Устройство для воспроизведения расходов газожидкостной продукции нефтяных скважин

 

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности. Цель - повышение точности воспроизведения путем создания нефтеводогазовых потоков с заданными соотношениями компонентов и их расходов. Устр-во содержит емкости 1-3 для газа, нефти и воды, блок 4 создания расхода газа, ресивер 5, блок 6 стабилизации и регулирования расхода газа, блок 7 измерения расхода газа, блок 8 демпфирования, блок 16 смешения жидкости и газа, блок 17 смешения нефти и воды, узел 18 испытательных линий, блок 19 регулирования давления и отстойник 20. Линия нефти и воды включает блоки 9, 10 создания расходов нефти и воды, блоки 11, 12 стабилизации и регулирования расходов, блоки 13, 14 измерения расходов, узел 15 переключения потоков нефти и воды. Устр-во позволяет создавать трехкомпонентные потоки газа, нефти и воды. До смешения в однокомпонентном потоке стабилизируется и измеряется расход, производится демпфирование. Потоки нефти и воды смешиваются в блоке 17 либо поступают через узел 15 переключения в блок 16. В последнем производится смешение газа и жидкости. Рабочее давление в узле 18 испытательных линий поддерживается блоком 19, который выполнен в виде сепарационной емкости с ветвями регулирования давления и уровня. Газ из сепарационной емкости блока 19 поступает в емкость 1, а жидкость сливается в отстойник 20. В последнем она разделяется на нефть и воду и поступает в емкости 2 и 3. Точность воспроизведения расходов компонентов достигается за счет независимой работы линий. Применение устр-ва позволяет использовать средства измерения, удовлетворяющие требованиям проведения эксперимента или поверки средств измерений. 2 з. п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ . РЕСПУБЛИК

„.80„„14902 7

А1 (51)4 E 21 В 47 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ IHHT СССР (21) 4317643/23-03 (22) 16,10,87 (46) 30,06.89, Бюл. У 24 (71) Московский институт нефти и газа им.И.М.Губкина (72) Е,Н.Враго, А.А.Демьянов, М.К.Коротков и А.В.Царев (53) 622.24 1 (088,8) (56) Conteville I., Besse

Grouvel I., Roux А, — Oil and Gas

Journal Aug. 10, 1981, р. 71-76. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ

РАСХОДОВ ГАЗОЖИДКОСТНОЙ ПРОДУКЦИИ

НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН (57) Изобретение относится к нефтегазовой промышленности. Цель — повышение точности воспроизведения путем создания нефтеводогазовых потоков с заданными соотношениями компонентов и их расходов. Устр-во содержит емкости 1-3 для газа, нефти и воды, 0267 по в см

149 блок 4 создания расхода газа, ресивер

5, блок 6 стабилизации и регулирования расхода rasa, блок 7 измерения расхода rasa, блок 8 демпфирования, блок 16 смешения жидкости и rasa, блок 17 смешения нефти и воды, узел

18 испытательных линий, блок 19 регулирования давления и отстойник

20. Линия нефти и воды включает блоки 9, 10 создания расходов нефти и воды, блоки 11, 12 стабилизации и регулирования расходов, блоки 13, 14 измерения расходов, .узел 15 переключения потоков нефти и воды. Устр-во позволяет создавать трехкомпонентные потоки газа, нефти и воды. До смешения в однокомпонентном потоке стабилизируется и измеряется расход, производится демпфирование. Потоки нефти и воды смешиваются в блоке 17 либо

20 ступают через узел 15 переключения блок 16. В последнем производится ешение rasa и жидкости. Рабочее вление в узле 18 испытательных линий поддерживается блоком 19, который выполнен в виде сепарационной емкос" ти с ветвями регулирования давления и уровня, Газ из сепарационной емкости блока 19 поступает в емкость 1, а жидкость сливается в отстойник 20.

В последнем она разделяется на нефть и воду и поступает в емкости 2 и 3, Точность воспроизведения расходов компонентов достигается за счет независимой работы линий. Применение устр-ва позволяет испольэовать средства измерения, удовлетворяющие требованиям проведения эксперимента или поверки средств измерений. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано для воспроизведения расходов нефтяных скважин, Цель изобретения — повышение точности воспроизведения путем создания нефтеводогазовых потоков с заданным соотношением компонентов и их расходов.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для воспроизведения расхода гаэожидкостной продукции нефтяных скважин; на фиг. 2 — схема блока измерения расхода; на фиг. 3 гидравлическая принципиальная схема блока смещения нефти и воды; на фиг. 4 — схема блока регулирования давления газожидкостного потока.

Устройство для воспроизведения расхода газожидкостной продукции нефтяных скважин содержит емкости 1, 2, 3 для газа, нефти и воды соответственно, блок 4 создания расхода газа, рессивер 5, блок 6 стабилизации и регулирования расхода газа, блок 7 измерения расхода rasa, блок 8 демпфирования, блоки 9, 10 создания расхода нефти и воды, блоки 11, 12 стабилизации и регулирования расхода нефти и воды, блоки 13, 14 измерения расхода нефти и воды, узел 15 переключения потоков нефти и воды, блок

16 смешения жидкости и газа, блок 17 смешения нефти и воды, узел 18 испы30

55 тательных линий, блок 19 регулирования давления, отстойник 20.

