Устройство для исследования фазовых состояний газожидкостной смеси

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ФАЗОВЫХ СОСТОЯНИЙ ГАЗОЖИДКОСТНОЙ CMEOi, включающее герметичный цилиндрический корпус с терморубашкой , размешенный внутри корпуса поршень со , патрубки ввода и вывода исследуемой смеси, о т п и ч а ю щ е е с я тем, что с цепью повышения точности исследований при определении фазового перехода в Исследуемой смеси за счет поддержания объема выделившегося газа и осуществпе ния одновременного комплексного исследования смеси, шток выполнен в-видё двух коаксиально установ ,ленны X с возможностью возврат нопоступатёпьного перемещения относительно друг друга и корпуса потгых стержней , на наружном из которых закреплен пйршень, внутренний стержень снабжен контактами, один из которых установлен § внутри стержня и закреплен в верхней (Л его части, а другой установлен в нижней части.. cz

„„SU„„10339 2 сОюз соВетсних социАлистичесних

РЕСПУБЛИК

3 5р Я 01 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ госуд ч ственный комитет ссср

tlo делдм изоьеетений и ото ытий (21) 3358143/2326 (22) 23.11.81 (46) 07.08.83. Бюл. 1а 2 9 (72) П.В. Жуйко, П.Г. Филиппов, .

B.Â. Пелевин и А.М. Попов (-71). Печорский государственный научноисследовательский и проектный. институт нефтяной промышленности «ПечорНИПИ-,. нефть (53) 543.271 (088.8) (56) 1. Методы и аппаратура для исследования нластовых нефтей и газов. Отраслевая инструкция. N., ВНИИОЭНГ, 1978, с. 31.

2. Там же, с. 39. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ФАЗОВЫХ СОСТОЯНИЙ ГАЗОЖИДКОСТНОЙ СМЕСИ,. включаюшее гер. метичный цилиндрический корпус с терморубашкой, раэмешенный внутри корпуса поршень со штоком, патрубки ввода н вывода исследуемой смеси,:о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности исследований при определении фазового перехода в исследуемой смеси за счет поддержания объема выделившегося газа н осушествления одновременного комплексного исследовайия смеси, шток выполнен в--виде двух коаксиально установленных с возможностью воэвратнопоступа ельного перемешения относительно друг друга и корпуса полых стержней, на .наружном иэ которых закреплен поршень, внутренний стержень снабжен контактами, один иэ которых установлен внутри стержня и закреплен в верхней его части, а другой установлен в нижней части.

1ОЗЗ

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышпенности, а именно к устройствам дпя исспедования ппастовых нефтей и газов.

Известны установки дпя исспедования

5 ппастовых нефтей типа УИПН-2М, АСМЗОО, АСМ- 600, УПН-йшротюменьнефтегаэ и УПН-Башницинефть (1).

Основным узлом этих устаювок дпя исследования фазовых состояний нефтегазовой смеси явцяется сосуд равновесия, который представцяет собой ципиндр переменного объема. Изменение обьема ци линдра производится при,помощи плунжера с винтом, привод. которого осуще ствпяется от эпектродвигатепя ипи вручную, На установках можно опредепить давпение насыщения, ппотность нефги и газа, гаэосодержание.

Недостатками установок являются: громоздкость и бопьшая метаппоемкость, низкая точность измерения объема исследуемой жидкости, невозможность опредепения обьемов, занимаемых отдепьно нефтью и газом в процессе раэгаэирования, необходимость транспортировки проб нефгей, так как установки стационарные; необходимость напичия эпектроэнергии для привода отдепьных узлов; невоэможЗ0 ность исследования процесса выдепения газа из нефги и наоборот задавпнвания . (растворения ) газа в нефть с фиксацией в отдепьности объемов, занимаемых нефтью и газом в процессе этих операций, что необходимо знать, так как эти процессы З5 протекают во всех технопогических установках и трубопроводах при добыче нефти.

