомер, и вычислительный блок, узел подготовки потока выполнен в виде активной мешалки с приводом и установленным на ее валу датчиком момента, соединенным с первым входом вычислительного блока, датчик состава жидкой фазы выполнен в виде первичного преобразователя, представляющего собой замкнутый зигзагообразный проводник, размещенный на диэлектрической полой трубе, внутренний диаметр которой равен диаметру трубопровода, и соединен через элементы связи с детектором и перестраиваемым генератором с двумя выходами, при этом первый выход перестраиваемого генератора подсоединен с элементу связи, второй - к входу ключа, выходы которого соединены соответственно с первым и вторым регистрами, выход которых подключен к второму и третьему входам вычислительного блока, первый вход перестраиваемого генератора соединен с выходом экстремального регулятора, вход которого подключен к выходу детектора, второй вход перестраиваемого генератора соединен к первым выходом тактового генератора, второй выход которого подключен к управляющему входу ключа, а расходомер подсоединен к четвертому входу вычислительного блока, при этом расходомер содержит корпус с проточной камерой, тело обтекания, нагревательный элемент, чувствительный элемент с двухплечевым передающим элементом, прижим, два вторичных преобразователя и блок вычитания, тело обтекания выполнено с внутренней полостью и установлено в камере поперек ее оси, нагревательный элемент размещен во внутренней полости тела обтекания, чувствительный элемент выполнен в виде пластины и консольно закреплен основанием к стенке проточной камеры параллельно телу обтекания в плоскости продольных осей тела обтекания и проточной камеры, передающий элемент выполнен в виде балки с балансиром на одном конце и разжимающейся цангой на другом, размещен вне проточной камеры соосно чувствительному элементу и сопряжен с вторичными преобразователями с помощью прижима, закрепленного в корпусе так, что вторичные преобразователи, установленные параллельно плоскости пластины и соединенные с блоком вычитания, взимодействующим с передающим элементом симметрично относительно его поперечной плоскости, проходящей через продольную ось прижима, при этом прижим контактирует с передающим элементом в местах, расположенных на продольной плоскости передающего элемента, проходящей через центр массы передающего элемента с закрепленными на нем цангой и балансиром, а разжимающаяся цанга размещена в основании чувствительного элемента с возможностью продольного перемещения.The goal is achieved by the fact that in the method of measuring the component flow rate of a three-component gas-liquid flow passing through the pipeline, including preliminary preparation of the flow, sequential measurement of the phase to flow ratio and processing of the measurement results, the flow is prepared by mixing it with a stirrer rotated by the motor, the moment on the shaft is successively measured engine and dielectric constant of the flow, and when processing the measurement results determine the relative content of liquid ty α in the stream from conditions
α = where M * (t) is the maximum moment on the motor shaft;
M (t) is the measured moment on the motor shaft;
M o - idle time, and the flow rate of each of the phases according to the formulas:
Q o = Q
Q w = Q
Q g = Q ˙ (1 - α), where Q is the measured value of the flow rate;
ε is the measured value of the dielectric constant of the flow;
Q g , Q o , Q w - flow rate values of each of the components;
ε g , ε o , ε w are the effective dielectric constants of the gas and liquid phases, respectively, and in a device for measuring the component flow rate of a three-component gas-liquid flow passing through a pipeline containing a flow preparation unit, a radio wave liquid phase composition sensor, and a flowmeter and a computing unit, a flow preparation unit is made in the form of an active mixer with a drive and a torque sensor mounted on its shaft connected to the first input of the computing unit a, the liquid phase composition sensor is made in the form of a primary transducer, which is a closed zigzag conductor placed on a dielectric hollow pipe, the inner diameter of which is equal to the diameter of the pipeline, and connected through communication elements to the detector and a tunable generator with two outputs, while the first output of the tunable the generator is connected to the communication element, the second to the key input, the outputs of which are connected respectively to the first and second registers, the output of which is connected to the second and To the inputs of the computing unit, the first input of the tunable generator is connected to the output of the extreme controller, the input of which is connected to the output of the detector, the second input of the tunable generator is connected to the first output of the clock generator, the second output of which is connected to the control input of the key, and the flowmeter is connected to the fourth input of the computing unit wherein the flow meter comprises a housing with a flow chamber, a flow body, a heating element, a sensing element with a two-arm transmitting element m, clamp, two secondary transducers and a subtraction unit, the flow body is made with an internal cavity and is installed in the chamber across its axis, the heating element is placed in the internal cavity of the flow body, the sensitive element is made in the form of a plate and cantileverly fixed with the base to the wall of the flow chamber parallel to the body flow around the plane of the longitudinal axes of the body and the flow chamber, the transmitting element is made in the form of a beam with a balancer at one end and an expanding collet at the other, placed outside the flow channel measures coaxially with the sensitive element and is coupled to the secondary transducers by means of a clamp fixed in the housing so that the secondary transducers mounted parallel to the plane of the plate and connected to the subtraction unit interacting with the transmitting element symmetrically with respect to its transverse plane passing through the longitudinal axis of the clamp, the clip contacts the transmitting element in places located on the longitudinal plane of the transmitting element passing through the center of mass of the transmitting ele ment with a collet and a balancer fixed on it, and an expandable collet placed at the base of the sensing element with the possibility of longitudinal movement.
