Патент на изобретение №2191262
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОДУКЦИИ СКВАЖИНЫ
(57) Реферат: Изобретение относится к области средств измерения и может быть использовано в нефтяной, газовой, нефтехимической и других отраслях промышленности для измерения расхода многофазной среды, состоящей из жидкости и газа. Техническим результатом изобретения является уменьшение габаритов и металлоемкости устройства с одновременным повышением точности измерения, обеспечением мобильности и расширением области применения. Устройство содержит газоотделитель со средством для тангенциального ввода продукции скважины, средством для отвода газа, расположенным в верхней части сепаратора, и средствами для отвода жидкости и продукции скважины, расходомеры газа и жидкости, связанные с вычислительным блоком. Газоотделитель выполнен в виде цилиндрической емкости с нижней конусной частью. Средство для ввода продукции скважины выполнено в виде одного или нескольких сопел и установлено в верхней части емкости. Средство для отвода газа выполнено в виде патрубка, установленного коаксиально с емкостью. Причем часть патрубка расположена внутри емкости, выполнена перфорированной и снабжена отражателями в виде обращенных основанием вниз усеченных конусов. Ниже сопла для ввода продукции установлен одно- или многозаходный ленточный шнек для подвода жидкости к средству для ее отвода, которое установлено в конической части емкости. Дополнительно устройство снабжено насосом для откачки жидкости из емкости и эжектором для смешения газа с жидкостью. 2 з.п.ф-лы, 2 ил. Изобретение относится к области средств измерения и может быть использовано в нефтяной, газовой, нефтехимической и других отраслях промышленности для измерения расхода многофазной среды, состоящей из жидкости и газа. Известно устройство для измерения продукции скважины, содержащее герметичную цилиндрическую емкость с входными и выходными трубопроводами для газа и жидкости, имеющее управляемые запорные органы, преобразователь силы в электрический сигнал и связанные между собой вычислительный блок и гидравлическую и электрическую системы управления. Продукция скважины поступает через входной трубопровод в герметичную емкость, где происходит сепарация попутного нефтяного газа, накопление жидкости от нижнего до верхнего фиксированных уровней и вытеснение газа в измерительную линию. Система управления фиксирует время заполнения емкости жидкостью, вычисляет массу жидкости, количество газа, включает насос откачки жидкости из емкости. После откачки жидкости цикл измерения повторяется [Патент РФ 2059067, кл. Е 21 В 47/00, 1996 г.]. Недостатками указанного устройства являются конструктивная и функциональная сложность, высокая металлоемкость, цикличность измерения, недостаточно полная сепарация газа, что снижает надежность устройства и достоверность результатов измерения. Известно также устройство для измерения расхода многофазной среды, содержащее входной и выходной трубопроводы, газоотделитель, выполненный в виде соединенных друг с другом вертикальной и горизонтальной труб, газовую измерительную линию с расходомером, жидкостную измерительную линию с массовым расходомером, регулятор уровня жидкости и гидравлическую и электрическую системы управления. Многофазная среда, состоящая из нефти, воды и попутного газа, тангенциально поступает в вертикальную трубу, в которой значительная часть газа отделяется и поднимается вверх. Оставшийся газ переносится потоком жидкости в горизонтальную трубу с большой поверхностью раздела “газ – жидкость”, где происходит его дальнейшее отделение от жидкости. Уровень жидкости в горизонтальной трубе поддерживается на заданном значении регулирующим клапаном. После отделения газ поступает в измерительную линию и производится определение его количества. Количество нефти и воды в потоке жидкости измеряется и вычисляется с помощью массового расходомера и его вычислителя. После измерения потоки газа и жидкости снова объединяются и возвращаются в выходной трубопровод [Патент США 6032539, МПК G 01 F 1/74. Web Site: www.accuflow.com]. Недостатками устройства являются громоздкость и большая металлоемкость газового сепаратора. В известном устройстве необходимо точно поддерживать уровень жидкости в горизонтальной трубе сепаратора. При изменении уровня за установленные пределы может быть нарушен процесс измерения. Изобретение направлено на уменьшение габаритов и металлоемкости устройства с одновременным повышением точности измерения, обеспечением мобильности и расширением области применения. Это достигается тем, что в устройстве для измерения продукции скважины, содержащем газоотделитель со средством для тангенциального ввода продукции скважины, средством для отвода газа, расположенным