Наибопее близким по технической сущности и предцагаемому явпяется устройство для исспедования ппастовых нефтей .40 и газов непосредственно на промыспах 2)Устройство состоит из герметичного ципиндрического корпуса с терморубашкой, штока, жестко соединенного с поршнем, патрубком ввода и вывода.

Основными недостатками устройства явпяются: воэможность опредепения топько ограниченного копичества параметров (давпение насыщения, газовый фактор); копичество выдепяющегося газа при одно-50 кратном ипи ступенчатом разгазировании можно определить топько путем выпуска газа иэ устройства в гаэомер. Обратный ввод в устройство выпускаемого газа практически невозможен без допопнитепь-5Б ных установок, поэтому устройство не поэвопяет модепировать и изучать процессы фазовых переходов (выдепение и

932 2 растворение .газа) в технопогических ап- царатах и трубопроводах; значительный вес и габариты устройства.

Цепь изобретения - повышение тоМности исспедований при оцредепении фазового перехода в исспедуемой смеси эа счет поддержания объема выдепившегося газа и осуществпения одновременного комплексного исспедоваиия смеси.

Поставленная цепь достигается тем, что в устройстве дня исспедования фазо« вых состояний газожидкостной смеси, включающем герметичный цилиндричес= кий корпус с терморубашкой, размещенный внутри корпуса поршень со штоком, патрубки ввода и вывода, шток выпопнен в виде двух коаксиапьно устаиовпенных с воэможностью возвратно-поступатецьного перемещения относительно друг друга и корпуса попых стержней, на наружном из, которых закреппен порпень, внутренний стержень снабжен контактами, один из которых установпен внутри стержня и за креппен в верхней его части; а другой установпен в нижней части.

На фиг. 1 представпено устройство, общий вид; на фиг. 2 - уэеп 1 на фиг, 1.

Устройство состоит иэ герметичного цилиндрического корпуса 1 с терморубашкой 2, который снабжен патрубком 3 дпя ввода и патрубком 4 дпя вывода исследуемой смеси. В корпусе 1 размещен подвижный поршень 5 со штоком, кото-. рый выпопнен в виде коаксиапьно установпенных попых стержней, наружного

6 и внутреннего 7. Попые стержни 6 и

7 имеют воэможность возвратно-посту патепьного движения относительно друг друга и корпуса 1 при помощи рукояток

8 и 9 и реэьбовых соединений 10 и 11.

Поршень 5 прикреплен к наружному стержню 6. Через сквозное отверстие поршня

5 проходит внутренний стержень 7 алока.

Нижний конец стержня 7 снабжен подвиж ным контактом 12 с поплавком 13 из легкого матерка па, уравновешенным пружиной 14. Подвижный контакт 12 фы- сирует границу раздела жидкость гаэ.

Внутри стержни 7 размещен второй контакт 15. Верхний конец стержня 7 снабжен распредепитепьным уэпом 16, представпяющим собой сапьниковое ус1 ройство, через которое проходит изопирован ный провод от; верхнего контакта 15.

Диаметр провода меньше внутреннего диаметра полого стержня 7. Образовавшийся зазор и патрубок 4 служат дпя выпуска газа. Наружные поверхности

32 4 выделившимся газом, постепенно опускают поршень 5 с поплавком вниз, газ через зазор в полости внутреннего стержня 7 штока выпускается через верхний патрубок 4 в газомер до появления в нем первой капли нефти, при этом контакты 12 и 15 замкнутся.

Фиксируя каждый раэ при повышении или понижении давления в устройстве обьемы, занимаемые отдельно нефтью и газом, можно изучить процесс выделения газа из нэфги и, наоборот, его растворение в нефти, что очень важно знать лри проектировании и эксплуатации технологических установок и нефтепроводов.