На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2 - структурная схема вычислительного блока; на фиг. 3 - первичный преобразователь радиоволнового датчика состава жидкой фазы; на фиг. 4 - структурная схема расходомера; на фиг. 5 - разрез А-А на фиг. 4. In FIG. 1 shows a functional diagram of a device that implements the method; in FIG. 2 is a block diagram of a computing unit; in FIG. 3 - the primary Converter of the radio wave sensor of the composition of the liquid phase; in FIG. 4 is a block diagram of a flow meter; in FIG. 5 is a section AA in FIG. 4.
Устройство для измерения покомпонентного расхода трехкомпонентного газожидкостного потока содержит (фиг. 1) последовательно установленные на трубопроводе мешалку 1, первичный преобразователь 2 радиоволнового датчика и вихревой расходомер 3. Мешалка снабжена приводом 4 и датчиком 5 момента. В состав радиоволнового датчика входят также перестраиваемый генератор 6, управляемый экстремальным регулятором 7, соединенным с детектором 8, и тактовым генератором 9, управляющим ключом 10, соединенным с первым регистром 11 и вторым регистром 12. Вычислительный блок 13 своими частотными входами 14-16 (фиг. 2) соединен соответственно с регистрами 11,12 и расходомером 3, а информационным входом M(t) - с датчиком 5 момента. A device for measuring the component flow rate of a three-component gas-liquid flow contains (Fig. 1) an
Вычислительный блок 13 содержит (фиг. 2) блоки 17-19 вычитания, компараторы 20-22, ключи 23-28, делитель 29, интеграторы 30 и 31, умножители 32-47, задатчики 48-50 и сумматоры 51-54.
Первичный преобразователь 2 представляет собой замкнутый зигзагообразный проводник 55 (фиг. 3), уложенный на полой диэлектрической трубе 56, соединенный через элементы 57 связи с генератором 6 и детектором 8. The
Расходомер 3 содержит корпус 58 (фиг. 4) с проточной камерой 59, тело 60 обтекания, нагревательный элемент 61, чувствительный элемент 62, двухплечевой передающий элемент 63, прижим 64, два вторичных преобразователя 65, блок 66 вычитания, балансир 67 и разжимающуюся цангу 68. The
Для измерения покомпонентного расхода трехкомпонентного газожидкостного потока необходимо иметь информацию о составе потока и скорости каждой из фаз. В предложенном способе скорости фаз благодаря использованию мешалки одинаковы, что существенно облегчает процедуру измерения. Состав потока может быть определен по измеренному моменту на валу мешалки и значению диэлектрической проницаемости потока. Момент на валу мешалки является мерой содержания газа в потоке в связи с тем, что он зависит от вязкости и плотности перемешиваемого потока. Вязкости жидких фаз и их плотности близки между собой и существенно выше аналогичных параметров газовой фазы. В результате этого момент на мешалке линейно падает с ростом содержания газа. Однако в процессе работы в силу воздействия неблагоприятных факторов (износ подшипников, появление отложений и т. п. ) значение максимального момента изменяется, в связи с чем газосодержание необходимо определять с учетом изменившегося максимального момента. Таким образом, относительное содержание жидкости в потоке α определяется по формуле
α= , (1) где M*(t) - максимальный момент на валу двигателя;
M(t) - измеренный момент на валу двигателя;
Mo - момент холостого хода.To measure the component flow rate of a three-component gas-liquid flow, it is necessary to have information about the composition of the stream and the speed of each phase. In the proposed method, the phase velocities due to the use of the mixer are the same, which greatly simplifies the measurement procedure. The composition of the flow can be determined by the measured moment on the shaft of the mixer and the value of the dielectric constant of the flow. The moment on the shaft of the mixer is a measure of the gas content in the stream due to the fact that it depends on the viscosity and density of the mixed stream. The viscosities of liquid phases and their densities are close to each other and significantly higher than similar parameters of the gas phase. As a result of this, the moment on the mixer linearly decreases with increasing gas content. However, during operation due to the influence of adverse factors (bearing wear, deposits, etc.), the value of the maximum moment changes, and therefore the gas content must be determined taking into account the changed maximum moment. Thus, the relative liquid content in the stream α is determined by the formula
α = , (1) where M * (t) is the maximum moment on the motor shaft;
M (t) is the measured moment on the motor shaft;
M o - idle time.
