Весовой дебитомер

 

(ЩОЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5g 4 Е 21 В 47/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.,,, Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

rfO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ((2f) 4112962/22-03 (22) 18.06.86 (46) 23.03.88. Бюл. Р (71) Научно-исследовательский и проектныи институт по комплексной автоматизации нефтяной и химической промышленности (72) А.Г.Рзаев, З.А.Аббасов и В.И.Лощенов (53) 681.121 (088.8) (56) Исакович P.ß. Технологические измерения и приборы. - М.: Недра, 1970, с. 465-466, 472-473.

ÄÄSUÄÄ 1382940 A 1 (54) ВЕСОВОЙ. ДЕБИТОМЕР (57) Изобретение относится к,нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей пром-сти. Цель — повышение точности измерения. Дебитомер содерант измерительный сепаратор 3, пьезометрические датчики давления 29,30,31 соответственно нефтяной жндкости, пластовой воды (ПВ) и чистой нефти (ЧН), клапаны 9, 10-12 и 13, 15 сливной и наливной линий, емкость 7 для слива пластовой воды, два дифманометра 32

Ф и 33, множительно-делительный блок

4, преобразователь 35 т-ры и сигализаторы уровня ПВ 25 и ЧН 28, свяанные с входами блока управления индикации (БУИ) 8. Внутри сепаратоа 3 установлены перегородки 17, 21, 23 и 26 с образованием емкости 14 для изменения плотности ПВ, емкостей .:16 и 27, заполняемых ПВ, и емкостей

22, 24 и 27, заполняемых ЧН. После заполнения емкости 7 нефтяной жидкостью до верхнего края перегородки

21 и динамического ее расслоения на составляющие (слой 18 ПВ, промежуточный слой 19 и слой 20 ЧН) ЧН переливается в емкость 22, а иэ нее - в

1382940 емкость 24. С образованием минимального уровня ЧН срабатывает сигнализатор 25 и в БУИ 8 формируется сигнал, который закрывает клапаны 2 и 15 и открывает клапан 13. Из емкости 16

ПВ стекает в емкость 14. После ее заполнения ПВ через перегородку 26 переливается в емкость 27. От минимального уровня ПВ в ней срабатывает сигнализатор 28. По его сигналу БУИ

8 опрашивают блок 34 и по определенному алгоритму рассчитывает и производит цифровую индикацию значения весового дебита ЧН и ПВ, добываемых из скважиные 1 иле

Изобретение относится к добыче . специальную емкость 16 для сбора ПВ, нефтедобывающей и нефтеперерабатыва- мощьe перегородки 17 и стенкой емкости 7. В связи с тем, что пластовая

Целью изобретения является ловы- 5 вода, содержащаяся в НЖ, находится шение точности измерения. в двух состояниях: эмульсионном

На чертеже показана схема функцио- (5 виде водяных капель, распределеннирования весового дебитомера. ных в нефтяной среде) и свободном.

Нефтяная(общая) жидкость (НЖ) со (сплошном), то в нижней части емко-. скважины (не показана), содержащая

10 сти 7 с поступлением в сепаратор НЖ, пластовую воду (ПВ) ° чистую нефть появляется свободная вода, которая (ЧН) и газ, по трубопроводу 1 через через открытый клапан 15 поступает клапан 2 поступает в измерительный . в емкость 16. В связи с непрерывным сепаратор 3 где разделяется на газо- пРитоком НЖ, ее уровень в емкости 7 вую и жидкую фазы. Газовая фаза из поднимается с образованием слоя 18 ПВ, У

15 верхней части сепаратора 3 по трубо- промежуточного слоя 19, состоящих, проводу 4 параллельно поступает в в основном, из агрегативно и кинетиt верхнюю часть цилиндрической верти- чески устойчивых водяных капель, и калькой измерительной емкости 5 и слоя 20 ЧН. Отстоявшаяся ПВ эа счет общий коллектор 6 а жидкая фаза на-, гидростатического давления через капливается в емкости 7, образован-. открытый кран 15 стекает в емкость 1

1 6 ной между стенкой и тремя перегород- С увеличением уровня в общей плотносками вмонтированными внутри сепара- ти жидкости в емкости 7 увеличиваетФ

I тора Иомент постуея Нж в сепа- 25 уровень ПВ в е сти 16. причем ратор определяется на блоке 8 управl- уровень ПВ в емкости 16 всегда меньления и индикации (БУИ). По сигналам ше уровня жидкости в емкости 7. Посподаваемым с БУИ 8, закрываются клапа-. ле достижения уровня жидкости в емконы 9-12, установленные на трубопро- сти 7 верхней части перегородки 21 водах отвода соответ в х отвода ЧН соответственно ПВ верхний слой ЧН переливается в емкость

36 и НЖ в коллектор 6, также клапан 13, 22, образованную между перегородкой установленный на трубопроводе отвода 21 и стенкой сепаратора, и начинает

