本报告概述了Inov8在推进水设备在线油的超声波清洗方面的研究和发展所取得的重大进展。这方面的主要目标是使超声波清洗在最极端的环境中有效,包括在高压(最多35巴)环境中,大规模构建盛行的环境。
此外,Inov8系统还希望减轻超声波清洗达到最大设置时对光学窗口造成的损害。最终目标是消除在有效清洁分析器和测量窗口的寿命之间存在的权衡。
Inov8系统目前有14名工作人员,几乎所有系统都有5-20年生产水的经验,特别是在网上生产水的经验。 水中油分析 .公司的目标一直是将在线石油在水技术方面的技术发展到尽可能高的水平,从而消除了这类测量中常见的一些缺点。
在2016年开始的最初两年半的研发阶段之后,该公司的产品和公司于2018年底投入商业运作。
在这里你可以看到我们主要生产的水技术的图片。左边是直接放置在使用法兰连接过程中的内联探针,是一种现场测量。右侧的单元是侧流型单元,它需要一个旁路系统,将一部分工艺流体引导穿过从外壳底部延伸的测量室。我们设计的一部分职责是使这些单元尽可能紧凑,而就尺寸而言,探测单元的长度小于1米,旁路单元的尺寸与ipad相同。
测量技术是 激光诱导荧光 .这是一种众所周知的、行业公认的水分析仪在线油量测量方法,可以是一种非常稳健的方法,但和大多数光学测量一样,它在很大程度上依赖于光学窗口始终保持清洁。光学窗口可以清晰地看到在探测器单位的右边,那里的激光光是通过。
这张PPM相对于时间的图表显示了清洁对激光诱导荧光的成功至关重要,并说明了当光学窗口被允许变得肮脏时会发生什么。你可以清楚地看到,在左边,PPM是如何波动正常和响应变化的含油量。随着时间的推移,玻璃窗变得越来越脏,荧光反应开始减弱,最终会变成零,因为没有更多的光线可以通过玻璃窗。在极端情况下,这种犯规的时间可以发生在几分钟内,或者最好的情况是在几天内。任何一种方式,除非窗口是完全清洁的,否则不能依靠测量结果来精确。
众所周知,超声波清洗会对水设备中在线油的测量窗口造成损害(特别是蚀刻),并导致不得不平均每18个月更换一次窗口。然而,这一间隔取决于超声波清洗的持续时间和频率,这也与每个应用的难度有关,而且几乎总是清洁功效和窗口寿命之间的权衡。为了将其分解为易于理解的数字,我们可以查看特定应用程序中所需的每小时脉冲,如表所示。
在某些应用中,清洁所需的每小时脉冲显然无法在常规超声波清洗中实现,例如,用标准超声波每小时9,000个脉冲,而每秒仅有一次脉冲是不可能的。
我们的研究还表明,超声波清洗只在超声波脉冲的最初几毫秒内有效,此后超声波只会损坏窗户,从而浪费和损害能源。
因此,我们理解,为了优化超声波清洗,我们必须将每小时提供多达10000个脉冲的能力结合起来,这些脉冲的持续时间足够短,仅能提供清洁行动,不会对窗户造成损害(或蚀刻)。这使我们发展了快速波超声波清洗,提供非常快速/短脉冲,如视频显示。警告此视频包含声音,所以如果使用耳机,要小心将音量调小。
去了解 超声波清洗 我们可以回顾一些不同的场景,看看它是如何比较传统的超声波的。
常规超声波的正常设置是,每15分钟启动20秒,每小时输出80个脉冲,在水中使用不到10pPM的原油时,足以进行清洁。这将使预测(和现场证明)的寿命在窗口被蚀刻和必须改变之前的18个月。可行的最高设置是每分钟启动20秒,每小时提供1200个脉冲,足以在原油浓度超过500便士时进行清洗。这就提供了一个月以上的使用寿命,在此之前需要一个服务来更改窗口,但仍不足以清除任何规模的累积。
快速波正常设置为每15分钟20秒,每小时传送800个脉冲,足以在高含油量的应用中清洁超过500pm。这提供了在蚀刻前566个月的模拟寿命。这个数字不是现场测试的,这一点只应被认为是一个模拟数字,但清洁效果是实地证明。
快速波高设置每20秒5秒钟,每小时提供9000个脉冲,在甚至大规模的应用中是有效的清洗,并提供30个月的寿命。这些数字是实际的实地数据,迄今为止,一些分析器在这种情况下已经运行了30个月,到目前为止,光学窗口一直保持清洁,没有损坏或蚀刻。该信息满足了我们理解和提高超声波清洗效果的职责,延长了测量窗口的使用寿命。
即将播放的视频显示了一个用原油包裹的探测器中的光学窗口,以在水中复制高油量的场景。然后激活超声波来演示增强清洁所提供的有效清洁。
注意:此幻灯片包含另一个带声音的视频,因此请相应减少耳机上的声音。
下一阶段的研究与超声波清洗已优化使用超声波清洗在高压应用。
超声波清洗的工作原理是在水中产生小气泡(也就是空化),然后内爆,并提供强烈的湍流,导致有效的清洗。在低于5巴的低气压下,这是很容易做到的,但是超过10巴的压水的作用严重限制了在这个阈值以上出现气蚀的能力。
我们在这一领域的研究和开发工作的重点是在正确的位置实现所需的超声波功率,能够在35巴的水压下产生气蚀。
影响传感器共振的参数很多。手工计算简单杆式传感器的材料、长度、宽度、形状等都是直线前进的,然而,设计一个传感器可以在选定的频率下有效地工作,减少位移能以方便保持点(法兰),放大能量以最大限度地提高所需位置的位移能几乎是不可能的。
从历史上看,通过试验和错误所取得的成就都受到效率、稳定性和可重复性差的影响。最近开发的有效设计和模拟所需的传感器的软件,不仅节省了月和年的构建和测试时间,而且还提供了超高效和有效的传感器。
历史上,300-500瓦特的能源一直被用于这种类型的低压清洁技术,主要是为了克服设计中的效率。使用该软件生产超高效换能器,使空化能量需求降至10瓦以下,但对于高压而言,更重要的是,能将更高的能源效率转化为极高压力下的空化。典型的Inov8系统高压传感器运行在125瓦,仍然是早期设计技术所需要的一小部分。
你可以在下面看到传感器模拟的屏幕捕捉和正在测试的实际传感器的图像共振效率和Q。
该软件使我们能够开发和制造一种高效、使用较少功率、能在高压(35巴)下产生空化的传感器。
尽管我们希望完全信任这个软件,但是在将模型转换为实际工作的传感器时,仍然存在一定程度的试验和错误,然后最重要的是将其纳入能够在高压下有效清理的分析探测器中。
同样,下面的视频中也含有噪音。
左边的视频显示了我们对传感器组件的功能测试。这是测试的第一阶段,使我们的研发团队能够验证传感器是遵循控制器的命令,并在正确的功率输出脉冲,最终产生空化。
在中间的图像是我们的测试装置,高压传感器安装在整个探针组件上,并放置在一个可以达到任何要求的压力的管道,以便测试各种压力下的清洗。
右侧的最后一段视频显示了研发阶段的最终结果。整个探针组件安装在一个测试管中,测量窗口涂上原油,激活超声波,原油立即分散并从窗口喷出。
结论:采用新型传感器装配的超声波可用于高压清洗。
该分析器已传递脂肪,交付给客户,安装/试运行正在等待。结果将在适当的时候反馈回来……注意这地方。