Диэлектрическая проницаемость потока зависит от соотношения входящих в него веществ и их диэлектрических проницаемостей. The dielectric constant of the flow depends on the ratio of its constituent substances and their dielectric constant.
Значение диэлектрической проницаемости потока ε может быть измерено с помощью радиоволнового датчика, причем
εg Vg + εw Vw + εo Vo = ε , (2) где εg , εo , εw - эффективные диэлектрические проницаемости соответственно газовой и жидких фаз. Учитывая, что относительные содержания компонентов связаны соотношением
Vg + Vw + Vo = 1, (3) из выражений (1), (2) и (3) следует, что расход каждого из компонентов может быть определен по формулам:
где Q - измеренное значение расхода потока;
ε - измеренное значение диэлектрической проницаемости потока;
Qo, Qw, Qg - значение расхода потока каждого из компонентов.The value of the dielectric constant of the flow ε can be measured using a radio wave sensor, and
ε g V g + ε w V w + ε o V o = ε, (2) where ε g , ε o , ε w are the effective permittivities of the gas and liquid phases, respectively. Given that the relative contents of the components are related by the ratio
V g + V w + V o = 1, (3) from the expressions (1), (2) and (3) it follows that the flow rate of each of the components can be determined by the formulas:
where Q is the measured value of the flow rate;
ε is the measured value of the dielectric constant of the flow;
Q o , Q w , Q g - the value of the flow rate of each of the components.
Способ реализуется следующим образом. Контролируемый поток проходит по трубопроводу, где подвергается перемешиванию мешалкой 1. В результате этого все компоненты равномерно перемешиваются и приобретают одинаковую скорость, при этом измеряется момент на мешалке. Затем полученный однородный поток последовательно проходит через радиоволновый датчик 2, где измеряется его диэлектрическая проницаемость ε и расходомер 3, где определяют общий расход потока Q. По измеренному моменту на мешалке в соответствии с формулой (1) определяют относительное содержание жидкости в потоке α , после чего по формуле (4) определяют расход каждого из компонентов. The method is implemented as follows. The controlled flow passes through the pipeline, where it is mixed with a
Оценка M*(t) изменяется во времени при изменении соотношения жидкостных компонентов в потоке, а также при изменении характеристик привода. Для повышения точности измерения α значение оценки M*(t) непрерывно уточняется. Причем при превышении текущего момента M(t) над оценкой M*(t) значение последней сразу приравнивается M(t). При M(t) < M*(t) уменьшение оценки M*(t) происходит медленно, не быстрее скорости изменения рабочих характеристик привода мешалки. Кроме того, минимальное значение оценки M*(t) ограничивается Mmf(t). Функция Mmf(t) также отслеживает изменение текущего момента M(t), но скорость уменьшения Mmf(t) не превышает скорости изменения соотношения жидкостных компонентов в потоке. M*(t)= T(t)+Mmg(t)= M(t) T9= T(t)+Mmf(t)= 0,9·M(t) Tf= где Tg1 = Tf1 = 1 c - постоянная времени фильтра;
Tg2 = 12 ч - постоянная времени фильтра, соответствующая скорости изменения рабочих характеристик привода мешалки;
Tf2 = 36 с - постоянная времени фильтра, соответствующая скорости изменения соотношения жидкостных компонентов в потоке.The estimate M * (t) changes over time with a change in the ratio of liquid components in the flow, as well as with a change in the characteristics of the drive. To increase the measurement accuracy α, the value of the estimate M * (t) is continuously refined. Moreover, if the current moment M (t) exceeds the estimate M * (t), the value of the latter is immediately equal to M (t). When M (t) <M * (t), the decrease in the estimate M * (t) occurs slowly, not faster than the rate of change of the operating characteristics of the agitator drive. In addition, the minimum value of the estimate M * (t) is limited to M mf (t). The function M mf (t) also monitors the change in the current moment M (t), but the rate of decrease of M mf (t) does not exceed the rate of change in the ratio of liquid components in the stream. M * (t) = T (t) + M mg (t) = M (t) T 9 = T (t) + M mf (t) = 0.9M (t) T f = where T g1 = T f1 = 1 c is the filter time constant;
T g2 = 12 h - filter time constant corresponding to the rate of change of the operating characteristics of the stirrer drive;
T f2 = 36 s is the filter time constant corresponding to the rate of change of the ratio of liquid components in the stream.
