Добив на нефт и газ
нефт, газ, добив на нефт, сондиране, рафиниране на нефт
Принципът на работа на високоскоростните броячи е подобен на принципа на работа на турбинните разходомери, с единствената разлика, че в разходомерите броят на оборотите на турбинния датчик се измерва за единица време, а в броячите броят на оборотите се сумира за всеки референтен период от време. В този случай общият брой обороти на сензора ^ за референтния период от време ще бъде пропорционален на обемното количество течност- V,, протичаща през тръбопровода за същия период от време. Следователно уравнението за измерване за високоскоростни броячи има формата
където c е коефициент, който обикновено зависи от конструктивните характеристики на измервателния уред, скоростта на потока и физичните и химичните свойства на течността, която се измерва.
Високоскоростните измервателни уреди се произвеждат в две основни конструктивни модификации: измервателни уреди с аксиално и тангенциално подаване на течност към турбинния сензор на устройството. Устройството на брояча с аксиално подаване на течност е показано на фиг. 96. Потокът от течност, влизащ в устройството, се изравнява от струен изправител5и се насочва към лопатките на аксиалното работно колело3,, изпълнено под формата на многонарезен винт. Въртенето на работното колело чрез червячната двойка1и предавателния механизъм6,, разположен в корпуса2,, се предава на броячното устройство 7, което има циферблатни индикатори с деления, цифровизирани в литри или кубични метри. Възможността за четене на показанията директно в единици обемна величина (а не в броя на оборотите на турбината) се осигурява чрез регулиране на предавателното число на механизмаb,чрез подходящ избор на сменяеми предавки и регулиране на скоростта на въртене на турбината със специално регулиращо устройство4.Устройството ви позволява да завъртите една отрадиални прегради на изправителя на потока спрямо посоката на потока. В резултат на това частта от потока, затворена между въртящата се регулираща плоча и съседните прегради на струйния изправител, в зависимост от ъгъла на въртене на плочата
Ориз. 96. Скоростомер с аксиална турбина
калта ще избута или забави въртящото се работно колело. Регулирайки по този начин скоростта на въртене на работното колело в процеса на калибриране на измервателния уред, те постигат съответствие (в рамките на грешката на калибриране) между показанията му и действителното количество изтекла течност.
Устройството на брояча с тангенциално подаване на течност е показано на фиг. 97. В тези броячи гърбицата е направена вертикално с право острие. Флуидният поток се подава тангенциално към кръга, описан от средния радиус на лопатките. Течността може да се подава към лопатките от една (едноструйни метри) или от няколко (многоструйни метри) струи. Конструктивната разлика между многоструйния брояч и едноструйния измервателен уред (виж фиг. 97) е, че работното колело е поставено в цилиндрична камера (фиг. 98). Камерата има два реда дюзи, равномерно разпределени по обиколката. През долния ред дюзи течността се подава към лопатките на турбината, през горната (обратна посока) се изпуска от камерата. При многоструйни измервателни уреди с директен и обратен поток на течността, в зависимост от посоката на потока, предназначението на дюзите може да се промени.
Едноструйните и многоструйните измервателни уреди имат редица сравнителни предимства и недостатъци. Така че едноструйните измервателни уреди са повече
Ориз. 97. Бързоходен брояч с тангенциална турбина: броячен механизъм1 —;2 —предавателен механизъм;3 —тяло на устройството;4- работно колело
Ориз. 98. Многоструйна камераскоростомера с тангенциално работно колело
са прости по дизайн и имат по-малка загуба на налягане. Те обаче са по-малко надеждни при работа поради едностранното износване на опората и значителна промяна в показанията, когато филтърната мрежа е запушена. При многоструйните измервателни уреди опората се износва равномерно. При същия калибър обаче са с малко по-малък диаметър на турбината, която се върти по-бързо и се износва по-бързо.
В зависимост от това дали броячният механизъм на уреда е отделен от измерваната среда чрез преграда и салникови уплътнения или дали измерваната среда запълва целия механизъм на брояча до стъклото над стрелката за броене, измервателните уреди се делят съответно на "сухотръбни" и "мокротръбни". Мокро работещите измервателни уреди са по-опростени по конструкция, имат по-голяма чувствителност и точност, тъй като имат значително по-малко загуби от триене (няма уплътнения на жлезите) и са по-удобни за работа.Въпреки това, поради мръсотия и абразивни включвания в измерваните течности, сухо работещите измервателни уреди, чийто механизъм за броене е защитен от вредни примеси, са получили по-широко разпространение.
