Установка виміру рівня й об’єму рідини в ємностях (сепараторах) під тиском

Винахід відноситься до засобів виміру рівня і визначення об'єму рідини (газорідини) в процесах видобутку, транспорту, збереження нафти і нафтогазових продуктів і може бути використаний в інших галузях промисловості. Відомі рівнеміри і системи виміру технологічні установки збору, транспорту, зберігання продукції в яких виміряється і контролюється рівень, об'єм (кількість) і склад продукції. По обмірюваному рівні визначається об'єм рідини в ємностях. Широко застосовуються візуальні - скляні рівнеміри (1) у герметичних пропанобутанових ємностях для виміру рівня і розрахунку об’єму продукції по розрахункових таблицях (2). Конструкція зазначених рівнемірів здатна виконувати технологічні контроль і вимір з погрішністю виміру рівня 1-2%, при суворо виконаних обмірюваних розмірів ємності. Відомі радарні рівнеміри рідини, що встановлюються на ємності мають значні погрішності ±5 - 10мм. та не можуть бути повірені методом прямого рівня. Як прототип обраний пристрій для контролю і виміру рівня і визначення обсягу рідини за допомогою скла Клінгера в горизонтальних герметичних ємностях (2). Покажчик рівня рідини утримуючий запірні пристрої, набір типових рамок з оглядовими вікнами, розташованих у ша ховому порядку, де з метою поліпшення умов спостереження і працездатності, рамки встановлені зустрічне з бічними поверхнями і скріплені між собою сполучним елементом і послідовно сполученні обвідними каналами (А.З №390372). Пристрій складається із секцій (рамок) скла Клінгера, розташованих у шаховому порядку по колектора, запірних кранів зі склом розташованими послідовно щодо колектора під кутом 180° і технологічної шкали. Недоліки пристрою полягають у тому, що вузли ряду секцій розташовані послідовно, сполучні елементи мають малий діаметр і великий опір тертя об стінки каналів покажчика рівня і неможливо достовірно провести відлік рівня продукції по шкалі для розрахунку реального обсягу продукції. Низька точність і вірогідність виміру рівня, однофункціональність характеристик, маленька чутливість контролю, відсутність рівномірності рівня рідини в покажчику рівня і ємності. Пристрій повинний застосовуватися з індивідуальної градуіровкою на визначену продукцію. Установка - рівнемір і ємність повинні бути відкалібровані в робочих умовах. Ціль винаходу - підвищення точності, надійності і вірогідності виміру рівня визначення обсягу продукції в ємностях нафтогазовидобувних підприємств шляхом зниження впливу елементів, вузлів конструкції покажчика рівня рідини і трубопровідної обв'язки герметичної ємності. Ціль досягається тим, що установка виміру рівня газорідини в ємностях (сепараторах) під тиском, що містить ємність (чи сепаратор), фланцеві виводи, запірні пристрої, сполучні трубопроводи, колектор, радарний рівнемір, секції скляних покажчиків рівня - які складаються зі штуцерів із запірними кранами - клапанами, секції покажчиків рівня розташовані послідовно по різні сторони вертикального трубопроводу на 180°, посередині якого встановлена технологічна шкала з ціною розподілу 1см, відрізняється тим що: з метою підвищення точності і поліпшення функціональних характеристик шляхом точного виміру рівня, достовірного визначення обсягу рідини в ємності трубопроводи з верхньої і нижньої частини її через крани (засувки) з'єднані з вертикальним колектором діаметром 25-57мм, на якому послідовно розташований радарний рівнемір, паралельно через запірні пристрої - секції покажчика рівня під кутом не більш 45°, вентилі з'єднуючі верх і низ колектора з атмосферою, а посередині в площині поверхні скла закріплений метршток з ціною розподілу 1мм (фіг.1); застосовано кварцове скло діаметром не менш 10мм, закріплене через маслостійкі прокладки в запірних кранах зі зворотним клапаном, скла з двох сторін (з боків) захищені екраном, розташованим так, щоб скло з метрштоком мали площини з осями колектора, скла і метрштока і були рівнобіжні; з метою підвищення чутливості контролю, рівномірності рівня рідини в колекторі і ємності відводи колектора, трубопроводи і запірний пристрій (крани, засувки) виконані одним діаметром; з метою точного відліку виміру рівня рідини застосований метршток, закріплений на колекторі і відлік робиться прямокутником, одна сторона якого збігається з віссю скла, а інша перпендикулярна шкалі метрштока; з метою безупинної індикації секції скла розташовані по висоті так, щоб рівень рідини в нижньому склі (секції) був ви ще не менш 1см, чим нижній рівень у верхньому склі (секції); з метою розширення функцій, автоматичного виміру рівня, реєстрації і визначення обсягу рідини за рівнем у ємності на колекторі зверху встановлений датчик радарного рівнеміра, зв'язаний кабелем по радіо каналу з вторинним мікропроцесорним приладом, а прилад зв'язаний електронне з персональним комп'ютером (фіг.1, 3); з метою автономності покажчика