Сигнализатор наличия потока жидкости в трубе

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5I)5

ТЕ

Ф

I»

»О

«

4 о (Я ,,ос

A .. wi»х ххс ;х»х» .. »»i х. Ъ».;., «. »»

ГОхСУД АГСТВЕНйЫИ KOMNTET

" ЙО ЙХОБРЙЙЙЙЯЙ1 Й бтк«РытйЯм ,ха@» ц « ;, ф-фх ффф»@фР фЯуЗ "» " х Ж »»х . » Ъ «»»

„ ;- .фф-:-: —:»,.", :." y@a 6фЖЙ= . (21) 4835567/10 (22) 07.06.90 — (46) 30.09.92. Бюл. ¹ 36 . (71) Гомельский политехнический институт (72) Л, Г.Чубриков (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1495563; кл. Р17 D 5/00, 1987. " "Гухбрйков Л».Г.; Евстратенко О.В. Трех»йбзицйо»йный ййтеграл»ьййй * с«игн»ализатоа потока НТИС,— Автоматизация и телемехаКи«зация в нефтяной промышленности. М,:

8ANM03HT, 1989, N 11, ф:„х«ха "1 .;.ф,,» -. хх p,»хт»х," » х» -"х«, »».

ЭМ; б-,»4х-.-е 1Ф» арт .Г"

«х

ЯХ,, 1765697 А1.» ф„ фРфф у" а х ЯЗВ :- =" -. ="-й (54) СИГНАЛИЗАТОР НАЛИЧИЯ ПОТОКА

ЖИДКОСТИ В ТРУБЕ (571 СУщность изобретения: устройство содержит источник сигнала (1), компаратор (2), блок управления (3) подачей импульсов, блок компенсации (4), задающий генератор (5), блок (6) задания производительности, блок(7) прерывания сигнала, блок(8) формирования сигнала, ключ (9). 1-2-3-47 — 8, 5 — 3-4-2, 5-9-7, 6-7, 6-8. 2 ил.

» х х .--х",. -,!,-.х, » «хХ. ъ ф»,"-хх»:хФ« » я х»- щх»»х к - -х» »»

Ф х«Ф" х 1 - ; ",= — х1;.:-,ф щ»х»,. х/«.х.: ;-: «О;", х

1765697

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для контроля за потоком жидкости в трубе, например, на нефтепромыслах при транспорте жидкости от устья скважины на групповую замерную установку (ГЗУ).

Известны интегральный сигнализатор прекращения потока жидкости (1) и трехпозиционный интегральный сигнализатор пото.ка (2).

Известные сигнализаторы наличия потока жидкости в трубе сложны в схемном и аппаратурном исполнении и имеют невысокую надежность. Кроме того, известные сигнализаторы имеют только одйн режим работы — двухпозиционный,(аналог) или трехпозиционный (прототип).

Целью настоящего изобретения является повышение надежности сигнализатора.

Поставленная цель достигается тем, что в сигнализатор наличия потока жидкости в трубе, содержащий источник сигнала, блок компенсации, задающий генератор, блок формирования сигнала, блок задания производительности и блок прерывания сигнала, подключенный первым входом к выходу блока задания производительности, вторым входом — к выходу блока компенсации, а выходом соединенный с первым входом блока формирования сигнала, выход которого является выходом сигнализатора, введены ключ и последовательно соединенные компаратор и блок управления подачей импульсов, подключенный вторым и третьим входами к первому и второму выходам задающего генератора соответственно, а первым и вторым выходами соединенный с соответствующими входами блока компенсации, подключенного выходом ко второму входу блока формирования сигнала, третьим входом соединенного со вторым выходом блока задания производительности; выходы блока компенсации и источника сигнала подключены к соответствующим входам компаратора; третий выход задающего генератора соединен с третьим входом блока прерывания сигнала через ключ.

На фиг.1 приведена блок-схема сигнализатора наличия потока жидкости в трубе, В сигнализатор включены источник 1 сигнала, компаратор 2, блок 3 управления подачей импульсов, блок 4 компенсации, задающий генератор 5, блок 6 задания производительности, блок 7 прерывания сигнала, блок 8 формирования сигнала и ключ 9, Первый вход блока 7 прерывания сигнала подключен к первому выходу блока 6 задания производительности, второй вход блока 7 прерывания сигнала подключен к выходу

10 блока 4 компенсации а выход блока 7 подсоединен к первому входу блока 8 формирования сигнала, выход которого является выходом сигнализатора. Блок 3 управления подачей импульсов первым, вторым и третьим входами соединен соответственно с выходом компаратора 2, с первым и вторым выходами задающего генератора 5, а первым и вторым выходами соединен соответственно с первым и вторым входами блока

4 компенсации, подключенного выходом ко второму входу блока 8 формирования сигна- ла, который третьим входом подсоединен ко второму выходу блока 6 задания производи15 тельности. Выходы блока 4 компенсации и источника 1 сигнала подключены к соответствующим входам компаратора 2; третий выход задающего генератора 5 соединен с третьим входом блока 7 прерывания сигна20 ла через ключ 9.

Сигнализатор наличия потока жидкости в трубе работает следующим образом.