Исходя из этого и определяется текущее значение M*(t): сигнал, соответствующий измеренному значению момент M(t), поступает на блок 17 вычитания первого фильтра, через умножитель 36 на блок вычитания второго фильтра и на делитель 29 в качестве делимого. В качестве делителя используется сигнал с выходов одного из фильтров. Если сигнал с выхода первого фильтра больше сигнала с выхода второго, то логические сигналы с выходов компаратора 21 открывают ключ 25 и закрывают ключ 26, разрешая при этом прохождение на вход делителя сигнала с выхода первого фильтра. В противном случае на вход делителя поступает сигнал с выхода второго фильтра. Постоянные времени фильтров зависят от соотношения сигналов на их входах и выходах. Если, например, входной сигнал первого фильтра превышает его выходной сигнал, то логические сигналы с выходов компаратора 20 открывают ключ 24 и закрывают ключ 23, обеспечивая тем самым прохождение сигнала через умножитель 35, что соответствует постоянной времени фильтра Tg1. В противном случае сигнал проходит через умножитель 32, в результате чего устанавливается постоянная времени фильтра Tg2. Во втором фильтре аналогичные функции выполняют компаратор 18, ключи 28, 27 и умножители 33, 34. Открытый ключ 28 соответствует постоянной времени Tf1, а открытый ключ 27 - постоянной времени Tf2. В результате этого на выходе делителя 29 формируется сигнал α .Based on this, the current value M * (t) is determined: the signal corresponding to the measured value moment M (t) is supplied to the first
При прохождении потока через первичный преобразователь 2 происходит измерение его диэлектрической проницаемости ε следующим образом. Замкнутый зигзагообразный проводник 55, уложенный на пустотелой диэлектрической трубе 56, является радиоволновым резонатором, частоты которого зависят от ε - диэлектрической проницаемости проходящего по трубе потока. При этом, как показали исследования, при использовании первого и второго типов колебаний этого резонатора оказывается, что и при наличии отложений на стенках диэлектрическая проницаемость потока и величина отложений d могут быть определены по формулам где f1 и f2 - соответственно частоты первого и второго типов колебаний резонатора;
K1, K2, K3, K4, K5, K6 - константы, определяемые при тарировке.When the flow passes through the
K 1 , K 2 , K 3 , K 4 , K 5 , K 6 - constants determined during calibration.
