دستگاه سنجش پايداري ديناميكي و آناليز كننده ساختاري فوم Dynamic Foam Stability and Structure Analyzer • زمينه فني اختراع: اين اختراع در صنايع نفت و گاز و ديگر صنايعي كه فوم در آنها كاربرد دارد، مورد استفاده قرار مي ¬گيرد. امروزه جهت برداشت حداكثري از مخازن هيدروكربوري نياز به تكنولوژي هاي جديد و بسيار كار آمد وجود دارد. استفاده از فوم يكي از اين تكنولوژي ها مي باشد كه با استفاده از اين اختراع مي توان پايداري فوم را در مقياس بالك بصورت ديناميكي و آناليز ساختاري آن را با استفاده از نرم افزار، با دقت بيشتر بررسي نمود. • مشكل فني و بيان اهداف اختراع: امروزه در صنايع نفت و گاز تلاش هاي بسيار فراواني در جهت بيشتر كردن توليد از مخازن صورت مي ¬گيرد. همچنين در استفاده هاي ديگري مانند شستن و تميز كردن، آتشفشاني، صنايع غذايي و محصولات بهداشتي، توسعه سورفكتانت، شناور سازي براي جداكردن ذرات جامد، تسويه آب و روغن هاي سرد كننده از فوم استفاده مي شود.بنابراين سنجش پايداري فوم در علوم مختلف داراي اهميت زيادي است. روش هاي آزمايشگاهي مرسوم براي اندازه گيري ميزان پايداري فوم عمدتاً دستگاه هاي عملكرد مناسبي ندارد. در موارد كمي نيز كه دستگاهي بدين منظور ساخته شده، داراي هزينه بسيار زياد مي باشد. با توجه به تجربه چند ساله ي مخترعين در انجام آزمايشات و تحليل داده هاي پايداري فوم، سعي شده كه كاستي هاي روش هاي ارائه شده در اين اختراع بر طرف شود. بنابراين مزيت دستگاه مورد نظر اين مي باشد كه پايداري فوم را در دما-فشار بالا اندازه گيري مي كند.و همچنين تحليل ساختار آن توسط نرم افزار و الكترود هاي مسي استفاده شده، انجام مي شود. استفاده از الكترود هاي مسي در تشخيص پايداري فوم و وجود مايع درون فيلم نازك مايع تاثير شاياتي در بالا بردن دقت اندازه گيري ها دارد. • ايراد هاي دستگاه هاي مشابه o در دستگاه هاي مشابه سنجش پايداري فوم را در دما و فشار محيط انجام مي ¬دهند. o در دستگاه هاي مشابه، آناليز پايداري فوم بر اساس ديداري انجام مي ¬شود كه مي تواند باعث بروز مشكلاتي در ثبت زمان پايداري فوم گردد. o در دستگاه هاي مشابه در بعضي مواقع فوم ايجاد شده بعد از فرو نشست مايع دورن فيلم نازك مايع (لملا)، ساختار فوم خشك شده و بصورت تار عنكبوتي باقي مي ¬ماند كه باعث ايجاد خطا در ثبت زمان پايداري فوم مي ¬گردد. • مزيت اين دستگاه نسبت به دستگاه هاي مشابه اين دستگاه، قادر به اندازه گيري پايداري فوم در بازه دماي محيط تا °C120و فشار تا bar 16 مي باشد. نحوه انجام آزمايشات به نحوي است كه ابتدا محفظه شيشه اي از سيال مورد آزمايش پر مي¬شود و بعد از بستن درپوش، محفظه شيشه اي درون جعبه قرار گرفته و محكم مي ¬گردد، سپس گاز مورد نظر از پايين (طبق طراحي صورت گرفته) وارد محفظه شده و فوم تشكيل مي شود. نرم افزار مورد نظر براساس تصاوير دوربين