Измерение плотности любых растворов в потоке с помощью измерительного устройства типа ГПРМ

Измерение плотности любых растворов гамма плотномером типа ГПРМ (безопасным для здоровья человека и экологии) при движении жидкости в технологической трубе, расположенной на оборудовании, предназначенном для бурения скважин и прокачки любых жидкостей в скважину, при проведении любых производственных процессов при строительстве, ремонте скважины, интенсификации притоков из пласта нефти и газа.
Расположение прибора-плотномера типа ГПРМ на трубе с движущимся в ней под давлением раствором может быть осуществлено:
  • на блоке манифольда буровой;
  • на блоке манифольда, предназначенном для:
  • цементирования скважин;
  • гидроразрыва пласта;
  • осуществления интенсификации притока нефти и газа из пласта;
  • на любом насосном агрегате.
    • В гамма плотномере растворов используется образцовый спектрометрический источник гамма-квантов типа Na-22 с малозначимой активностью (МЗА) до 610 кБк, помещенный в защитный свинцово-металлический толстостенный кожух-экран. Эксплуатация ГПРМ-плотномера проводится в соответствии с требованием санитарных правил и норм САНПиН 2.6.1.1015-01 для РИП 1-ой группы. Согласно «Основных санитарных правил обеспечения радиационной безопасности» (ОСПОРБ-99) и с учетом требований Закона радиационной безопасности НРБ-99 для ОСГИ-Na-22 с минимально значимой активностью (МЗА) до 1000 кБк не требуется разрешение органов госэпиднадзора на его приобретение, транспортировку, использование и применение в измерительной аппаратуре технического назначения. В связи с этим ГПРМ-плотномер освобождается от радиационного контроля и учета и от необходимости оформления специального разрешения (лицензии) на право работы с ним.
    Комплектация ГПРМ
    № п/п Наименование Количество
    1 Блок детектирования (БД). Устанавливается на измерительную трубу компл. 1
    2 Блок обработки информации (БОИ) (контроллер). Устанавливается на стол оператора компл. 1
    3 Преобразователь интерфейса RS-485 в интерфейс «токовая петля» с выходным токовых сигналов в пределах 4-20 мА. Устанавливается в отдельный блок вместе с источником питания компл. 1
    4 Блок питания ±24 В. Питается от сети переменного тока 220 В, 50 Гц шт. 1
    5 Источник гамма-квантов Na-22 в охранном металло-свинцовом кожухе. Устанавливается на измерительную трубу. компл. 1
    6 Конструктивный элемент для установки и крепления на измерительной трубе БД и Na-22 компл. 1
    7 Эксплуатационный документ, включающий: Паспорт, Руководство по эксплуатации, Методику поверки заводскую и в производственных условиях шт. 1

    Устройство и принцип работы

    Принцип работы плотномера основан на регистрации изменения количества гамма-квантов, поступающих от источника гамма-квантов Na-22, установленного перед измерительной трубой, по которой движется исследуемая жидкость, и остаточного количества прошедших через стальные стенки трубы и исследуемую жидкость зарегистрированных гамма-квантов с помощью блока детектирования БД, установленного с другой стороны трубы. Среднее количество импульсов F, зарегистрированных БД и обработанных контроллером пропорционально плотности исследуемой жидкости r. Эта закономерность описывается экспоненциальной зависимостью:
    F=Аexp(Br)

    Технические характеристики

    Диапазон измерения плотности жидких сред в трубопроводах, кг/м3 800 - 2200
    Предел допустимой основной погрешности от диапазона измерения выходного сигнала ±2%
    Длина кабеля, соединяющего БД с БОИ не более, м 200
    Сопротивление изоляции проводников в БД должно быть (при темп-ре воздуха 20±5°С и относит. влажности не более 80%), МОм не менее 30
    Токовый выход, мА от 4 до 20
    Номинальное время усреднения Ср, с от 10 до 250
    Номинальная активность источника гамма квантов Na-22, кБк до 1000
    Фактическая активность источника Na-22 выбирается в пределах, кБк от 400 до 600
    Потребляемая мощность, ВА, не менее 10
    Напряжение питания, В ±24
    Плотномер обеспечивает нормальную работу при изменении окружающей среды, °С от -40 до +60
    Дополнительная погрешность за счет изменения температуры на каждые 10 °С рабочего диапазона температур не более 0,25%
    Плотномер устойчив к воздействию вибрации с частотой от 10 до 55 Гц и амплитудой смещения, мм не более 0,15
    Относительная влажность воздуха при эксплуатации не более, % 100
    Вес, габаритные размеры блоков плотномера, мм, не более:
    Блок детектирования (БД) (длина, высота, ширина) мм:
    с источником, экраном, конструктивом для крепления к трубе диаметром 130 мм 400х165х380
    без источника, без конструктива для крепления к трубе 300х110х110
    полный вес БД с источником и экраном и конструктивом крепления, кг до 40
    Блок обработки информации (БОИ)-контроллер, блок аналогового вывода – (4-20 мА):
    размеры, мм 145х80х80
    вес, кг до 0,2
    Блок питания:
    размеры, мм 100х90х75
    вес, кг до 0,2
    Наработка на отказ, не менее, час 2500
    Полный срок службы, лет 3