Проблема с ультразвуковым расходомером

[Anton]

Доброго всем дня. Может кто подскажет, как решить проблему, с которой мы столкнулись, при использовании ультразвуковых расходомеров во время бурения боковых стволов: 1) при вырезке окон используется тех. вода, на 9 станциях при этом расходомер работает мягко говоря некорректно. 2) при переходе на био полимерный раствор датчик перестаёт работать. В нашей организации используют датчики марок "РУД-342" и так называемый "Артвик"

[MACTEP]

Доброго всем дня. Может кто подскажет, как решить проблему, с которой мы столкнулись, при использовании ультразвуковых расходомеров во время бурения боковых стволов: 1) при вырезке окон используется тех. вода, на 9 станциях при этом расходомер работает мягко говоря некорректно. 2) при переходе на био полимерный раствор датчик перестаёт работать. В нашей организации используют датчики марок "РУД-342" и так называемый "Артвик"

При использовании буровых растворов с высоким содержанием полигликоля, эти типы датчиков измеряют, что-то только им  понятное, иногда затыкаются совсем.

[PEMOHT]

Доброго времени уважаемые коллеги.

....2) при переходе на био полимерный раствор датчик перестаёт работать. ...

УЗДР (УльтраЗвуковые Датчики Расхода) критичны к изменению плотности раствора (изменение скорости звука).
И особенно критичны к изменению вязкости. Поскольку био полимерный раствор имеет определённую динамическую и опредедённую статическую вязкость, это даёт градиент скорости потока от стенки трубопровода к его центру (т.е , грубо говоря, у самой стенки скорость потока практически нулевая, чем ближе к центру - тем скорость выше, довольно сложная экспоненциальная зависимость), причём чем выше скорость тем градиентный слой - толще, и в этом слое становятся ярко выражены  вихревые процессы. (Гидродинамика??!! -  Блин!!!)
У воды этот градиентный слой тоже есть, но очень тонкий и на показания  не влияет. В вязком растворе информационная звуковая волна, грубо говоря "теряется" в градиентном слое "отягащённом"  ещё и вихревыми явлениями.
Типа пример: через многополосное, одностороннее шоссе, по которому плотным потоком, с разной скоростью по полосам едут машины, пытаются докричаться друг до друга пара человеков. Естественно безрезультатно.
С уважением, Сергей.

[MACTEP]

Доброго времени уважаемые коллеги.

....2) при переходе на био полимерный раствор датчик перестаёт работать. ...

УЗДР (УльтраЗвуковые Датчики Расхода) критичны к изменению плотности раствора (изменение скорости звука).
И особенно критичны к изменению вязкости. Поскольку био полимерный раствор обладает определённую динамическую и опредедённую статическую вязкость, это даёт градиент скорости потока от стенки трубопровода к его центру (т.е , грубо говоря, у самой стенки скорость потока практически нулевая, чем ближе к центру - тем скорость выше, довольно сложная экспоненциальная зависимость), причём чем выше скорость тем градиентный слой - толще, и в этом слое становятся ярко выражены  вихревые процессы. (Гидродинамика??!! -  Блин!!!)
У воды этот градиентный слой тоже есть, но очень тонкий и на показания  не влияет. В вязком растворе информационная звуковая волна, грубо говоря "теряется" в градиентном слое "отягащённом"  ещё и вихревыми явлениями.
Типа пример: через многополосное, одностороннее шоссе, по которому плотным потоком, с разной скоростью по полосам едут машины, пытаются докричаться друг до друга пара человеков. Естественно безрезультатно.
С уважением, Сергей.

Откуда почерпнуты такие глубокие мысли?
Я точно знаю, что пластическая вязкость здесь не причем, про статическую вязкость первый раз слышу, это видимо, напряжение сдвига?

[PEMOHT]

Откуда почерпнуты такие глубокие мысли?...

ПГУ, ФизФак. Я радиофизик-электроник, так что познания в гидродинамике - "углублённо поверхностные" или "поверхностно углублённые"  , + общение с умными людьми  ,по жизни  и здесь на сайте.
С уважением, Сергей.

[Anton]

Спасибо, коллеги за полезную информацию! Имея вашу информацию, завтра переговорю с представителями "растворщиков"  и напишу результат. А то Заказчики наезжают сильно, в договорах везде прописан параметр "реальный расход", а по факту так и сидим на ДХН.

[PEMOHT]

....Это прикол что-ли...?

Это физика!!

...Какой-то тупой юмор насчет ссочетания величины скорости и толщины градиентного слоя...

Юмор  . Тупой . Отнюдь!!!

Для кого все это написано...?

Кому интересно!

А особенно критичны эти датчики к размерам шаровых конкреций - вообще работать не хотят.

Насчёт конкреций  - это к Тарасенко!!!
С уважением, Сергей.

[Beda]

Доброго времени уважаемые коллеги.
УЗДР (УльтраЗвуковые Датчики Расхода) критичны к изменению плотности раствора (изменение скорости звука).
И особенно критичны к изменению вязкости.
....
С уважением, Сергей.

Датчик не измеряет скорость звука в растворе.
Отсюда все остальные рассуждения о "поверхностном слое" вызывают улыбку.