صنعتي مونوكروم، ارتفاع مايع و فوم تشكيل شده را گزارش داده و اندازه گيري پايداري فوم بر اساس زمان نيمه عمر (مدت زماني كه سپري مي شود تا ارتفاع فوم به نصف ارتفاع اوليه برسد) گزارش مي ¬دهد. همچنين اين دستگاه، توزيع اندازه حباب هاي مايع فوم و تغيير اين توزيع نسبت به زمان را آناليز مي ¬¬كند. بعلاوه، بررسي و سنجش دقيق اندازه حباب را مي ¬توان انجام داد كه اين آناليز براساس تعداد و اندازه حباب ها و توزيع اندازه آنها صورت مي ¬گيرد و ما قادر هستيم كه حباب ها كه رنج اندازه هاي متفاوت از خيلي كوچك تا خيلي بزرگ هستند را به آساني مشخص كنيم. آناليز پايداري فوم بر اساس وابستگي به زمان در ساختار فوم يكي ديگر از قابليت هاي اين دستگاه مي باشد كه قبل از فرو ريختن فوم، ساختار فوم شروع به تغيير دادن مي ¬كند، جايي كه حباب هاي بزرگ بزرگتر مي شوند و حباب هاي كوچك ناپديد مي شوند. عكس برداري با وضوح بالا نسبت به زمان در اندازه گيري هاي ساختار فوم، اين فرآيند به درستي ثبت و با كمك نرم افزار آناليز فوم تحليل مي شود. اندازه گيري همزمان ارتفاع فوم و تحليل ساختاري آن يكي ديگر از توانايي اين نرم افزار است كه بر اساس تحليل كننده ديناميكي فوم، نمودار ازبين رفتن مي تواند به طور همزمان با ساختار فوم ثبت و در يك بازه ارتفاع قابل انتخاب محاسبه شود و به طور همزمان، ازبين رفتن كلي فوم را تعيين كند. دستگاه تحليل كننده ديناميكي فوم براي اندازه گيري توانايي فوم سازي و پايداري فوم براساس اندازه گيري هاي دقيق ارتفاع فوم استفاده مي شود. اين دستگاه براي مشخص كردن پايداري محصولات تشكيل شده از فوم و يا در مورد فوم ناخواسته يا جلوگيري از تشكيل فوم مي توان استفاده نمود. يكي ديگر از قابليت هاي اين دستگاه آناليز محتواي مايع فوم ها و تغييراتش نسبت به زمان مبتني بر رسانايي است كه اين مهم براساس الكترود هاي مسي استفاده شده صورت مي پذيرد. كه اين نتايج، اطلاعات مهم روي ساخت فوم را فراهم مي آورد و به بهينه كردن محتواي مايع به طور ويژه و پايداري فوم ها به ما كمك مي كند. اين آناليز دقت وضوح بالا نشان مي دهد كه چگونه فوم يك شكل است و چگونه همگني با زمان تغيير ميكند. اين اطلاعات براي تعيين كيفيت فوم هاي خوراكي مهم است. براي مثال، بايد مقداري ثابت در هر سطحي داشته باشد. بعلاوه، قرار دادن زياد الكترود هاي رسانايي به اين معني است كه يك اندازه گيري هميشه در ناحيه كمتر و در مجاورت بالاي فوم در دسترس است. اين اندازه گيري هاي نسبي مايعات باعث مي شود كه فوم با شدت متفاوت بيشتر قابل اطمينان باشد و باعث مي شود كه راحت تر با محتواي مايع بهينه شود. فشار و دماي مورد استفاده را مي توان با استفاده از Mass Flow Controller (MFC) (ابزار كنترل كننده جريان ورودي) و فشار سنج ديجيتالي و المنت هاي حرارتي تنظيم كرد و آزمايشات را در دما و فشار هاي مختلف انجام داد.

