Технические данные глубинных пружинно-поршневых манометров

Показатели	МГП – 3 М	МПМ – 4	МГН – 1
Пределы измерения давления, МПа	2,5 – 25,0 4,0 – 40,0	0,1 – 5,0 0,5 – 12,0 1,0 – 18,0 1,0 – 25,0	0,2 – 4,0 0,4 – 8,0 8,0 – 16,0 1,5 – 30,0
Максимальная рабочая температура, °С	130,0	60,0	100,0
Масса, кг	7,0	2,9	15,0

Конструкция прибора МГП – 3М приведена на рис. 5.2. В манометре данного типа чувствительным элементом служит шток-поршень 1, растянутый пружиной 2. Шток 1 проходит через сальник 3, разделяющий две камеры. В верхней камере А– атмосферное давление, а в нижней камере В – давление внешней среды. Разность давлений в камерах действует на сечение поршня-штока 1, который при своем перемещении растягивает пружину.

В камере А находится перо 4, вычерчивающее на бумажном бланке вертикальную линию, равную по величине перемещению штока и пропорциональную давлению в камере В. Бланк крепится в стакане-каретке 5,

Рис. 5.2. Пружинно-поршневой

манометр МГП

которая приводится во вращение часовым механизмом 6. Камера В заполняется обычно маслом и отделена от скважинной жидкости (газа) сильфоном.

Наибольшее распространение из глубинных приборов пневматического типа получил глубинный дифманометр марки ДГМ – 4М. Глубинные дифференциальные манометры обеспечивают наиболее точное измерение давления в скважине, начиная с заданной величины зависящей от давления зарядки измерительной камеры в приборе. Конструкция дифманометра ДГМ – 4М приведена на рис. 5.3.

Дифференциальный манометр состоит из двух секций – верхней и нижней, разделенных между собой поршнем с резиновой манжетой.

В верхней секции расположен часовой механизм 3, вращающий барабан 4 при помощи водильпа, который установлен таким образом, что барабан вращается с некоторым опозданием. Время запаздывания составляет порядка 1–2 часа (это время необходимо для подготовки прибора к измерениям, спуску в скважину и термостатированию в ней). Каретка с пишущим пером 5 с помощью штанги 6 жестко соединена с поршнем 7, на котором находится разгруженная самоуплотняющаяся манжета 9. Для уменьшения трения, стенки цилиндра 10 периодически

Рис. 5.3. Дифманометр ДГМ – 4М смазывают авиационным маслом. В случае превышения

пределов измерения прибора (с целью предотвращения возникновения значительных перепадов на поршень) в поршне 7 смонтирован клапан 8. Клапан 8 открывается в крайних верхнем и нижнем положениях каретки 5, чем обеспечивает сообщение обеих камер измерительного прибора. В верхнем положении он открывается под действием перепада давлений, а в нижнем упором о трубку 11. Сообщение между камерами необходимо и при проведении работ по подъёму прибора (поршень в этом случае находится в нижнем положении). В верхней и нижней камерах смонтированы клапана 2 и 13 для заполнения прибора сжатым воздухом. Клапан 13 снабжён двумя пружинами 12 и 14. Пружина 14 (более сильная) открывает клапан при давлении в скважине, меньшем на 0,04 – 0,05 МПа давления зарядки прибора. После открытия клапана давление в нижней камере становится равным давлению в скважине, и клапан, отжимаемый нижней пружиной, остается открытым. Исходя из вышесказанного, глубинный дифференциальный манометр может регистрировать как нарастание, так и уменьшение давления в скважине.

Глубинный дифференциальный манометр опускают в скважину со скоростью не более 2 м/с, время термостатирования на глубине замера 20 – 25 мин.

5.2. Глубинные манометрические термометры

Принципиальная схема геликсного глубинного термометра имеет различие от геликсного манометра в том, что внутренняя полость геликса сообщается с полостью термоприёмника. Термоприёмник выполнен либо в виде цилиндра со стенкой большой толщины (термобаллон), либо в виде трубки – змеевика. Внутренние полости термоприёмника и геликсной пружины могут быть заполнены жидкостью полностью (термометр ТГГ), либо на две третьих объема легкокипящей жидкостью (термометр типа "Сириус"). В таблице приведены основные параметры глубинных термометров.