Перестраиваемый генератор 6 поддерживает частоту генерации, равную резонансной, поскольку сигнал, снимаемый с детектора 8, имеет экстремум на резонансной частоте, а экстремальный регулятор 7, управляя работой генератора 6, поддерживает эту частоту. Тактовый генератор 9 выдает последовательность тактовых импульсов, которые перебрасывают генератор 6 в области первой и второй резонансных частот и одновременно поочередно подключают выход генератора 6 через ключ 10 к регистрам 11 и 12, где запоминаются значения частот f1 и f2, которые поступают на вычислительный блок 13. Умножители 37, 39, задатчик 49 и сумматор 51 производят вычисление ε , а умножители 38,40, задатчик 49 и сумматор 52 - вычисление d согласно соотношениям (5).The
Расходомер 3 работает следующим образом. Измеряемый поток подается в проточную камеру 59. Тело 60 обтекания, установленное в проточной камере поперек ее оси, генерирует вихри, частота которых прямо пропорциональна расходу потока, которые взаимодействуют с чувствительным элементом 62, выполненным в виде пластины и закрепленным основанием к стенке проточной камеры в плоскости продольных осей тела обтекания и проточной камеры, вызывая изгибные деформации чувствительного элемента в направлении, перпендикулярном указанной плоскости. При этом деформируется и передающий элемент 63, выполненный в виде балки и сопряженный с вторичными преобразователями 65 с помощью прижима 64, так как закрепленная на его конце разжимающаяся цанга 68 размещена в основании чувствительного элемента. Два одинаковых вторичных преобразователя, взаимодействующие с передающим элементом симметрично относительно его поперечной плоскости, проходящей через продольную ось прижима, преобразуют частотные сигналы деформации передающего элемента, поступающие на них в противофазе с равными амплитудами, в соответствующие им сигналы другого рода энергии, например электрические, которые поступают на входы блока 66 вычитания, формирующего выходной сигнал расходомера. The
Конструкция расходомера позволяет повысить точность и надежность измерения расхода потоков при воздействии таких неблагоприятных факторов, как вибрация трубопровода, высокие уровни давления и пульсации давления измеряемой среды, широкий диапазон изменения температуры измеряемой среды, наличие в измеряемой среде легкоплавких веществ, способных налипать на элементы расходомера. The design of the flow meter allows you to increase the accuracy and reliability of measuring flow rates when exposed to adverse factors such as vibration of the pipeline, high levels of pressure and pressure pulsations of the measured medium, a wide range of temperature changes of the measured medium, the presence in the measured medium of low-melting substances that can stick to the elements of the flow meter.
Так, благодаря тому, что передающий элемент выполнен в виде балки с балансиром на одном конце и разжимающейся цангой на другом и сопряжен с двумя вторичными преобразователями с помощью прижима, закрепленного в корпусе и фиксирующего положение передающего элемента так, что вторичные преобразователи взаимодействуют с передающим элементом симметрично относительно его поперечной плоскости, проходящей через продольную ось прижима, при этом прижим контактирует с передающим элементом в местах, расположенных на продольной плоскости передающего элемента, проходящей через центр массы передающего элемента с закрепленными на нем цангой и балансиром, а вторичные преобразователи соединены с блоком вычитания, повышается точность расходомера из-за уменьшения влияния вибрационных помех на выходной сигнал. So, due to the fact that the transmitting element is made in the form of a beam with a balancer at one end and an expandable collet at the other and is coupled to two secondary transducers by means of a clamp fixed in the housing and fixing the position of the transmitting element so that the secondary transducers interact symmetrically with the transmitting element relative to its transverse plane passing through the longitudinal axis of the clip, while the clip is in contact with the transmitting element in places located on the longitudinal plane I transmit of an element passing through the center of mass of the transmitting element fixed on it and balance collet and secondary converters are connected to subtraction unit, increases the accuracy of the flowmeter due to reducing the influence of vibration noise on the output signal.
Так как чувствительный элемент связан с вторичными преобразователями с помощью передающего элемента с разжимающейся цангой на конце, который при этом размещен вне проточной камеры соосно чувствительному элементу, а разжимающаяся цанга размещена в основании чувствительного элемента с возможностью продольного перемещения, повышается точность и надежность расходомера при измерении расходов потоков с высокими уровнями давления, пульсациями давления в широком диапазоне изменения температур. Since the sensitive element is connected to the secondary transducers by means of a transmitting element with an expandable collet at the end, which is placed outside the flow chamber coaxially with the sensitive element, and the expandable collet is placed at the base of the sensitive element with the possibility of longitudinal movement, the accuracy and reliability of the flow meter when measuring the flow rate increases flows with high pressure levels, pressure pulsations in a wide range of temperature changes.
Выполнение тела обтекания с внутренней полостью, в которой размещен нагревательный элемент, препятствует возникновению отложений на теле обтекания при измерении потоков с наличием в них легкоплавких веществ, способных налипать на элементы расходомера, что повышает точность измерения. The execution of the body of the flow around the internal cavity in which the heating element is located prevents the formation of deposits on the body of the flow when measuring flows with the presence of fusible substances that can stick to the elements of the flow meter, which increases the accuracy of the measurement.
