Способ управления величиной давления жидкости в трубопроводе

(51) 05 16/00 (2006.01) 21 43/12 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Это достигается тем, что в предлагаемом способе управления величиной давления жидкости в трубопроводе,включающем определение параметров текучей жидкой среды и изменение давления жидкости в функции отклонения от заданных значений параметров,согласно изобретению,в качестве параметров транспортирования жидкости фиксируют одновременно наличие или отсутствие колебаний двух незатухающих частот колебаний давления текучей среды 1 и 2, осуществляя достижение нормального режима работы изменением давления до фиксации момента появления меньшей из частот, при этом устанавливают предельно допустимые величины давления текущей среды в зоне трубопровода, давление текучей среды регулируют изменением производительности насоса,а определение параметров осуществляют в зоне, в качестве которой используют зону участка трубопровода, проходящего по возвышенной местности, имеющей наибольшую высоту.(72) Сябина Наталья Валерьевна Рутгайзер Олег Зиновьевич(73) Некоммерческое акционерное общество Алматинский университет энергетики и связи(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНОЙ ДАВЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ В ТРУБОПРОВОДЕ(57) Изобретение относится к области управления потоком текучей среды при наличии газовоздушных включений и поддержания определенного режима потока текучей среды в нефтепроводах. Техническим результатом изобретения является повышение точности управления величиной давления жидкости в трубопроводе и расширение арсенала средств назначения. 24633 Изобретение относится к области управления потоком текучей среды при наличии газовоздушных включений и поддержания определенного режима потока текучей среды в нефтепроводах. Известен способ контроля протяженного трубопровода, заполненного жидким продуктом с диэлектрическими свойствами (способ управления потоком текучей среды в трубопроводе),заключающийся в том,что определяют несплошность в жидкой среде(наличие газовоздушных составляющих),заполняющей трубопровод, в котором с обоих концов возбуждают электромагнитные волны, принимают их после взаимодействия с указанной средой и сравнением параметров текучей жидкой среды с параметрами,зафиксированными при заведомо нормальном режиме работы,определяют координаты газовоздушных составляющих и их объем(определение наличия газовоздушных составляющих),на основе которых далее регулируют рабочие параметры.(Патент 2009476, кл. 01 27/00, опубл. 15.03.1994, Бюл.5) Однако известный способ не обеспечивает достаточной эффективности управления потоком текучей среды, так как дает значительные ошибки из-за неоднозначности характеристик объекта смены формы и режима течения жидкости(ламинарный,расслоенный,кольцевой) на различных участках трубопровода, проходящего по пересеченной местности. Известен способ управления потоком многофазной текучей среды в газлифтной нефтяной скважине, согласно которого, устанавливают по меньшей мере один акустический датчик непосредственно на производственной трубе и определяют акустическую характеристику потока текучей среды в производственной трубе, передают ее в контроллер, определяют посредством контроллера режим потока текучей среды, на основе которого регулируют рабочие параметры нефтяной скважины для регулирования рабочих параметров используют дроссель и/или управляемый клапан нефтяной скважины.(Патент 2256 067, кл. Е 21 В 43/12, 47/12,опубл. 10.07.2005, Бюл.19) Однако известный способ не обеспечивает достаточной эффективности управления потоком текучей среды, так как дает значительные ошибки из-за неоднозначности характеристик объекта смена режима и формы потока текучей среды,акустические шумовые помехи, неоднородность спектра сигнала. Задачей изобретения является создание способа управления величиной давления жидкости в трубопроводе, позволяющего повысить точность управления потоком и расширить арсенал средств назначения. Техническим результатом изобретения является повышение точности управления величиной давления жидкости в трубопроводе и расширение арсенала средств назначения. 2 Это достигается тем, что в предлагаемом способе величиной давления жидкости в трубопроводе,включающем определение параметров текучей жидкой среды и изменение давления жидкости в функции отклонения от заданных значений параметров, согласно изобретению, в качестве параметров транспортирования жидкости фиксируют одновременно наличие или отсутствие колебаний двух незатухающих частот колебаний давления текучей среды 1 и 2, осуществляя достижение нормального режима работы изменением давления до фиксации момента появления меньшей из частот , при этом устанавливают предельно допустимые величины давления текущей среды в зоне трубопровода,давление текучей среды регулируют изменением производительности насоса,а определение параметров осуществляют в зоне, в качестве которой используют зону участка трубопровода,проходящего по возвышенной местности, имеющей наибольшую высоту. Технический результат обеспечивается выбором параметров текучей среды в трубопроводе в виде наличия автоколебаний частот 1 и 2 и изменением давления до достижения частоты 1. Предлагаемый способ управления давлением текучей среды в трубопроводе реализуют следующим образом. В зоне трубопровода, на начальном участке, в качестве параметров