Принцип действия электромагнитных расходомеров основан на измерении электродвижущей силы, индуцированной в потоке электропроводной жидкости под действием электромагнитного поля в функции скорости движения этой жидкости.
Принцип действия ультразвуковых расходомеров может быть основан на измерении:
- интервалов времени между приходом ультразвука, посланного по потоку и против;
- сдвига фаз между ультразвуковыми колебаниями;
- разности частот ультразвуковых колебаний, создаваемых автоколебательной схемой и направляемых одновременно по потоку и против.
К ультразвуковым расходомерам относятся счётчики типа СВУ, СВА, ДРК, «Взлёт».
Для измерения дебита скважин в настоящее время применяются счётчики типа СКЖ.
Вопросы для самоконтроля.
1.Классификация приборов для измерения расхода.
2.В чём заключается метод переменного перепада давления?
3.Устройство и принцип действия дифманометра типа 13ДД11.
4.Устройство и принцип действия ротаметра (расходомер постоянного перепада давления).
5.Устройство и принцип действия турбинного расходомера типа НОРД.
6.Устройство и принцип действия счётчика типа СВА.
7.Устройство и принцип действия счётчика типа ДРК.
8 Устройство и принцип действия счётчика типа СКЖ.
Литература (1, стр.78 – 97); (2, стр. 158 – 230).
Тема 1.5. Измерение уровня жидкости.
Студент должен:
иметь представление:
- об области применения различных типов приборов контроля уровня;
знать:
- классификацию приборов для измерения уровня жидкости, их устройство и принцип действия;
- особенности измерения уровня жидкости в скважинах;
уметь:
- определять пригодность уровнемера к эксплуатации по результатам поверки.
Роль измеряемого параметра в управлении технологическим процессом. Классификация приборов для измерения уровня жидкости. Поплавковые, буйковые, пьезометрические, электрические, радиоактивные и акустические уровнемеры, их устройство и принцип действия.
Особенности измерения уровня жидкости в скважинах. Классификация глубинных уровнемеров. Погружные пьезографы. Звукометрический метод измерения уровня жидкости в скважинах.
Современные отечественные и зарубежные средства измерения уровня жидкости.
Методические указания.
Для контроля за ходом технологических процессов часто необходимо знать уровень жидкости в аппаратах (резервуарах, емкостях, отстойниках и т.д.).
Приборы для измерения уровня жидкости можно классифицировать по следующим признакам:
по назначению:
- сигнализаторы, контролирующие предельные значения уровня;
- уровнемеры, непрерывно измеряющие значения уровня;
- измерители раздела двух сред.
по принципу действия:
- механические;
- электрические;
- акустические;
- пьезометрические.
Механические уровнемеры подразделяются на поплавковые и буйковые.
В поплавковых уровнемерах чувствительным элементом является поплавок, находящийся на поверхности измеряемой жидкости.
В буйковых – буёк, реагирующий на изменение выталкивающей силы, которая действует на буёк при изменении уровня жидкости.
Электрические уровнемеры включают кондуктометрические, емкостные, радиоинтерференционные.
Кондуктометрические основаны на различии электропроводности измеряемых сред (применяются для контроля уровня раздела сред).
Емкостные используют различие диэлектрические свойств воздуха и жидкости.
Радиоинтерференционные используют изменение частоты радиоволн в зависимости от глубины погружения антенны колебательного контура в измеряемую жидкость.
Пьезометрические представляют собой пневматическую трубку, имеющую выход для воздуха на фиксированном положении от дна резервуара. Уровень определяется по давлению воздуха, прокачиваемого по трубке.
В акустических уровнемерах уровень определяется по времени прохождения ультразвуковых волн от излучателя до уровня жидкости.
Приборы для измерения уровня жидкости в скважинах называются пьезографами. По принципу действия существующие устройства для измерения уровня в скважинах можно разделить на поплавковые (погружные) и акустические.
Вопросы для самоконтроля.
1.Классификация приборов для измерения уровня.
2.Устройство и принцип действия буйкового уровнемера типа
УБ – П.
3. Устройство и принцип действия поплавковых уровнемеров.
4. Устройство и принцип действия уровнемера типа ДУЖ – 1М.
5.Устройство и принцип действия сигнализатора уровня типа
СУ 100.
6.Устройство и принцип действия акустических уровнемеров.
7.Устройство и принцип действия компенсационного пьезографа.
