В качестве вторичных приборов, предназначенных для измерения термоэдс термопар используются милливольтметры и автоматические потенциометры.
Действие термопреобразователей сопротивления (термометров сопротивления) основано на свойстве металлов изменять своё электрическое сопротивление при изменении температуры. Вторичными приборами, работающими с термометрами сопротивления, являются логометры и уравновешенные мосты.
Температуру сильно нагретых тел можно определить по величине энергии, излучаемой ими в окружающее пространство. Приборы, измеряющие интенсивность теплового излучения нагретого тела, называются пирометрами излучения.
Для измерения температуры в скважинах применяют глубинные термометры. По принципу действия глубинные термометры подразделяются на две группы: с местной регистрацией и дистанционные. С местной регистрацией выпускаются манометрические и биметаллические термометры, а дистанционные – с металлическим и полупроводниковым резистором.
Вопросы для самоконтроля.
1.Методы измерения температуры.
2.Классификация термометров.
3.Устройство и принцип термометров расширения.
4.Устройство и принцип действия манометрических термометров.
5.Устройство и принцип уравновешенного моста.
6.Особенности измерения температуры в скважинах.
Литература (1, стр.65 – 77; 2, 31 – 98).
Тема 1.3. Измерение давления.
Студент должен:
иметь представление:
- о роли назначении приборов для контроля давления;
знать:
- определение давления;
- единицы измерения, классификацию приборов для измерения давления;
- устройство и принцип действия манометров различных типов, в том числе скважинных;
уметь:
- определять пригодность манометра по результатам поверки.
Роль измеряемого параметра в управлении процессами добычи нефти и газа.
Определение давления, единицы измерения. Классификация и характеристики приборов для измерения давления. Жидкостные, поршневые, деформационные, электрические манометры. Преобразователи давления. Глубинные манометры для измерения давления в скважинах. Классификация глубинных манометров. Устройство скважинного манометра МГН – 2. Требования безопасности при выполнении исследований скважин глубинными манометрами.
Методические указания.
Давление – один из параметров, характеризующих работу технологических объектов и ход технологических процессов бурения, добычи и транспорта нефти и газа, а также процессов обезвоживания и обессоливания нефти.
Давление – величина, характеризующая интенсивность сил, действующих на какую – либо часть поверхности тела по направлениям, перпендикулярным к этой поверхности.
Различают абсолютное, избыточное, вакуумметрическое (разрежение) и барометрическое давление.
Соответственно приборы для измерения давления по назначению подразделяются на манометры абсолютного давления, манометры избыточного давления, вакуумметры, мановакуумметры, барометры и дифференциальные манометры.
По принципу действия приборы для измерения давления можно разделить на жидкостные, грузопоршневые, деформационные, электрические манометры.
Жидкостные манометры работают по принципу уравновешивания измеряемого давления и давления столба рабочей манометрической жидкости.
Грузопоршневые манометры – образцовые приборы, которые могут создавать и измерять давление при помощи поршня с грузами, воздействующими на замкнутый объём жидкости.
Принцип действия деформационных манометров основан на деформации упругого чувствительного элемента под действием давления.
По типу чувствительного элемента деформационные манометры подразделяются на трубчатые, многовитковые (геликоидальные), мембранные и сильфонные.
Электрические манометры можно разделит на две группы. К первой группе относятся манометры, основанные на свойстве некоторых материалов изменять свои электрические параметры под воздействием давления, ко второй – манометры, основанные на преобразовании механического воздействия измеряемой величины в электрический параметр при помощи соответствующих преобразователей.
По принципу действия различают электрические манометры, которые под действием давления изменяют сопротивление, магнитную проницаемость, индуктивность, ёмкость, электродвижущую силу.
К преобразователям давления относятся преобразователи с пневмосиловой компенсацией типа МС – П, ТНС – П и т.п., с электросиловой компенсацией типа МП - Э, МС – Э и т.п., дифференциально – трансформаторные преобразователи типа МЭД, ВМД, тонкоплёночные тензорезистивные преобразователи типа «Сапфир».
Скважинные манометры применяют для измерения давления в скважинах. По принципу действия скважинные манометры разделяют на следующие группы: пружинные геликсные, пружинно – поршневые, пневматические, деформационные со струнным преобразователем, компенсационные.
