Андреев Е.Б., Ключников А.И. и др. Автоматизация технологических процессов добычи и подготовки нефти и газа

Подождите немного. Документ загружается.

сигнал передаётся в электронный блок, где преобразуется в зна-

чения расхода и количества прошедшей через расходомер жидко-

сти. В ряде расходомеров в электронном блоке осуществляется

кусочно-линейная интерполяция характеристики расходомера,

чем достигается уменьшение основной погрешности за счёт ли-

неаризации градуировочной характеристики. На вид характери-

стики турбинного расходомера сильно влияет изменение кинема-

тической вязкости измеряемой жидкости, поэтому результаты

градуировки на воде не вполне достоверны, если измеряемая

жидкость имеет большую кинематическую вязкость.

Турбинные расходомеры могут применяться для измерения

нефтепродуктов и могут быть отградуированы на реальном про-

дукте. Для измерения объёма нефти на узлах учёта нефтяной

промышленности выпускаются счётчики нефти турбинные МИГ

с относительной погрешностью измерения в диапазоне 20... 100 %

объёмного расхода не более ±0,15 %. Имеются модификации

приборов на давление измеряемой среды 1,6; 2,5; 4,0; 6,3;

16,0 МПа и на диаметры трубопроводов 40, 50, 65, 80, 100, 150,

200, 250, 400 мм.

Также для измерения объёмного количества нефти выпуска-

ются счетчики НОРД-М на давление измеряемой среды 2,5; 6,3;

16,0 МПа и на диаметры 40, 50, 65, 80, 100, 150, 200 мм. Относи-

тельная погрешность измерения в диапазоне 20... 100 % объёмного

расхода для Д, 80 мм - не более +1,5 %, для D

100 мм - +0,5 %.

5.3. УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ РАСХОДОМЕРЫ

В качестве излучателя и приёмника обычно используют пье-

зоэлектрические преобразователи. При измерении в газовых сре-

Рис. 5.8. Принцип действия ультразвукового расходомера:

7 - излучатель ультразвука, 2 - приемник ультразвука; с - скорость движения

среды (потока); с - скорость распространения ультразвука в среде; / - расстояние

между излучателем и приёмником ультразвука

Рис. 5.10. Расходомер с накладными пьезоэлектрическими преобразователями

Рис. 5.11. Доплеровский расходо-

мер

Оба типа измерения дополняют друг друга: если при время-

импульсном методе измерения расхода наличие инородных час-

тиц и пузырьков нежелательно (они рассеивают измерительный

луч), то доплеровский метод измерения расхода, наоборот, требу-

ет наличия примесей и пузырьков. Некоторые современные рас-

ходомеры совмещают в себе оба типа измерения, расширяя та-

ким образом область применения.

В реальных условиях в формировании сигналов объёмного

рассеяния принимает участие совокупность рассеивателей раз-

личной природы, случайно расположенных в пространстве. При

этом понятие «доплеровское смещение» сменяется концепцией

«доплеровского спектра», отражающей распределение принятой

энергии как функции радиальных скоростей рассеивателей. Для

того чтобы можно было пользоваться приведенной формулой в

реальных расчетах, достаточно под величиной /

подразумевать

центр тяжести спектра отраженного сигнала.

ШИРОКОЛУЧЕВЫЕ УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ РАСХОДОМЕРЫ

Технология

«широколучевого»

измерения реализуется, как

правило, с помощью ультразвуковых волн Лэмба. Волной Лэмба

называется волна, распространяющаяся между поверхностями

стенки трубы вдоль поверхности трубопровода. При каждом от-

ражении от границы труба-среда в среде возбуждается волна,

направленная внутрь измеряемого потока. В результате создаётся

пучок когерентных измерительных лучей, который и называют

широким лучом (рис. 5.12).

Рис. 5.12. Формирование широкополосного ультразвукового луча

«Широкий луч» обеспечивает нечувствительность расходоме-

ра к примесям в среде. Если один из параллельных лучей широ-

кого пучка перекрывается инородной частицей примеси, то изме-

рение обеспечивают другие лучи.

При использовании накладных расходомеров возможны изме-

нения характеристик материала трубы. Это приводит к измене-

нию времени прохождения ультразвукового луча и в конечном

итоге к ошибке измерения величины расхода. Использование

волны Лэмба, проходящей по стенке трубы как дополнительного

(опорного) сигнала, позволяет рассчитать скорость распростра-

нения ультразвука в металле.

Указанные преимущества открыли путь к созданию наклад-

ных расходомеров, не уступающих по характеристикам ни тради-

ционным расходомерам, ни врезным ультразвуковым расходоме-

рам. Широкий измерительный луч отлично зарекомендовал себя

при измерении потоков нефти: пьезоэлектрические датчики на

откалиброванной трубе сертифицируются как измерительные

средства с точностью 0,15 % объёмного расхода.

5.4. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ РАСХОДОМЕРЫ

о.

а.

со

1С

Рис. 5.14. Устройство вихревого расходомера:

1 - корпус расходомера; 2 - тело обтекания; 4 ~ фланцы расходомера; 5 - трубо-

провод

ВИХРЕВОЙ РАСХОДОМЕР С УЛЬТРАЗВУКОВЫМ ДЕТЕКТИРОВАНИЕМ

ВИХРЕЙ

Принцип работы вихревого расходомера с ультразвуковым

датчиком (рис. 5.15) заключается в следующем. В проточной час-

ти расходомера 1 устанавливается дельтаобразное тело обтекания

2. За телом обтекания на диаметрально противоположных частях

Рис. 5.15. Устройство вихревого расходомера жидкости с ультразвуковым де-

тектированием вихрей:

1 - корпус расходомера; 2 - тело обтекания; 3 — излучатель и приёмник ультра-

звуковых колебаний; 4 - фланцы расходомера; 5 - трубопровод

трубопровода располагаются ультразвуковой излучатель и при-

ёмник 3- На излучатель подаётся переменное напряжение (1-

2 МГц), которое преобразуется в ультразвуковые колебания

жидкости. Пройдя через поток жидкости, колебания взаимодей-

ствуют с вихрями и модулируются по амплитуде и фазе. Приём-

ник преобразует ультразвуковые колебания в электрический сиг-

нал. Сигналы с излучателя и приёмника подаются на схему об-

работки, которая вырабатывает сигнал, частота которого равна

частоте вихреобразования.