ПВ из сепаратора в емкость 14 для заполнять его ЧН. В процессе заполизмерения плотности ПВ, и открывает нения емкости 22 уровень жидкости в ся клапан 15, установленный на трубо- емкости 7 стабилен и поднимается тольпроводе подачи ПВ иэ емкости 7 в 35 ко тогда, когда емкость 22 полно1382940 стью заполнена. После достижения уровня жидкости верхней части перегородки

23 верхний слой переливается в емкость 24, образованную между перегородкой 23 и стенкой сепаратора. B нижней части емкости 24 установлен сигнализатор 25 уровня, который соединен с БУИ 8. После перелива, с образованием минимального уровня ЧН 1ð сигнализатор 25 срабатывает и в БУИ

8 формируется сигнал, на основании которого закрываются клапаны 2 и 15 и открывается клапан 13 и ПВ из емкости 16 стекает в емкость 14, образованную внутри цилиндрической вертикальной измерительной емкости

5 между перегородкой 26, вмонтированной внутри емкости 5, и стенкой аппарата. После заполнения емкости 14 ПВ 20 через верхний край перегородки 26 переливается в емкость 27, в нижней части которой установлен сигнализат.ор 28 уровня.

В нижних частях емкостей 7, 14 и 25

22 установлены соответствующие пьезометрические датчики 29 — 31 давления.

Высота перегородок 23 и 26 рассчитана таким образом, что уровни НЖ в емкости 7, ЧН в емкости 22 и ПВ в 30 емкости 14от датчиков одинаковы иравны Ь. Датчик 29 соединен с положительной камерой дифманометра 32, а датчик 30 — с положительной камерой дифманометра 33. Отрицательные камеры обоих дифманометров соединены с датчиком 31. Выходы дифманометров

32 и 33 соединены с множительно-делительным блоком 34, выход которого соединен с БУИ 8. К последнему так- 4р же поступает сигнал с преобразователя 35 температуры, вход которого соединен с датчиком 36, БУИ 8 подключает блок 34 и преобразователь 35 к измерению, на основании информа- 45 ции, получаемой с блоков 34 и 35, в БУИ 8 по заданному алгоритму рассчитывается дебит ЧН и ПВ, добываемых из скважины, подключенной к измерению. 50

После этого в БУИ 8 отображаются результаты измерения и вырабатывается сигнал опорожнения, на основании которого открываются клапаны 9-12 и емкости 7, 14, 16, 22, 24 и 2? опорожняются.

Весовой дебитомер работает следующим образом.

В начале цикла в БУИ 8 вырабатываются единичный сигнал ("1"), который закрывает клапаны 9-13» и нулевой сигнал (0")» который открывает клапаны 2 и 15. Таким образом закрываются все клапаны, установленные в наливных линиях, и открываются клапаны, установленные на сливных линиях. НЖ по трубопроводу 1 с подключаемой к измерению скважины поступает в емкость 7 и начинает заполнять ее

Рнм= в P

Рн* - Рцн лв+ (1 ) pч-н»

4 (Рпв Р

Рн Рнн

Рпв 9 н

01 » Р ав Р в 83

gh. (2) = Р» н Гч (3) Подставив (3) в (2), получают и одновременно часть отстоявшейся

ПВ 18, через открытый клапан 13 сливается в емкость 14. После заполнения емкости 7 до верхнего края перегородки 21 (Ь,) и динамического расслоения НЖ на составляющие 18, 19 и 20, уровень НЖ в емкости 7 поднимается до верхнего края перегородки

21 (h <1)» ЧН переливается в емкость

24. Появления минимального уровня

ЧН в емкости 24 достаточно, чтобы срабатывал. сигнализатор 25 уровня.По сигналу от сигналиэатора 25 в БУИ 8 вырабатывается "1", и закрываются клапаны 2 и 15, а "0" открывает клапан 13. Следовательно, прекращается поступление жидкости и начинается слив ПВ из емкости 16 в емкость 14.

Время от начала поступления до прекращения слива НЖ фиксируется часовым механизмом, установленным в БУИ

8. После заполнения емкости 14 ПВ через верхнюю часть перегородки (h )

N переливается в емкость 27, причем

h qy = h g 3 т hing . Появления минимального уровня ПВ в емкости 27 достаточно, чтобы срабатывал сигнализатор

28 уровня. По выработанному сигнализатором 28 сигналу БУИ 8 опрашивает множительно-делительный блок 34 и по. следующему алгоритму рассчитывает и производит цифровую индикацию значения весового дебита чистой нефти и пластовой воды, добываемых со скважины, подключенной к измерению.