В настоящее время применяются датчики давления серии Метран, чувствительный элемент которых – кристалл сапфира с кремниевыми плёночными тензорезисторами.
Датчик состоит из преобразователя давления и электронного преобразователя.
Вопросы для самоконтроля.
1.Классификация приборов для измерения давления по роду измеряемого давления.
2.Классификация приборов для измерения давления по принципу действия.
3.На чём основан принцип действия деформационных манометров?
4.Устройство и принцип действия грузопоршневого манометра.
5.Устройство и принцип действия манометра типа МС – П.
6.Устройство и принцип действия преобразователя давления типа «Сапфир».
7.Особенности измерения давления в скважинах.
Литература (1, стр.45 – 65), (2, стр. 99 –157).
Тема 1.4. Измерение расхода, объёма и массы жидкости и газа.
Студент должен:
иметь представление:
- об области применения различных типов расходомеров;
знать:
- определение расхода, объёма и массы вещества, единицы их измерения;
- классификацию приборов для измерения расхода, объёма и массы жидкости и газа, их устройство и принцип действия;
уметь:
- снимать показания счётчика, рассчитывать суточный и часовой расход вещества.
Роль измеряемого параметра в управлении технологическим процессом. Определение количества и расхода вещества, единицы измерения. Скоростные и объёмные счётчики. Измерение расхода методом переменного перепада давления; основные соотношения, сужающие устройства, дифманометры. Измерение расхода методом постоянного перепада давления. Массовые расходомеры.
Ультразвуковые, индукционные расходомеры, счётчики нефти, турбинные «МИГ», преобразователь электронный турбинного счётчика «Дельта – 2», «НОРД», прибор типа «Турбоквант» счётчик воды вихревой ультразвуковой СВУ, датчик расхода пластовых вод со счётчиком, корреляционный ДРК – 1, радиоактивные расходомеры.
Особенности измерения производительности нефтяных скважин. Дебитомеры типа ТОР, НОРД.
Глубинные расходомеры и дебитомеры.
Блочная установка учёта нефтепродуктов БУУН 1.
Современные средства для измерения расхода.
Методические указания.
Расход – величина, определяемая отношением количества вещества, перемещаемого через определённое сечение, перпендикулярное к направлению потока, к промежутку времени, за который это перемещение происходит.
Измерение объёма и массы нефти, газа и воды имеет большое значение для учёта нефти, газа и воды при отпуске их. Кроме того, объём и масса нефти, газа и воды является важнейшим параметром, по которому определяют ход технологического процесса.
Приборы для измерения расхода называются расходомерами. Интегрирующие приборы, используемые для измерения объёма или массы за некоторый промежуток времени, называются счётчиками.
По принципу действия расходомеры можно разделить на следующие группы:
- объёмные;
- переменного перепада давления;
- постоянного перепада давления;
- переменного уровня;
- тахометрические;
- электромагнитные;
- ультразвуковые;
- вибрационные.
Принцип действия объёмных расходомеров основан на периодическом или непрерывном отсчёте порций измеряемого вещества прибором, имеющим измерительную камеру определённого объёма.
Метод переменного перепада давления основан на изменении статического давления, необходимого для придания потоку дополнительной скорости при преодолении сопротивления на пути потока. Для измерения расхода в трубопроводе устанавливается сужающее устройство. Разность давлений до и после сужающего устройства служит мерой скорости потока в сужающем устройстве. Зная скорость потока и площадь поперечного сечения потока, можно определить расход. Для измерения расхода методом переменного перепада давления используются дифференциальные манометры (дифманометры). К ним относятся дифманометры типа 13ДД11, Сапфир 22 ДД и др.
Измерительная часть расходомера постоянного перепада давления представляет собой трубку, в которой находится поплавок. Перепад давления до и после поплавка определяется весом поплавка и его геометрической формой и остаётся постоянным. Поплавок изменяет своё положение по высоте в зависимости от расхода.
Принцип работы тахометрических расходомеров основан на зависимости расхода от частоты вращения тахометрического преобразователя. В зависимости от преобразователя расхода тахометрические расходомеры подразделяют на турбинные, шариковые и камерные. К турбинным расходомерам относятся НОРД, ТОР, ТУРБОКВАНТ и др.