контроля одновременно фиксируют наличие или отсутствие незатухающих колебаний давления жидкой среды (любая нефть) двух частот 1 и 2. При отсутствии автоколебаний с частотами 1 и 2, давление жидкости уменьшают. При наличии автоколебаний более высокой частоты 2,давление жидкости увеличивают. При повышенном давлении в трубопроводе и небольшом объеме воздуха возникают колебания низкой частоты 1. При высоком давлении или отсутствии газовоздушных составляющих колебания давления с частотами 1 и 2 отсутствуют. Устанавливают предельно допустимые величины давления текучей среды в зоне трубопровода,давление текучей среды регулируют изменением производительности насоса, параметры 1 и 2 определяют в зоне участка трубопровода, имеющей наибольшую высоту. Предлагаемый способ поясняется функциональной схемой управления давления трубопровода, представленной на фиг. 1. На схеме позиции обозначены 1, 2 - насосы 1, 2 Д - датчик давления Ф 1, Ф 2 - фильтры 1, 2,настроенные на частоты 1 и 2 Д 1, Д 2 -детекторы 1, 2 УФ 1, УФ 2 - устройства фиксации 1, 2 РИ регулятор-интегратор ИЛИ-НЕ - логический элемент- направление движения жидкости. Сигнал с датчика давления начального пункта участка трубопровода подают на узкополостные фильтры, настроенные на частоты 1 и 2. При больших скоплениях воздуха имеют место колебания на выходе фильтра УФ 2 с частотой 2. На выходе фильтра УФ 1 колебания отсутствуют. 24633 Колебания с частотой 2 детектируют, поступают после сглаживания на устройство фиксации 2. Сигнал с этого устройства с уровнем 1 поступает на логический элемент ИЛИ-НЕ и дополнительно на первый вход регулятора-интегратора, который увеличивает сигнал задания производительности насоса (сигнал с выхода логического элемента равен 0 и поступает на второй вход регулятора), при этом увеличивается давление жидкости и колебания 2 исчезают. При этом сигнал с выхода устройства фиксации 2 становится равным нулю. За счет повышенного значения давления жидкой среды и вытеснения воздуха из трубопровода, возникают колебания давления меньшей частоты, и через детектор и сглаживающий фильтр сигнал поступает на устройство фиксации 1. Сигнал с устройства фиксации УФ 1 с уровнем 1 поступает на логический элемент ИЛИ-НЕ. Поскольку с фиксатора 2 на логический элемент в этот момент поступает сигнал 0, то на выходе элемента ИЛИНЕ останется сигнал 0 и регулятор,следовательно, запоминает предыдущий уровень выходного сигнала. В этом случае в трубопроводе обеспечивают минимальный уровень воздушных включений. В случае если давление в трубопроводе высокое или воздушных включений нет, колебания 1 и 2 отсутствуют, устройства фиксации УФ 1 и УФ 2 выдают нулевые сигналы и сигнал выхода логического элемента равен 1, этот сигнал поступает на второй вход регулятора и уменьшает давление в трубопроводе до момента появления частоты 1, т.е. достигается нормальный режим работы. Пример. Исследования возникновения автоколебаний и управления величиной давления проведены на физической модели трубопровода,профиль которого включает отрезок,моделирующий возвышенность - зону контроля трубопровода. При исследовании модели в трубопровод под давлением нагнеталась вода, затем воздух и затем снова вода для искусственного создания газовоздушных составляющих в трубопроводе, с дальнейшим перерасчетом на нефть, в качестве текучей среды. Осциллограмма изменения давления приведена на фиг. 2. При отсутствии газовоздушных оставляющих колебанияи 2 отсутствуют (фрагмент ). При наличии значительного количества воздуха в зоне контроля трубопровода при низких давлениях на осциллограммах представлены автоколебания 2(фрагмент ). При повышенном давлении в трубопроводе и небольшом объеме воздуха возникают колебания давления низкой частоты(фрагмент ). Повышение точности управления потоком текучей среды в трубопроводе достигается за счет того, что автоколебания давления учитывают реальные физические параметры трубопровода, а управление величиной давления в функции автоколебаний обеспечивает минимальный контролируемый уровень воздушных включений. Кроме того, предлагаемый способ расширяет арсенал средств назначения,позволяя осуществлять управление потоком текучей среды протяженного трубопровода, как на ровной, так и на возвышенной местности. Таким образом,предлагаемый способ управления величиной давления жидкости в трубопроводе позволяет повысить точность управления потоком и расширить арсенал средств назначения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ управления величиной давления жидкости в трубопроводе, включающий фиксацию параметров транспортирования жидкости и изменение давления жидкости в функции отклонения от заданных значений параметров,отличающийся тем, что в качестве параметров транспортирования жидкости одновременно фиксируют наличие или отсутствие автоколебаний двух разных частот 1 и 2 давления жидкости, а изменение давления осуществляют до момента фиксации меньшей из указанных частот - 1. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что давление жидкости регулируют изменением производительности насоса. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что устанавливают предельно допустимые величины давления жидкости данного участка трубопровода. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что фиксацию параметров 1 и 2 осуществляют в зоне участка трубопровода,проходящего по возвышенной местности, имеющей наибольшую высоту.