Сигнал с расходомера 3 поступает на умножитель 47, с которого снимаются сигналы, пропорциональные величине Q. В свою очередь умножитель 41 умножает ε на 1/( εw - εo ); умножитель 42 умножает α на ( εw - εg )/ ( εw - εo ) ; умножитель 43 умножает α на ( εg - εo )/ ( εw - εo ) ; задатчик 50 формирует сигнал εg /( εw - εo ) ; сумматоры 53 и 54 суммируют поступающие на них сигналы, а блок 19 вычитания формирует сигнал (1- α ), которые после умножения с соответствующими сигналами, поступающими на умножители 44-46, дают результат, соответствующий формуле (4). (56) 1. K. H. Frantzen, E. Dykesteen. Field Experience Wiht the CM1 Multi-phose Fraction Weter Paper 3.3. North Sea Flow Measurement Work spop 1990. National Engineering laboratory, East Kilbride, Glasgow, 1990.The signal from the
2. Подводный трехфазный расходомер. Нефть, газ и нефтехимия за рубежом. 1989, N 9, с. 44-45. 2. Underwater three-phase flow meter. Oil, gas and petrochemicals abroad. 1989,
Claims (3)
a=
где M*(t) - максимальный момент на валу двигателя;
M (t) -измеренный момент на валу двигателя;
Mо - момент холостого хода,
и расход каждой из фаз по формулам
Qo= Q
Qw= Q
Qg = Q (1 - a),
где Q - измеренное значение расхода потока;
ε - измеренное значение диэлектрической проницаемости потока;
Qg, Qo, Qw - значение расхода потока каждого из компонентов;
εg, εo, εw - эффективные диэлектрические проницаемости соответственно газовой и жидких фаз.1. The method of measuring the component flow rate of a three-component gas-liquid flow passing through the pipeline, including preliminary preparation of the flow, sequential measurement of the phase to flow ratio and processing of the measurement results, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, the flow is prepared by mixing it with a rotary motor stirrer , sequentially measure the moment on the motor shaft and the dielectric constant of the flow, and when processing the measurement results determine relative liquid content a in the stream from conditions
a =
where M * (t) is the maximum moment on the motor shaft;
M (t) is the measured moment on the motor shaft;
M about - the moment of idling,
and the flow rate of each phase according to the formulas
Q o = Q
Q w = Q
Q g = Q (1 - a),
where Q is the measured value of the flow rate;
ε is the measured value of the dielectric constant of the flow;
Q g , Q o , Q w - the value of the flow rate of each of the components;
ε g , ε o , ε w are the effective dielectric constant of the gas and liquid phases, respectively.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4947883 RU2008617C1 (en) | 1991-06-25 | 1991-06-25 | Method for measuring of each-constituent rate of gas- fluid flow having three constituents and running over pipeline, and device for implementation of this method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4947883 RU2008617C1 (en) | 1991-06-25 | 1991-06-25 | Method for measuring of each-constituent rate of gas- fluid flow having three constituents and running over pipeline, and device for implementation of this method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008617C1 true RU2008617C1 (en) | 1994-02-28 |
Family
ID=21580557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU4947883 RU2008617C1 (en) | 1991-06-25 | 1991-06-25 | Method for measuring of each-constituent rate of gas- fluid flow having three constituents and running over pipeline, and device for implementation of this method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2008617C1 (en) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2156970C1 (en) * | 1999-08-16 | 2000-09-27 | Беляков Виталий Георгиевич | Process determining component by component flow rate of three-component gas and liquid flow and device for its realization |
| RU2164340C2 (en) * | 1997-12-30 | 2001-03-20 | Научно-исследовательский институт измерительных систем | Method determining component rate of flow of gas and liquid mixture of products of gas and oil production in pipe- line and device for its embodiment |
| RU2242723C2 (en) * | 2003-01-23 | 2004-12-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие Омский научно-исследовательский институт приборостроения | Method of measuring flow rate of gas-liquid flow components |
| RU2301887C2 (en) * | 2005-01-31 | 2007-06-27 | Эдуард Евгеньевич Лукьянов | Measurement method and device for component flow-rate of three-component gas-and-liquid flow |
| RU2346155C2 (en) * | 2002-09-03 | 2009-02-10 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Method of interpreting data measured during oil well operation |
| RU2383011C2 (en) * | 2008-01-09 | 2010-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный университет" | Method for detection of water content in multiphase flows of pipelines by low-frequency dielectric measurements |
| RU2435142C1 (en) * | 2010-04-05 | 2011-11-27 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН | Device for component-wise measurement of flow rate of unstripped gas |