рівня, зниження чутливості контролю, через коливання рівня рідини в колекторі і ємності відводи колектора, трубопроводи і запірний пристрій (крани, засувки) до ємності виконані діаметром колектора, або меншого діаметра (фіг.2); з метою автоматичної реєстрації і визначення обсягу рідини за рівнем індивідуальна калібрована таблиця заноситься в пам'ять мікропроцесорного приладу й у пам'ять персонального комп'ютера програма розрахунку обсягу і маси продукції при відомій щільності; з метою здешевлення установки відрізняється тим, що місцевий технологічний пристрій контролю, виміру рівня й обсягу складається з одного покажчика рівня рідини з індивідуальної градуіровочною характеристикою; з метою дистанційного контролю установка відрізняється тим, що технологічний пристрій виміру й обліку продукції знаходиться з одним радарним рівнеміром з індивідуальною градуіровочною характеристикою; з метою підвищення чутливості контролю, рівномірності рівня різних по щільності рідин у рівнемірі відводи з ємності в колектор виконані через різні трубопроводи і запірні пристрої (крани, засувки) декількома лініями, розташованими по висоті ємності (через типові фланцеві з'єднання сфери ємності) типовими діаметрами (фіг.4) З метою точного визначення нуля градуіровочної (розрахункової) таблиці об'єму від рівня рідини в ємності, що має технологічний нахил (0,002-0,005) нуль метрштока визначається після градуіровки пристрою рівнеміра порціями об'єму рідини відомого об'єму при заповненні не менше 0,5 об'єму ємності; На фіг.1 показані елементи і вузли установки (ємність із пристроєм): 1-ємність, 2-колектор покажчика рівня, 3відводи, 4-штуцери відводу, 5-запірні пристрої скла - крани, 6-кварцове скло, 7-захисні екрани, 8-метршток, 9вентилі рідини і газу, 10,13,14-запірні крани, 11-трубопроводи, 12-фланці ємності, 15-датчик радарного рівнеміра (РР), 16-мікропроцесорний прилад РР, 17-кабель, 18-персональний комп'ютер (ПК). Установка виміру рівня газорідини і визначення обсягу працює в такий спосіб. Продукція по трубопроводу кран 13 надходить у ємність 1 і накопичується в ній, а кран трубопроводу 14 закритий. Рідина з ємності 1 через верхні і нижні трубопроводи 3, 11, 12 і крани 10 пропорційно як сполучені посудини надходить у колектор покажчика рівня 2 і відповідно в секції 4, 5 де рівень видно в склі 6. Рівень в одній із секцій (нижній) можна відрахувати по метрштоку 8. За рівнем і градуіровочною таблицею .визначається обсяг рідини (по програмі таблиці закладеної в персональний комп'ютер (ПК), або можна бачити по індикаторі мікропроцесорного приладу 16 на який по кабелю 17 надходять сигнали від датчика радарного рівнеміра (ДРР) 15. Рівень і обсяг можуть бути показані на екрані ПК 18 на порт якого подаються сигнали з РР. Можна відрахувати рівень по РР і порівняти зі значеннями визначеними по метрштоку і градуіровочною таблиці (тобто провести градуіровку чи а тестацію всієї системи). За рівнем і обсягом рідини можна визначити масу продукції по програмі закладеної в пам'ять персонального комп'ютера (програми розрахунку обсягу і маси продукції при відомій щільності) ввівши в нього щільність проби продукції. Оператор парку відрахува в рівень рідини по метрштоку з точністю до 1 мм, передає показання по радіотелефону оператору щита керування, де по градуіровочній таблиці даної ємності, що знаходиться в бази даних ПК можна визначити об'єм рідини в реальному масштабі часу, що фіксується в пам'яті комп'ютера. Оператор парку порівнює ці значення зі значеннями по радарному рівнеміру. Те хнологічний контроль витрати продукції можна вести за показниками визначених значень обсягу в реальному масштабі часу при наповненні, або зливу рідини в ємності. Комерційний облік (виміру кількості) чи обсягу маси визначається не раніш чим через 15-30 хвилин (щоб установився реальний рівень в установці) після наповнення, або зливу рідини (продукції). За цей час відбирається проба рідини, визначається температура, тиск і щільність. При введенні значення щільності комп'ютер видає показання маси рідини в ємності. На фіг.2 приведений автономний пристрій з покажчиком рівня рідини (ПРР) з перехідними трубками для підключення до ємності. На фіг.3 приведений автономний пристрій з покажчиком рівня рідини (ПРР) і радарним рівнеміром (РР) із гнучкими перехідними трубками для підключення до ємності. На фіг.4 приведений пристрій з покажчиком рівня різних рідин по висоті з відводами через типові фланцеві з'єднання різних діаметрів від типових відводів сфери ємності. Пристрій використовується при визначенні рівнів і обсягів різних рідин (конденсат-вода, зріджений газ-вода, світла нафта-вода, бензин-вода й ін.) Прототипи: 1. И.И.Кочкин, П.Н.Полохин. Конструкции современньїх уровнемеров. ЦНИИПИиТЗ. М. 1963г. з 146-149. 2. А.З №390372. М.Кл. G01f23/02 оп. 11.08.1973. бюл. №30. В.Б. Ларионов, Л.Ф. Рощина. А.И. Ильке, И.М. Гольдштейн. Указатель уровня жидкости.