При нормальном потоке жидкости в трубе наступает равновесие в схеме, когда

25 I U» I =! 0х.ср I, где 0».р — среднее значение напряжения на выходе источника 1 сигнала.

При уменьшении величины U» компаратор 2 меняет полярность своего выходного напряжения U»M, в результате чего со второго вы30 хода задающего генератора 5 через блок 3 управления подачей импульсов на второй вычитающий вход блока 4 компенсации будут поступать импульсы частотой Fz, уменьшающие величину напряжения О» на

35 выходе блока 4 компенсации, Так как частота Fz мала, то даже при продолжительном уменьшении напряжения U», например при продолжительной газовой пробке, напряжение U» уменьшается незначительно и не

40 успевает достичь значения задающего напряжения Озлл на первом выходе блока 6 задания производительности и поэтому блок 7 прерывания сигнала не создает прерывистый сигнал. На выходе сигнализатора

45 продолжает действовать непрерывный сигнал нормального потока, После возврата напряжения U» к своему прежнему значению, например при исчезновении газовой пробки, I Uxl вновь возрастает, компаратор 2

50 изменит полярность U»M, которая будет соответствовать условию !0»l > IU»l . При этом с первого выхода задающего генератора 5 через блок 3 управления подачей импульса на первый суммирующий вход блока

55 4 компенсации будут поступать импульсы частотой Е . При условии Е > Fz напряжение

U» быстро возрастает и достигается условие динамического равновесия IU41 =IU».срl .

Дальше вновь будет поддерживаться это

1765697 временными схемными и аппаратурными упрощениями, что позволяет существенно повысить надежность контроля наличия потока жидкости в трубе, На фиг.2 приведен один из вариантов электрической схемы трехпозиционного

55 равновесие при наличии нормального потока.Если уменьшение напряжения ОХI окажется продолжительным, например, в результате снижения производительности 5 потока жидкости в трубе и наступает неравенство Ux cp! ГО I < I Usp.1 I, то импульсы, например, частотой F< = 1 — 2 имп/с с выхода задающего генератора 5 через ключ

9 и через блок 7 прерывания сигнала посту- 10 пают на первый вход блока 8 формирования сйгнала, который на выходе формирует сигнал, информирующий о снижении производительйости потока.

Если производительность потока через 15 какое-то время вновь возрастает, но повысится I Ux.cð I, в результате чего через определенное время вновь повысится I UK I > . I Оэд.1I и сигнализатор будет вновь формировать непрерывный сигнал наличия пото- 20 ка, Ь

Если производительность потока будет продолжать уменьшаться, т,е. будет продолжать умейьшаться I Ux.cp I, а это значит, что будет уменьшаться Ux I, то при дости- 25 жении неравенства Ок < I 03 .z I блок 8 формированйя сигнала на выходе сигнализатора сформирует нейрерывный сигнал оТсутствия потока жйдкости в трубе.

При возобновлении нормального пото- 30 ка жидкости в трубе появляется напряжение Ux, при котором выполняется условие

I Ux.cp I > 03д.1 !, При этом компаратор 2 разрешает блоку 3 пропускать импульсы F1 на первый суммирующий вход блока 4 ком- 35 пенсации, в результате чего I О» I увеличивается и при достижении неравенства I UK I »

l0зд.1(блок 8 начинает формировать сигнал наличия нормального потока жидкости в трубе. 40

Была описана работа сигнализатора в трехпозиционном режиме, Для перехода от трехпозиционного режима к двухпозиционному режиму достаточно при помощи ключа

9 прервать поступление импульсов частотой 45

F< с третьего выхода задающего генератора на третий вход блока 7 прерывания сигнала, В этом режиме сигнализатор не будет формировать прерывистый сигнал уменьшения производительности потока. Он будет фор- 50 мировать сигнал наличия потока при 14! >

> Оэд.2! или сигнал отсутствия потока при ! Ок < I Uçä.2 I . Таким образом достигается расширение функцйй сигнализатора с односигнализатора, использованного на нефтепромыслах для контроля наличия потока жидкости в трубе от устья скважины на ГЗУ.

Блоки фиг.1 на электрической схеме фиг.2 очерчены штриховыми линиями. Задающий генератор (ЗГ) — один на весь комплект сигнализаторов на одно ГЗУ, Источник сигнала, в зависимости от применяемого датчика, может иметь дополнительные устройства усиления и обработки сигналов. Блок 6 задания производительности собран на резисторах, но может быть и,более сложным, например, как в сигнализаторе, описанном в (2). Функцию замкнутого ключа 9 выполняет провод, при помощи которого третий выход задающего генератора подключен к третьему входу блока 7 прерывания сигнала.

Если же используется двухпозиционный режим работы сигнализатора, то третий выход задающего генератора не подсоединяют проводом к третьему входу блока 7— это соответствует разомкнутому состоянию ключа. Однако при серийном изготовлении сигнализаторов для различных пользователей ключ как реальный аппарат целесообразно устанавливать. Остальные блоки на фиг.2 не требуют пояснений.

Формула изобретения

Сигнализатор наличия потока жидкости в трубе, содержащий источник сигнала, блок компенсации, задающий генератор, блок формирования сигнала, блок задания призводительности и блок прерывания сигнала, подключенный первым входом к выходу блока задания производительности, вторым входом — к выходу блока компенсации, а выходом соединенный с первым входом блока формирования сигнала, выход которого является выходом сигнализатора, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены ключ и последовательно соединенные компаратор и блок управления подачей импульсов, подключенный вторым и третьим входами к первому и второму выходам задающего генератора соответственно, а первым и вторым выходами соединенный с соответствующими входами блока компенсации, подключенного выходом ко второму входу блока формирования сигнала, третьим входом соединенного со вторым выходом блока задания производительности, выходы блока компенсации и источника сигнала подключены к соответствующим входам компаратора, третий выход задающего генератора соединен с третьим входом блока прерывания сигнала через ключ.

1765697

Составитель Л,Чубриков

Редактор Т.Орловская Техред М,Моргентал Корректор НЯороль

Заказ 3379 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101