Предлагаемое устройство позволит иэу чить процесс фазовых переходов в нефтегазовых (газожидкостных) системах и определить, какие объемы газов (и их состав) могут выделяться в трубопроводах и установках при их аварийной остановке и понижении в них давления при добыче, сборе, транспорте и подготовке нефтей," какие давления необходимо создать, чтобы выделившийся газ.вновь раотворился в нефти; опредейить давление насыщения нефтей, количество растворен .ного в нефти газа непосредственно в по левых условиях; определить время, необ:ходимое для пуска нефтепровода в эксплуатацию.

Устройство имеет малый вес, небольшие габариты, не требует электроэнергии и обеспечивает возможность проведения исследований в полевых условиях непосредственно на скважинах, технологических установках и на нефтепроводах.

Исиольаование предлагаемого устройства.повышает точность исследования при определении фазовых переходов в газожидкостшлх смесях за счет сохранения па стоянного компонентного состава газа внутри устройства.

3 10339

Возможность проведения комплексных исследований - гаэожидкостных смесей непосредственно на промысле повышает ка чество исследований, так как не сказывается процесс старения пробы при ее трансцортировке и хранении. внутреннего и наружного стержней штока цроградуированы, что дает возможность в любое время определить объемы, занимаемые нефтью и выделившимся газом. Устройство снабжено манометром

17, термометром (не показан) и вторичным прибором 18 для контроля момента замыкания контактов 12 и 15 на границе жидкость - гаэ.

Устройство работает следующим об- 16 разом.

Перед вводом исследуемой пробы нефти, поршень 5 находится в крайнем нижнем положении (мертвый обьем сведен к минимуму)» Прн этом поплавок подви ж»» 5 ного контакта 12 находится в углублении, выполненном в нижней части поршня 5, и подвижный контакт 12 будет замкнут с с верхним контактом 15.

Вращением рукояток 8 стержня 6 рй штока поршень 5 и поплавок 13 плавно поднимается вверх и пространство под ними заполняется нефтью. Во избежание разгаэирования пробы при переводе ее иэ пробоотборника в устройство необходимо поднимать поршень 5 с такой скоростью, чтобы давление ho манометру 17 было не ниже давления s пробоотборннке.

После заполнения корпуса исследуемой пробой нефти (отключив. пробоотборник) по шкале наружного стержня 6 штока фиксируют началыый обьем, занимаемый нефтью,и медленно поднимают поршень 5 выше, снимая при этом зависимость P(давление - объем). По показаниям стро-. ят график. Давление, соответствующее точке перегиба атой прямой на графике, соответствует давлению насыщения. При этом образование газовой шапки можно; зафиксировать по вторичному прибору 18, s этот момент поплавок.13 своим весом" сожмет пружину 14 и контакты 12 и 15 разомкнутся.

Газовый фактор на данном приборе можно определить двумя способами.

lIps определении обьема выделившегося газа после фиксирования общего обьема, эащвяемого .нефтью и выделившимся газом, с помощью внутреннего стержня . 7 штока (при помощи рукояток 9) поплавок 13 плавно опускают вниз. На грани- це нефть - гаэ поплавок остановится и контакты 12 и 15 замкнутся. По длине хода стержня 7 штока определяют обьем выделившегося газа, не выпуская газ иэ прибора.

55 При определении газового фактора с помощью газомера после фиксирования общего объема, занимаемого нефтью и

Воэможность изучения состава и ко личества газа, который может выделить ся в нефтепроводе или технологическом оборудовании при изменении температуры

:и давления, а также возможность изуче-! ния вопросов задавливания и растворе:ния выделившегося газа вновь при дав1033932 пениях, на которые рассчитаны магистральные нефтепроводы, позволяют изучить фаэовые жреходы, происходящие в ннх, что расширяет воэможности применения и транспортнровхи нефти в гаэонасьлце ином состоянии

1033ÎÌ

Pup. Р

Составитель О. Чернуха

Редактор К. Палп Техред Ж.Кастелевич Корректор M. немчик

Заказ 5614/46 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, уп. Проектная, 4