Сначала в блоке 34 определяется содержание воды в НЖ, находящейся в емкости 7 () 1382940 (У вЂ” p„) gh (Р„, -P„) gh

hP

ВР

Рпв Ри (4) 5

»ч»»» — соответственно плотности ЧН,НЖ и ПВ;

g — уск ор е нее с во бодного падения;

h — пьезометрическая высота НЖ, ЧН и ПВ в емкостях 7,22 и 14 от точки отбора давления датчиками 29,30 и 31; — гидростатические давления, создаваемые с

НЖ,ЧН и ПВ в емкостях 7,.22 и

14.

8 рассчитывается веи ПВ по следующим

РН » "

Затем в БУИ совой дебит ЧН формулам:

Ччн= Ч.(1

VnB ч„ы

-»О + Чд,» + Ч (Ь )» (5)

+ Ч»ьу) + Vf+ + V11(h77)» — "-" — к (.).

» (7)

Рns — Š(t)

2»

Ч„„- 24 и< » »Н»

Ч„,. 24 3l »»в "

30 (8)

35 (9) »пв с чн (10)

40 спв где Ч„„, Ч „ — соответственно общие объемы, занимаемые

ЧН и ПВ; е — время заполнения этих объемов;

Ч, »V1,,V (),Ч 2 »U И,Ч21 обьемы жидкостей в соответствующих индексам емкостях;

Ь,h — уровни ЧН и ПВ от сигналиэаторов 25 и 28 уровня, которые задаются; рчн у в удель ые веса ЧН и ПВ; — температура НЖ в емкости 7;

f „(t),f,(1) — операторы коррекции Чв » в "о темпера

1 туре, вцц и коэффицие нты к от орых опр еделяются экспериментально для конкретной

ЧН и ПВ, причем V (Ч » (< V u V Ч,.

p H м e p° . V =3м» V«= V в

= 0,05 M ; V 1q(h 4) — V «(h 7)

О 005 м hta- = hing = 1 м, hei — 0»95 .м» t = 30 C; f » (30 = 1»01;

f <(30) ° = 1,005; Р N = 860

P „,, = t000; P и, = 1100 кг/м

1 ч.

По информации получаемой с датчиков 29, 30 и 31 (P „= 860 кг/м

P n = 1000 кг/м, Р „, = 1100 кг/м на дифманометрах 32 и 33 и множительно-делительном блоке 34 по формуле (4) определяется содержание воды в НЖ в емкости 7;

Рнх Рн

d = — — — — = 0,581

Рпа Рн

С учетом этого и исходных данных по формулам (5) — (9) в блоке 8 рассчитывается весовой дебит ЧН и ПВ:

V )) = (0,581) = 0,-1 м; Ч q = 1,507»

V пв = 1.858; )i„„= 0 8686 т/ ;

) пв = 1, 1055 т/м :, G „„= 31,42 т/сут;

G BB = 49,3 т/сут.

IKBJIbI дифманометров 32 и 33 при — 1 м составляют:

= 400 кг/м, а в известном устройстве требуется дифманометр со шкалой 1200 кг/м

Как видно, в предлагаемом дебитомере шкала расширена в 3 раза и по срав нению с известным повышены чувствительность дифманометров и точность измерения °

Внедрение предложенного устройства позволит более точно измерить весовой дебит чистой нефти и пластовой воды, поскольку оно автоматически учитывает содержание воды в промежу,точном слое и изменение плотности пластовой воды и нефти.

Формула из обретения

Весовой дебитомер, содержащий измерительный сепаратор, пьеэометрический датчик давления нефтяной жидкости, клапаны наливной и сливной линий и блок управления и индикации, вход которого соединен с пъезометри1382940

Составитель Г.Маслова

Техред А.Кравчук Корректор В ВУтнга

Редактор И.Николайчук

Заказ 1269/27 Тираж 531 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул.Проектная, 4 ческим датчиком, а выходы - с клапанами наливной и сливной линий, о тл и ч а. ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен емкостью для слива пластовой воды, тремя перегородками, пьезометрическими датчиками давления пластовой воды и чистой нефти, двумя дифманометрами, множительно-делитель-1О ным блоком, сигналиэаторами уровня пластовой воды и чистой нефти, а также преобразователем температуры, причем перегородки установлены внутри сепаратора с образованием полостей отрицательные камеры обоих дифманометров соединены с пъезометрическим датчиком давления чистой нефти, положительная камера первого дифманометра соединена с пъеэометрическим датчи-. ком давления нефтяной жидкости, а вто- рого дифманометра - с пъеэометрическим датчиком давления пластовой воды, входы множительно-делительного блока соединены с выходами ди@манометров, а его выход - с блоком управления и индикации, сигналиэаторы уровня пластовой воды и чистой нефти соединены с входами блока управления и индикации, выходы которого соединены с клапанами отвода пластовой воды из сепарато- ра в емкость для слива пластовой воды, а:.чистой нефти и пластовой водыв общий коллектор, вход преобразователя температуры соединен с датчиком температуры, а выход — с блоком управления и индикации.