| RU2521721C1 (en) * | 2013-01-31 | 2014-07-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук | Measuring method of component-by-component flow rate of gas-liquid mixture |
| RU2654099C1 (en) * | 2017-06-21 | 2018-05-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина" | Device for control over the wells production components flow rate |
| RU2701175C1 (en) * | 2019-03-21 | 2019-09-25 | Виктор Иванович Чудин | Method and device for cleaning the liquid quantity meter from asphaltene-resin-paraffin deposits |
-
1991
- 1991-06-25 RU SU4947883 patent/RU2008617C1/en active
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2164340C2 (en) * | 1997-12-30 | 2001-03-20 | Научно-исследовательский институт измерительных систем | Method determining component rate of flow of gas and liquid mixture of products of gas and oil production in pipe- line and device for its embodiment |
| RU2156970C1 (en) * | 1999-08-16 | 2000-09-27 | Беляков Виталий Георгиевич | Process determining component by component flow rate of three-component gas and liquid flow and device for its realization |
| RU2346155C2 (en) * | 2002-09-03 | 2009-02-10 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Method of interpreting data measured during oil well operation |
| RU2242723C2 (en) * | 2003-01-23 | 2004-12-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие Омский научно-исследовательский институт приборостроения | Method of measuring flow rate of gas-liquid flow components |
| RU2301887C2 (en) * | 2005-01-31 | 2007-06-27 | Эдуард Евгеньевич Лукьянов | Measurement method and device for component flow-rate of three-component gas-and-liquid flow |
| RU2383011C2 (en) * | 2008-01-09 | 2010-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный университет" | Method for detection of water content in multiphase flows of pipelines by low-frequency dielectric measurements |
| RU2435142C1 (en) * | 2010-04-05 | 2011-11-27 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН | Device for component-wise measurement of flow rate of unstripped gas |
| RU2521721C1 (en) * | 2013-01-31 | 2014-07-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук | Measuring method of component-by-component flow rate of gas-liquid mixture |
| RU2654099C1 (en) * | 2017-06-21 | 2018-05-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина" | Device for control over the wells production components flow rate |
| RU2701175C1 (en) * | 2019-03-21 | 2019-09-25 | Виктор Иванович Чудин | Method and device for cleaning the liquid quantity meter from asphaltene-resin-paraffin deposits |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2008617C1 (en) | Method for measuring of each-constituent rate of gas- fluid flow having three constituents and running over pipeline, and device for implementation of this method | |
| JP3086689B2 (en) | Apparatus and method for monitoring composition using impedance measurement | |
| US6119070A (en) | Method for acoustically measuring a fluid flow rate | |
| US3719073A (en) | Mass flow meter | |
| RU2460974C2 (en) | Signal processing method, signal processing apparatus and coriolis flow meter | |
| EP0212782A1 (en) | Mass flow meter | |
| US8725432B2 (en) | Signal processing method, signal processing apparatus, and Coriolis flowmeter | |
| US3420102A (en) | Acoustic fluid metering device | |
| US4616510A (en) | Fluid velocity measuring method and apparatus | |
| EP2597434A2 (en) | Signal processing method, signal processing apparatus, and Coriolis flowmeter | |
| RU2164340C2 (en) | Method determining component rate of flow of gas and liquid mixture of products of gas and oil production in pipe- line and device for its embodiment | |
| SU1257409A1 (en) | Device for measuring mass flow rate of substance | |
| US4345479A (en) | Flowmeter system with synchronous clock for generation of timing signals | |
| EP0056137A2 (en) | Flowmeter system with ultrasonic energy improvement in equilibration | |
| RU2435142C1 (en) | Device for component-wise measurement of flow rate of unstripped gas | |
| US4478088A (en) | Flowmeter system with ultrasonic energy improvement in equilibration | |
| JPH08271469A (en) | Multi-phase densitometer | |
| CN212988469U (en) | Universal electronic flowmeter | |
| CN110940388A (en) | Method for determining a gas fraction in a medium of a flow-through coriolis mass flowmeter | |
| US4169374A (en) | Apparatus for continuously measuring the flow rate of each of the components of a composite fluid flow formed of a liquid and of a gas | |
| CN212083156U (en) | Content measuring device for gas-liquid two-phase flow | |
| RU2396519C1 (en) | Liquid-gas mixture flow metre | |
| SU842486A1 (en) | Viscosity meter | |
| RU2794953C1 (en) | Device for determining component rates of gas, water and hydrocarbon condensate in flow of surface products of gas condensate wells | |
| SU1275216A1 (en) | Method for measuring mass flow rate of dielectric substance |