Измерение количества и расхода жидкости и газа в практике горно-буровых работ

Введение
В практике горно-буровых работ часто производят измерения количество и расхода различных жидкостей, смесей, воздуха и газа.
Например: При бурении разведочных и эксплуатационных скважин необходимо контролировать количество подаваемой в скважину промывочной жидкости или газа.
При тампонировании скважин обязательно измеряют количество закачиваемых смесей и растворов, что позволяет контролировать подачу тампонажного раствора в нужном количестве и в заданный участок скважины.

Расходомеры
Физико-механические свойства промывочной жидкости могут изменятся в широких пределах. Промывочная жидкость содержит значительное число абразивных частиц, в ее состав могут входить химически активные ингредиенты и нефтепродукты. Давление в магистрали меняется от единиц до десятков МПа, причем вследствие неравномерности работы буровых насосов давление пульсирует с низкой частотой.

Расходомеры общепромышленного типа в зависимости от метода измерения делятся на расходомеры:
переменного перепада давления;
постоянного перепада давления.
В бурении также широко применяются специальные расходомеры, более сложные по конструкции с электрическим методом измерения.
В зависимости от условий применения специальных приборов они могут быть разделены на две основные группы: наземные и скважинные.

Наземные расходомеры
Предназначены для измерения расхода промывочной жидкости, закачиваемой в скважину.
Электрические расходомеры - ЭРМ-5,РПЛ-1 и ЭМР-2.

Скважинные расходомеры
Предназначены для исследования поглощающих горизонтов разведочных и эксплуатационных скважин.
ДАУ-ЗМ и тахометрические скважинные расходомеры
ТСР-34/70Э, РСТ-ЗСТУ

Счетчики
В зависимости от того, какой принцип замера количества вещества заложен в основу прибора, различают счетчики:
скоростные;
объемные;
весовые.

Принцип действия скоростного счетчика основан на зависимости частоты вращения вертушки от скорости протекания измеряемого вещества.
Счетчик со спиральной вертушкой:
1 — корпус;
2 — вертушка;
3 — регулирующее устройство струевыпрямителя;
4 — струевыпрямитель;
5 — редуктор;
6 — счетчик

В зависимости от конструкции рабочего органа объемные счетчики делятся на:
поршневые;
дисковые;
с овальными шестернями и др.

Анемометры
Состав атмосферы в горных выработках непрерывно меняется из-за:
выделения газов из трещин пород;
окислительных процессов;
в результате проведения взрывных работ и других причин.
При этом концентрация ядовитых веществ может достигнуть предельных значений. Поэтому для создания благоприятных условий тру­да рабочим осуществляют естественную или чаще принудительную
вентиляцию горных выработок.

В разведочных горных выработках замер скоростей движения воздуха производят анемометрами.
Анемометры:
а) – крыльчатый,
АСО-3;
б) – чашечный,
МС-13.

Расходомеры переменного перепада давления

Расходомеры постоянного перепада давления (Ротаметры)
Расходомеры этого типа представляют собой вертикально уста­новленный корпус конической формы, к нижней части которого подводится жидкость, газ или пар.

Внутри корпуса свободно размещен поплавок. Чем больше рас­ход вещества, тем больше скорость его движения и подъемная сила, увлекающая поплавок вверх до тех пор, пока вес поплавка не уравновесится разностью давлений до и после поплавка.
Расход вещества определяют по высоте расположения поплавка.

Расходомер конструкции Левченко РЛ - 6
Внутри корпу­са 8 с конической расточкой расположен шток 9, на нижнем конце которого помещен поплавок 10, а на верхнем — постоянный магнит 5 в виде цилиндрической шайбы. Поплавок, шток и магнит составляют подвижную часть прибора, свободно перемещающуюся по вертикали. Тарельчатая часть по­ плавка имеет ряд отверстий и в сочетании с резиновой диафрагмой 11 образует обратный клапан, позволяющий перепускать жидкость из верхней полости в нижнюю при опущенном поплавке. Центриро­вания поплавка при его движениях вверх или вниз осуществляются центратором 6 и направляющей 7. Магнит перемещается внутри стакана 4, выполненного из диамагнитного материала (алюминия или бронзы). Снаружи кожуха 3 прибора закреплены три стеклян­ные трубки 2, внутрь которых свободно вставлены тонкие стальные пластинки-указатели 1.

Жидкость, двигаясь по корпусу, в зависимости от расхода поднимает поплавок на большую или меньшую высоту. С перемещением поплавка и магнита синхронно движутся пластинки-указатели.
Отсчет показаний ведется по градуированным в единицах рас­хода шкалам, расположенным на панели, прикрепленной к кожуху со стороны визирного окна.