Устройство для измерения межфазного натяжения жидкостей

О П И С А Н И Е,750343

ИЗОБРЕТЕНИЯ

- К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистические

Республик (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 09,01.79 (21) 2731237/18 — 25 (51) М. Кл.

G 01 N 13/02 с присоелинением заявки №

Государственный комитет

СССР (23) Приоритет до делам иэооретений и открытий

Опубликовано 23.07.80. Бюллетень № 27

Дата опубликования описания 23.07.80 (53) УДК543.542 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. Г. Окишан и И. С. Кисиль

Ивано — Франковский институт нефти и газа и Центральная научно-исследовательская лаборатория производственного объединения "Укрнефть" (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МЕЖФАЗНОГО НАТЯЖЕНИЯ

ЖИДКОСТЕЙ

Изобретение относится к измерению физикохимических параметров жидкостей, в частности межфазного натяжения растворов поверхностноактивных веществ (ПАВ) на границе с нефтью по методу максимального давления в капле.

Известно устройство для измерения межфаз.в ного натяжения, содержащее шприц с поршнем, капилляр, микрометрический винт и рабочую емкость (13. По количеству капель, выдавливаемых из шприца микрометрическим винтом через капилляр в исследуемую жидкость, судят о межфазном натяжении между жидкостями, находящимися в шприце и рабочей емкости.

Однако это устройство отличается сложностью,, проведения измерения и периодичностью работы.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для измере- ния межфазного натяжения по методу максимального давления в капле, содержащее сосуд с исследуемой жидкостью, калиброванный капилляр с расширенной частью, заполненный рабочик агентом и размещенный в сосуде, и систЕму измерения максимального давления в капле, выдавливаемой из капилляра (21.

Недостатком такого устройства является периодичность его работы и невозможность применения для непрерывного измерения межфазного натяжения жидкостей, находящихся в потоке. При проведении измерений описанным устройством необходимо постоянно добавлять порции нефти в расширенную часть капилляра, так как снижение уровня нефти в капилляре, а следовательно, повышение его в сосуде, приводит к появлению погрешности от изменения гидростатических давлений на срезе капилляра, что видно из формулы м+ эн РР

Аин/сМ (1)

К

7 где 6 — межфазное натяжение на границе нефть-раствор ПАВ;

Р„, — давление манометрическое в момент отрыва капли от капилляра;

К вЂ” постоянная капилляра;

РН,Р— гидростатическое давление столба нефти и раствора ПАВ на срезе капилляра соответственно.

3 750343 4

Перечисленные недостатки не позволяют применять зто устройство для измерений в потоке.

Цель изобретения — обеспечение непрерывности измерения межфазного натяжения рабочего агента с жидкостью, находящейся в потоке.

Указанная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит емкость для подпитки рабочим реагентом и регулятор уровня в расширенной части капилляра, причем емкость для подпитки соединяется с расширенной частью 10 капилляра через регулятор уровня, а сосуд с исследуемой жидкостью выполнен в виде проточной камеры. Это обеспечивает постоянный уровень нефти в расширенной части капилляра в процессе измерения, а следовательно, постоянное давление Рн (из формулы 1). В емкость с раствором ПАВ вводится сливной патрубок, обеспечивающий постоянный уровень раствора, а следовательно, делает постоянным

Ро . Из формулы 1 видим, что межфазное натяжение определяется только манометрическим давлением P при условии

Ч „= Рр . (2) I jg 1 (2g 2; (3) или

P1Пg = Pg Ь2. (4) Формула изобретения

55 где з и h — плотность ивысота нефти от

Г1 среза капилляра до поверхности р И ll — плотность и высота раствора

ПАВ от среза капилляра до поверхности — ускорение силы тяжести.

Поддерживая постоянным равенство мы исключаем их влияние на измеряемую величину межфазного натяжения.

На Чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Устройство состоит из проточной камеры 1, в которой размещен калиброванный капилляр 2 с расширенной частью в виде шарообразной емкости для нефти, емкости 3 для подпитки, соединенной с расширенной частью капилляра через регулятор 4 уровня, стабилизированного источника 5 питания сжатым воздухом, пневмоэлектрического преобразователя 6, электронной измерительной схемы 7 и показывающего самопишущего прибора 8.

Процесс измерения производится следующим образом.

В емкость 3 для подпитки заливают определенное количество нефти, которая заполняет капилляр 2 на определенный уровень, задаваемый регулятором 4 уровня. Проточную камеру 1 подсоединяют к потоку раствора ПАВ и устанавливают его так, чтобы поток был

40 ламинарным и не срывал капли. нефти с кончика капилляра 2 в процессе их образования, При помощи сжатого воздуха, поступающего от источника 5 питания, нефть из калиброванного капилляра 2 по капле с определенной выдержкой времени выдавливается в раствор

ПАВ, находящийся в проточной камере 1.

Возникающее при этом давление воспринимается пневмоэлектрическим преобразователем 6 и преобразуется в пропорциональный электрический сигнал, который усиливается электронной измерительной схемой 7 и поступает на показывающий самопишущий прибор 8, Емкость 3 для подпитки и регулятор 4 уровня служат для поддержания постоянного уровня нефти в расцтиренной части капилляра 2. Поступающие в проточную камеру 1 в процессе измерения капли нефти вытекают через сливной патрубок вместе с вытекающим раствором ПАВ. При этом формула 1 принимает вид

6 = > (5) м

К где межфазное натяжение определяется только манометрическим давлением Р и будут исключены вносящие погрешность значения изменяющихся уровней нефти в капилляре и раствора ПАВ в проточной камере. Изменение

P< — плотности раствора ПА — в процессе измерения настолько мало, что им можно пренебречь.

Применение предлагаемого устройства позволяет производить измерение межфазного натяжения в потоке одной из жидкостей (раствора ПАВ), т.е. непосредственно в технологической линии или ее ответвлении, в частности применение его при закачке раствора ПАВ в нефтеносный пласт позволяет поддерживать концентрацию ПАВ на таком уривне, при котором нефтеотдача пласта будет максимальной, а расход ПАВ оптимальным.

Устройство для измерения межфазного натяжения жидкостей по методу максимального давления в капле, содержащее сосуд с исследуемой жидкостью, калиброванный капилляр с расширенной частью, заполненный рабочим агентом и размещенный в сосуде, и систему измерения максимального давления в капле, выдавливаемой из капилляра, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью обеспечения непрерывности измерения межфазного натяжения рабочего агента с жидкостью, находящейся в потоке, оно дополнительно содержит емкость для подпитки рабочим агентом и регулятор уровня в расширенной части капилляра, при750343

Составитель С. Беловодченко

ТехРед А. КУликовскаЯ КоРРектоР 10. Макаренко

Редактор А. Мотыль

Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4458/16

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 чем емкость для подпитки соединена с расширенной частью капилляра через регулятор уровня, а сосуд с исследуемой жидкостью выполнен в виде проточной камеры.

Источники информации, 5 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Н 338828, кл. G 01 N 13/02, 1971.

2. Методы испытаний водных растворов поверхностно-активных веществ, вып. Г. ЦНИИТЭИ, М., 1965, с. 43 — 47 (прототип) .