Показатели	ТГГ	“Сириус“
Пределы измерения	0 – 30	0 – 60; 20 – 100;

температуры, °С	0 – 40 0 – 60	40 – 140; 80 – 180; 120 – 220; 150 – 250.
Максимальное рабочее давление, МПа	30,6	До 100,0
Габариты Длина, м диаметр, мм	1,5 36	2 32

Глубинные термометры типа ТГГ имеют равномерную шкалу показаний температуры. С этой целью для уменьшения тепловой инерции в них объём термобаллона выполнен значительно большим, чем объём геликса. Термобаллон и геликс заполняются жидкостями, имеющими различные коэффициенты объёмного расширения. Пределы измерения жидкостных термометров опреде-

ляются объемом термобаллона. Глубинные термометры

конденсационного типа разработаны на базе геликсных манометров типа МГН-2. Принципиальная схема данного прибора приведена на рис. 5.4. Как видно из рисунка, термоприёмник 1 сообщается с полостью геликса – свободный конец которого соединен с промежуточным валом 3, на котором закреплена втулка 4. На боковой поверхности втулки 4 установлено пишущее перо 5. В барабан 6 вставляется диаграммный бланк, на котором фиксируется температура. Перемещение барабана 6 по пазам в трубке 8 осуществляется с помощью часового привода 10. Через редуктор 9 привод вращает ходовой винт 7. На барабане 6 имеется центральная трубка, по поверхности которой перемещается втулка 4 с закрепленным на ней пишущим пером 5. Глубинные

Рис. 5.4. Глубинный термометр “Сириус”

приборы данного типа имеют неравномерную шкалу, что ведет к различной чувствительности их в измеряемом диапазоне температур. Пределы измерения этих приборов устанавливаются путём подбора жидкостей заполнителей:

– вдиапазонетемператур 80 – 180 °С – хлористый этил; – вдиапазонетемператур 150 – 250 °С – вода;

– вдиапазонетемператур 200 – 300 °С – толуол; – вдиапазонетемператур 250 – 400 °С – анилин.

5.3. Устройства для измерения расхода (дебита) природного газа

Для измерения расхода (дебита) природного газа в промышленной практике используют расходомеры переменного перепада давления. Принцип действия данных устройств основывается на измерении перепада давления, создаваемого вследствие протекания жидкого или газообразного вещества через сужающее устройство, установленное в трубе (см. п. 3.1.3).

Получаемая разность давлений зависит от расхода и служит мерой расхода. В основе этих устройств используются три базовых элемента:

– сужающее устройство, устанавливаемое внутри трубопровода, которое создаёт перепад давления, зависящий от расхода потока;

– дифференциальный манометр, измеряющий перепад давления, градуированный в единицах расхода;

– соединительные трубки, передающие перепад давления от ссужающего устройства к дифференциальному манометру.

В качестве сужающих устройств в промышленной практике применяют диафрагмы, сопла и сопла Вентури. Общий вид сужающих устройств приведен на рис. 5.5.

Рис. 5.5. Сужающие устройства:

а) камерная диафрагма; б) бескамерная диафрагма; в) сопло Вентури

Диафрагма имеет вид тонкого металлического диска с круглым отверстием с острой кромкой со стороны входа потока, а с другой стороны фаску, выполненную под утлом 30 – 45°. Диафрагмы выпускаются в двух модификациях:

– камерная диафрагма, располагается между двумя кольцевыми камерами, которые сообщаются с внутренней полостью трубопровода щелью или группой равномерно распределенных по окружности отверстий; такое расположение камер обеспечивает равномерное распределение давления до и после диафрагмы;

– бескамерная диафрагма, располагается между фланцами трубопровода, замер перепада давления осуществляют через отдельные цилиндрические отверстия.

Диафрагмы устанавливаются на трубопроводах диаметром не менее 50 мм при условии, чтобы модуль сужающего устройства был в диапазоне 0,05 < m < 0,70. Толщина диска диафрагмы составляет 0,1D. На газопроводах с диаметром труб в пределах от 125 до 250 мм устанавливаются диски диафрагм толщиной 3 мм, а на газопроводах с диаметром трубы 250 мм – толщиной 6 мм. Бескамерные диафрагмы устанавливаются на газопроводах с рабочим давлением не более 2,5 МПа (ограничение применения по давлению фланцев с гладкими полями).

Для обеспечения минимальных потерь напора в газопроводе в качестве сужающих устройств используют сопла и сопла

Вентури. Первые применяются на газопроводах с диаметром трубы не менее 50 мм при условии, чтобы модуль ссужающего устройства был в диапазоне 0,05 < m < 0,65. Сопло Вентури используется при условии, что 0,05 < m < 0,60.

При измерении расходов газа при скоростях его истечения равной или большей критической, используется устройство называемое диафрагменным измерителем критического течения (ДИКТ).

В основе принципа измерения расхода лежит установленный факт, что с увеличением перепада давления ∆Р рост расхода наблюдается только до тех пор, пока соотношение ξ = Р2 / Р1 не

достигнет критического значения ξ кр, при котором с дальнейшим уменьшением его, расход через отверстие стандартной диафрагмы не изменяется.