в верхней части сепаратора, и средствами для отвода жидкости и продукции скважины, расходомеры газа и жидкости, связанные с вычислительным блоком, газоотделитель выполнен в виде цилиндрической емкости с нижней конусной частью, средство для ввода продукции скважины выполнено в виде сопла и установлено в верхней части емкости, а средство для отвода газа выполнено в виде патрубка, установленного коаксиально с емкостью, причем часть патрубка размещена внутри емкости, выполнена перфорированной и снабжена отражателями, выполненными в виде обращенных основанием вниз усеченных конусов, ниже сопла для ввода продукции установлен ленточный шнек для подвода жидкости к средству для ее отвода, которое установлено в конической части емкости, при этом устройство снабжено насосом для откачки жидкости из емкости и эжектором для смешения газа с жидкостью. Кроме того, указанная емкость снабжена, по меньшей мере, еще одним соплом для ввода продукции скважины. Кроме того, ленточный шнек выполнен одно- или многозаходным. На фиг.1 представлена схема устройства для измерения продукции скважины; на фиг.2 – конструктивная схема газоотделителя. Устройство включает входной трубопровод 1 с фильтром 2, газоотделитель 3, расходомер 4 газа, насос 5 откачки жидкости, расходомер 6 жидкости, эжектор 7, выходной трубопровод 8, датчик уровня 9 жидкости в газоотделителе, блок управления и вычисления 10. Газоотделитель 3 представляет собой герметичную цилиндрическую емкость 11 с нижней конусной частью, снабженную тангенциальными соплами 12 для ввода продукции скважины, соединенными с входным коллектором 13, патрубком 14 отвода газа, установленным коаксиально с емкостью 11, и патрубком 15 отвода жидкости, установленным в конической части емкости. Часть патрубка 14 для отвода газа расположена внутри емкости, выполнена перфорированной и снабжена защитными отражателями 16 в виде усеченных конусов для предотвращения попадания капель жидкости в газовую линию. Ниже сопел 12 для ввода продукции установлен ленточный шнек 17 для увеличения поверхности стекания и обеспечения подвода жидкости к патрубку 14 отвода жидкости. Ленточный шнек может быть выполнен одно- или многозаходным. Датчик 9 уровня жидкости расположен в конусной части газоотделителя. Устройство работает следующим образом. Продукция скважины через входной трубопровод 1 и фильтр 2 поступает в газоотделитель 3, откуда поток газа направляется в расходомер 4, а жидкость – в расходомер 6, в которых происходит непрерывное измерение, а их количество определяется блоком 10 управления и вычисления. Жидкость с помощью насоса 5 поступает в эжектор 7 и измеряется расходомером 6, который отсасывает газ после измерения. В камере смешения эжектора происходит объединение потоков газа и жидкости, и продукция скважины идет в выходной трубопровод 8. Газоотделитель работает следующим образом. Поток продукции через входной коллектор 13 подводится к соплам 12, расположенным тангенцально в верхней части емкости. На выходе из сопел скорость продукции возрастает и ее движение по внутренней поверхности емкости превращается из прямолинейного во вращательное вокруг вертикальной оси с образованием поля центробежных сил. При этом жидкость как более тяжелая часть продукции прижимается к периферии и под силой тяжести по ленточному шнеку 17 опускается в нижнюю конусную часть емкости. Газ как более легкая часть продукции оттесняется жидкостью в направлении оси вращения и через перфорированный патрубок 14 отводится из газоотделителя, а защитные отражатели 16 предотвращают попадание капель в газовую линию. Из конусной части емкости 11 жидкость откачивается насосом 5 с изменяемой производительностью. Уровень жидкости в конусной части емкости поддерживается на заданном значении изменением производительности насоса 5 по сигналу датчика уровня 9 и команде блока управления и вычисления 10. Насос 5 компенсирует потерю давления в соплах 12 и обеспечивает работу эжектора 7. Использование предлагаемого изобретения позволит по сравнению с прототипом уменьшить габариты и металлоемкость устройства для измерения продукции скважины (устройство по прототипу имеет громоздкую конструкцию трубного газоотделителя), а также повысить точность измерения за счет улучшения качества сепарации газа. Кроме того, предлагаемое устройство характеризуется мобильностью – это передвижные установки (устройство же по прототипу устанавливают стационарно на исследуемую скважину), что повысит эксплуатационные возможности устройства, обеспечит использование устройства в тех отраслях промышленности, где требуется измерение расхода многофазной среды. Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 16.10.2003
Извещение опубликовано: 20.04.2005 БИ: 11/2005
|
||||||||||||||||||||||||||