Датчик расходомера, устанавливаемый на наружную часть трубы, излучает сигнал, направленный через ее стенку в поток    
жидкости. Этот сигнал отражается присутствующими в жидкости твёрдыми частицами или газовыми пузырьками.    
Частота отраженного сигнала отличается от исходной из-за движения жидкости (эффект Доплера). Контроллер расходомера измеряет сдвиг частоты и определяет значение скорости жидкости, которое используется для расчета расхода.

Техническая вода и каллоидные высокодисперсные растворы, если содержат твердые частицы, то  их линейные размеры лежат в пределах от 1 до 100 нм. Чего для стабильной работы датчика не достаточно.
   

[PEMOHT]

...Датчик не измеряет скорость звука в растворе.
Отсюда все остальные рассуждения о "поверхностном слое" вызывают улыбку.

Интересно, и где это написал про измерение скорости звука УЗДРом??
В моём

УЗДР  критичны к изменению плотности раствора (изменение скорости звука).

говорится об изменении скорости звука в растворе с изменяемой плотностью, и как следствие изменение полученной информации. (датчик излучает УЗ фиксированой частоты, и не коим образом не подстраивается под изменение свойств бурового раствора. Для РУД-342 - 640кГц.)

...

Датчик расходомера, ... (эффект Доплера). Контроллер расходомера измеряет сдвиг частоты и определяет значение скорости жидкости, которое используется для расчета расхода.

Техническая вода и каллоидные высокодисперсные растворы, если содержат твердые частицы, то  их линейные размеры лежат в пределах от 1 до 100 нм. Чего для стабильной работы датчика не достаточно.

Из ТО на РУД-342: "...Концетнрация включений должна быть не ниже, чем в технической воде. ..." -  дословно. Думаю что тех.вода на скважине не чище тех.воды производителя РУДов.

УЗ волны от РУДа проходят через стенку трубопровода, через "градиентный по скорости слой" ,  рассеиваясь на неоднородностях жидкости возвращаются, через весь этот "бутерброд", значительно искажонными, поскольку скорость потока неоднородна (вплоть до полного отсутствия, какой либо информативной способности) обратно к преобразователю возбуждая вторичные мех. колебания, которые в свою очередь преобразуются в выходной электрический сигнал.
Электроника датчика не может вычленить полезную информацию из мешанины принятых колебаний.
С уважением, Сергей.

[Beda]

Для измерения расхода требуется присутствие в растворе твёрдых частиц или пузырьков газа с размером не менее    
100 мкм, концентрацией не менее 75 ррм.
Все остальные рассуждения - "Письмо к ученому соседу" Чехова А.

   

[PEMOHT]

Уважаемый  Beda.
Да разговор не о том, сколько и какие и есть ли вообще, твёрдые частички aka "шаровые конкреции"  в тех воде применяемой на скважине при бурении (ибо их там есть).
А почему вылазит "гемор"  на РУДе при использовании био-полимерного раствора.
Свою точку (и не только) зрения на физику процесса и выразил.
Выкладывайте свою!
И её обсудим.
С уважением, Сергей.

[MACTEP]

Вода, как известно, идеально вписывается в Ньютоновскую реологическую модель флюида. То есть она практически не имеет начального напряжения сдвига. И никаких градиентных слоев, различной толщины, при движении такой жидкости через манифольд не образуется. Тем более, что скорее всего там будет турбулентное движение раствора.

[Beda]

А почему вылазит "гемор"  на РУДе при использовании био-полимерного раствора.

Потому что биополимерный раствор, относится к коллоидным растворам с низким содержанием высокодисперсной фазы, с реологией модели  Оствальда - де Ваале.

А датчик предназначен для измерения объемного расхода различных жидкостей,
включая стоки, воду, химические материалы, кислоты, щёлочи, рассолы,
суспензии, пульпы и вязкие жидкости.

Почему производители не указали в техописании коллоидные растворы?

[MACTEP]

Потому что биополимерный раствор, относится к коллоидным растворам с низким содержанием высокодисперсной фазы, с реологией модели  Оствальда - де Ваале.

У этой модели, насколько я знаю, тоже нет начального напряжения сдвига - откуда многополосное движение с разными скоростями?

[Savage]

Доброго времени уважаемые коллеги.
УЗДР (УльтраЗвуковые Датчики Расхода) критичны к изменению плотности раствора (изменение скорости звука).
И особенно критичны к изменению вязкости. Поскольку био полимерный раствор имеет определённую динамическую и опредедённую статическую вязкость, это даёт градиент скорости потока от стенки трубопровода к его центру (т.е , грубо говоря, у самой стенки скорость потока практически нулевая, чем ближе к центру - тем скорость выше, довольно сложная экспоненциальная зависимость), причём чем выше скорость тем градиентный слой - толще, и в этом слое становятся ярко выражены  вихревые процессы. (Гидродинамика??!! -  Блин!!!)
У воды этот градиентный слой тоже есть, но очень тонкий и на показания  не влияет. В вязком растворе информационная звуковая волна, грубо говоря "теряется" в градиентном слое "отягащённом"  ещё и вихревыми явлениями.
Типа пример: через многополосное, одностороннее шоссе, по которому плотным потоком, с разной скоростью по полосам едут машины, пытаются докричаться друг до друга пара человеков. Естественно безрезультатно.
С уважением, Сергей.

Не ясно с типом потока - ламинарный или турбулентный рассматривается, но за пример +1.
С парой глухих на многополосным шоссе, это не каждому дано придумать.
Драгон отдыхает!