8.Устройство и принцип действия эхолота.
Литература: (1, стр.97 – 106); (2, стр. 231 – 245)
Тема 1.6. Контроль процессов добычи нефти и газа.
Студент должен:
иметь представление:
- о способах измерения физических свойств веществ;
знать:
- устройство и принцип действия приборов для измерения плотности и вязкости;
уметь:
- анализировать содержание воды в нефти.
Измерение физических свойств веществ и примесей. Измерение плотности. Плотномеры. Измерение вязкости. Вискозиметры. Анализаторы содержания воды в нефти. Влагомеры ВСН. Контроль работы глубинонасосных установок, датчик динамографа стационарный.
Методические указания.
Физические свойства вещества характеризуют качество и соответственно возможность их использования для определённых целей. Свойства веществ определяются численными значениями физических или физико – химических величин, поддающихся измерению (твёрдость, упругость, плотность, вязкость, электропроводность).
При управлении технологическими процессами бурения, добычи и транспорта нефти и газа необходимо измерять параметры, характеризующие свойства как нефти и газа, так и материалов, применяемых в ходе технологического процесса. Для этих целей используют анализаторы свойств материалов.
Наибольшее значение в нефтегазодобывающей промышленности имеют такие параметры, как плотность, вязкость и содержание солей и воды.
Плотность вещества численно равна отношению массы к его объёму. Единицей измерения плотности является кг/м3.
Плотность измеряют с помощью плотномеров, которые по принципу действия подразделяются на поплавковые, весовые, пьезометрические, вибрационные и радиоактивные.
Вязкостью, или внутренним трением, называют свойство жидкостей и газов, характеризующее сопротивление действию внешних сил, вызывающих их течение.
Приборы для измерения вязкости называются вискозиметрами. В зависимости от принципа действия вискозиметры бывают капиллярные, с падающим шариком и ротационные.
Для установления количества воды, содержащейся в водонефтяной эмульсии, применяют диэлькометрические и спектрофотометрические влагомеры.
Принцип действия диэлькометрического влагомера основан на использовании значительной разницы диэлектрической проницаемости нефти и воды.
Принцип действия спектрофотометрического влагомера основан на зависимости поглощения электромагнитных волн от концентрации исследуемого вещества.
К диэлькометрическим влагомерам относится ВСН – 1.
Для контроля содержания солей используются приборы, основанные на измерении электрической проводимости среды, зависящей от концентрации солей. Для непрерывного контроля массовой концентрации солей предназначен сигнализатор АУС – 201.
Вопросы для самоконтроля.
1.Какими параметрами характеризуются свойства веществ?
2.Классификация приборов для измерения плотности.
3.Устройство и принцип действия весового плотномера.
4.Устройство и принцип действия пьезометрического
плотномера.
5.Классификация приборов для измерения вязкости.
6.Устройство и принцип действия вискозиметра с падающим
шариком.
7.Методы измерения содержания воды в нефти.
8.Устройство и принцип действия влагомера ВСН – 1.
9.Устройство и принцип действия анализатора солей АУС – 201.
Литература: (1, стр.106 – 122); (2, стр. 246 – 270)
Тема 1.7. Вторичные приборы.
Студент должен:
иметь представление:
- о типах вторичных приборов и области их применения;
знать:
- устройство и принцип действия вторичных приборов с пневматическими и электрическими выходными сигналами;
уметь:
- выбирать вторичные приборы.
Унифицированная система элементов промышленной пневмоавтоматики (УСЭППА). Вторичные приборы системы СТАРТ.
Вторичные приборы с токовыми входными сигналами.
Вторичные приборы с дифференциально – трансформаторной системой. Технические средства технологического контроля с использованием ЭВМ.
Методические указания.
При централизованном контроле и управлении технологическим процессом значения измеряемых параметров от различных точек технологических объектов необходимо передавать к единому пункту контроля и управления.
Система передачи измеряемой величины на расстояние состоит первичного измерительного преобразователя, передающего измерительного преобразователя, канала связи, приёмника и вторичного прибора.
Различают вторичные приборы с электрическими и пневматическими входными сигналами.
Вторичные приборы с пневматическими входными сигналами построены на элементах системы УСЭППА. Система УСЭППА представляет собой набор отдельных конструктивных единиц – элементов, каждый из которых может выполнять лишь простейшую функцию преобразования сигналов в общей схеме всего устройства.