امروزه در صنايع نفت و گاز تلاشهاي بسيار فراواني در جهت بيشترين توليد از مخازن صورت ميگيرد. دستگاه سيلابزني مغزه و محفظه شني از مهمترين و پايه اي ترين دستگاه هاي آزمايشگاهي نفت و گاز ميباشد. با استفاده از اين دستگاه ميتوان انواع فرآيندهاي اشباع سنگ از نفت يا آب، اندازه گيري تراوايي سنگ نسبت به مايع با استفاده از قانون دارسي، فرآيندهاي ثانويه و ثالثيه جهت ازدياد برداشت، توزيع انواع سيالات مانند گاز، مواد ميكروبي، مواد شيميايي و يا هر فرآيند ديگري را در مقياس آزمايشگاهي انجام داد. لذا بهبود داده هاي بدست آمده از دستگاه سيلاب زني، كمك شاياني در تحقق موارد ذكر شده در بالا ميكند. به همين دليل، يكي از عوامل تأثيرگذار بر تراوايي مطلق را ميتوان به كانالي شدن سيال تزريقي اشاره نمود كه بر اثر عدم تناسب درست بين مغزه و اسليو (يا عدم زبر سازي بدنه محفظه شني) كه در دستگاه هاي سيلاب زني مغزه و محفظه شني اتفاق مي افتد، ايجاد مي شود. جهت جلوگيري از كانالي شدن سيال تزريقي، مي توان با زبر سازي بدنه اسليو با استفاده از رزين مناسب اين مشكل ناخواسته را تا حد خيلي زيادي برطرف نمود.

امروزه در صنايع نفت و گاز تلاش¬هاي بسيار فراواني در جهت بيشترين توليد از مخازن صورت مي¬¬¬¬¬¬گيرد. دستگاه سيلاب¬زني مغزه و محفظه شني اين امكان را به ما مي‌دهد، شرايطي كه حين انجام فرآيندهاي مختلف ازديادبرداشت نفت و گاز در مخازن با آن مواجه هستيم، در مقياس آزمايشگاهي ايجاد شود و فرآيندها را از جهات مختلف مورد بررسي قرار داده شود. از مزيت‌هاي بارز استفاده از اين دستگاه صرفه جويي هم از نظر زمان و هم از نظر هزينه مي¬باشد. مهم ترين ويژگي دستگاه سيلاب¬زني، ايجاد شرايط مخزن از نظر دما، فشار و شبيه سازي قرارگيري سنگ¬ها و ايجاد تنش بين آنها در محيط آزمايشگاهي مي‌باشد. در اين دستگاه جديد تمامي گيج¬هاي فشار ثابت آنالوگ با مبدل¬هاي فشار و نمايشگرها جايگزين شده كه كمك مي‌كند دستگاه از نظر فشاري بصورت مؤثرتري تحت كنترل باشد، همچنين تمامي داده‌هاي فشاري بخش‌هاي مختلف به كمك سيستم نرم افزاري كه بطور خاص براي اين دستگاه طراحي شده در بازه‌هاي زماني دلخواه ثبت مي‌شوند. در اين دستگاه محفظه نگه¬دارنده مغزه به صورتي طراحي شده كه مي توان از مغزه و محفظه شني تا 5 اينچ از نظر طولي استفاده كرد. بر خلاف نمونه¬هاي قبلي، بجاي استفاده از پيچ براي نشت بندي و بستن اتصالات كه هم سرعت عمل را كاهش مي¬دهد و هم مشكلاتي نظير خوردگي و شكستن پيج وجود دارد، به منظور بالا بردن امنيت كاربر بخصوص در فشارهاي بالا از سيستم درپوش¬هاي رزوه¬اي با گام بلند استفاده شده است تا همه اين مشكلات برطرف شود. ديواره داخلي محفظه نگه¬دارنده براي جلوگيري از كانالي شدن سيال تزريقي و عدم صحت فشار و به دنبال آن تراوايي بدست آمده از مدل، برجستگي¬هايي روي آن ايجاد شده است. همچنين در دستگاه حاضر مي¬توان شبيه¬ سازي ماتريكس و شكاف را همزمان اعمال و بررسي نمود. دستگاه سيلاب¬زني داراي دو محيط (يكي به عنوان محيطي با تراوايي پايين و ديگري به عنوان محيطي با تراوايي بالا) است كه علاوه بر سنسور¬هاي فشاري در ورودي و خروجي هر دو محيط، جريان سيال مي-تواند به صورت همزمان يا به صورت مجزا در هر دو محيط عبور كند. همچنين از يك جداكننده¬ي 4 فازي جهت جداسازي آب، گاز، نفت و امولسيون استفاده شده است.