Показанията на тангенциалните измервателни уреди се регулират или чрез вертикално движение на турбината, промяна на височината на опорния шип, или чрез преместване на специална плоча, монтирана в горния край на турбината, или чрез отклоняване на част от потока на течността от измервателната камера в байпасния канал. Първите два метода на регулиране се основават на промяна на хидравличното съпротивление, осигурено от потока на флуида при въртене на работното колело поради промяна в пролуките между неговите краища и неподвижните части на камерата (дъното или регулиращата плоча).
Значителен недостатък на високоскоростните аксиални и тангенциални измервателни уреди е зависимостта на техните показания от вискозитетаизмерена течност. Когато вискозитетът се промени, коефициентът на пропорционалностcв уравнение (9.1) се променя, така че високоскоростните измервателни уреди се използват изключително за измерване на количеството вода.
Грешката на показанията на високоскоростните броячи с тяхната правилна настройка и нормална работа е в рамките на ± (2-3)% и в зависимост от дебита има формата, показана на фиг. 99.
Аксиалните роторни измервателни уреди се използват за измерване на количеството вода при високи дебити в индустриални водоснабдителни системи; метри с тангенциални работни колела - за измерване на количеството вода при ниски дебити (например в битови водопроводи и малки отоплителни системи). Възможността за използване на аксиални водомери за измервания при високи дебити се дължи на факта, че цялата челна повърхност на аксиалната турбина е защитена
от аксиалното действие на потока чрез неподвижен обтекател, върху който са закрепени преградите за изправяне на струята (виж фиг. 96).
Измервателните уреди с аксиално работно колело с обозначение VV се произвеждат в калибри от 50 до 300 mm и се използват за измерване на количеството вода при дебит от 3 до 1300 m3 / h. Тези измервателни уреди могат да се монтират както на хоризонтални, така и на наклонени участъци от тръбопровода. Дължината на правия участък, необходима за нормалната им работа, е 8–10 диаметъра на тръбопровода пред измервателния уред и 2–3 диаметъра зад него.
Тангенциалните измервателни уреди с обозначение SVK (едноструен) или SVM (многоструен) се произвеждат в калибри от 15 до 40 mm за типични дебити от 3 до 20 m3 / h. Те могат да бъдат монтирани само на хоризонтални участъци от тръбопровода, но не са необходими прави участъци с голяма дължина за нормална работа.
При избора на високоскоростни измервателни уреди те не се ръководят от тяхната характеристикапоток, но върху допустимата загуба на налягане, която при продължителна работа на измервателния уред при най-висок дебит не трябва да надвишава 0,02-0,03 kgf / cm2. Това значително намалява границата на измерване (по отношение на потока) на високоскоростните измервателни уреди, която в най-добрия случай е 6:1.
Когато според условията на измерване са необходими по-широки диапазони на дебитите, се използват комбинирани водомери, състоящи се от два брояча - основен аксиален и спомагателен тангенциален, работещи от една линия, и превключващ вентил. Броячите се избират по такъв начин, че горната граница на спомагателното измерване да съвпада с долната граница на основния брояч.
100. Схема на комбиниран водомер
На фиг. 100,апоказва схема на комбиниран водомер с паралелно свързване. При ниски дебити, количеството течаща вода се измерва само от спомагателния водомер2,, тъй като захранващата тръба на главния водомер1е блокирана от клапана3.Когато дебитът се увеличи, спадът на налягането през спомагателния водомер се увеличава. Веднага щом тази разлика достигне определена граница, вентилът ще се отвори и водата ще тече както към спомагателния, така и към главния измервателен уред. В този случай общото количество изтичаща вода ще бъде равно на сумата от техните показания. На фиг. 100,bпоказва схема на комбиниран водомер с последователно свързване. При ниски дебити, по-малки от прага на чувствителност на главния водомер, количеството течаща вода се измерва от спомагателен водомер 2. Когато дебитът се увеличи под действието на разликата в налягането, вентилът ще се отвори.
панел3и главният измервателен уред1.ще „започват да работят“ В същото време, поради по-ниското хидравлично съпротивление на захранващия тръбопроводна главния водомер, потокът вода през спомагателния ще бъде толкова малък, че устройството няма да работи.
Като превключващо устройство в комбинираните водомери се използват товарни вентили, при които ефектът от разликата в налягането се балансира от теглото на съответния товар.
За намаляване на габаритните размери, както и за улесняване на монтажа и поддръжката, комбинираните водомери се произвеждат в един общ корпус.