Емкости 1, 2, 3 для газа, нефти и воды соединены с линиями воспроизведения расходов, соответственно газа, нефти и воды, а конкретно с соответствующими блоками 4, 9, 10 создания расхода.

Линия воспроизведения расхода газа содержит последовательно соединенные блок 4 создания расхода (компрессор), рессивер 5, блок 6 стабилизации и регулирования расхода, блок 7 измерения расхода, блок 8 демпфирования.

Имеется обратная связь от блока 7 измерения расхода к блоку 6 стабилизации и регулирования расхода. Линии .воспроизведения нефти и воды содержат последовательно соединенные блоки 9, 10 создания расходов (насосы), блоки 11, 12 стабилизации и регулирования расходов, блоки 13, 14 измерения расходов нефти и воды соответственно.

Имеет место обратная связь от блбков

13 и 14 измерения расходов нефти и воды к блокам 11 и 12 стабилизации и регулирования расхода нефти и воды соответственно, От блоков 9, 10 создания расхода нефти и воды, а также от блоков 11, 12 стабилизации и регулирования расхода нефти и воды идут линии сброса жидкости к емкостям

2, 3 для нефти и воды. Выход блока

14 измерения расхода воды соединен

5 1490? 67 с первым входом учла 15 переключения потоков нефти и воды, Выход блока 13 измерения расхода нефти соединен с вторым входом узла 15 переключения потоков нефти и воды. Первый и второй выходы узла 15 переключения потоков нефти и воды соединены с первым входом блока 16 смешения жидкости и гаэа. Третий и четвертый выходы узла

15 переключения потоков нефти и воды соединены с блоком 17 смешения нефти и воды, выход которого соединен с первым входом блока 16 смешения жидкости и газа. Второй вход блока 16 смешения жидкости и газа соединен с выходом блока 8 демпфирования. К выходу блока 16 смешения жидкости и газа подключен узел 18 испытательных линий, выход которого соединен с входом блока 19 регулирования давления.

В линии газа первый выход блока 19 регулирования давления соединен с первым входом емкости 1 для газа. В ли" нии жидкости второй выход блока 19 соединен с первым входом отстойника

20 нефть — вода, второй и первый выходы которого соединены с емкостью 2 для .нефти и емкостью 3 для воды.

Блоки 11, 12, 6 стабилизации и ре- З0 гулирования расхода нефти, воды, газа содержат несколько параллельных трубопроводных линий. Для настройки на заданный расход используется трубопроводная арматура как с ручным, так и с дистанционным регулированием (не показано).

Блоки 7, 13, 14 измерения расходов (фиг. 2) содержат три ветви. Каждая ветвь состоит из последовательно 40 включенных фильтра-гаэоотделителя

21, первого переходного патрубка 22, первого прямолинейного участка 23 трубопровода, преобразователя расхода

24, второго прямолинейного участка 46 трубопровода 25, второго переходного

Пртрубка 26.

Блок демпфирования 8 содержит обратный клапан и узел демпфирования (не показан).

Узел 15 переключения потоков нефти и газа выполнен в виде соответствующей обвязки трубопроводной арматуры, включающей задвижки, задвижки с электроприводом, шаровые краны, клапаны и т.п. (не показано).

Блок 16 смешения жидкости и гата содержит два смесителя. Смеситель содержит металлическую трубу, имеющую отверстия, равномерно распреде- ленные по длине и окружности. Труба размещена внутри камеры. С внешней стороны трубы через отверстия газ подается внутрь трубы, где движется жидкость. Смесители отличаются диаметрами труб и диаметрами отверстий в них,чем достигается расширение диапазона расходов газожидкостной сме" си (не показано), Блок 17 смешения нефти и воды (фиг. 3) содержит насос 27,.к выходу которого подсоединен обратный клапан 28, обводную линию с первой задвижкой 29, вторую задвижку 30.

Узел 18 испытательных линий содержит комплект сменных испытательных трубопроводных линий с различными диаметрами условного прохода (не показано).

Блок 19 регулирования давления содержит ветви регулирования давления и уровня (фиг. 4). Ветвь регулирования давления включает в себя преобразователь 31 давления, подключенный к регулятору 32 давления, выход которого подсоединен к исполнительному механизму регулирующего клапана 33.

Ветвь регулирования уровня включает в себя преобразователь 34 уровня, подключенный к измерительному блоку

35. Измерительный блок 35 подсоединен к регулятору 36 уровня, выход которого подключен к исполнительному механизму регулирующего клапана 37. Ветви регулирования подсоединены к выходным патрубкам сепарационной емкости 38.

Устройство работает следующим образом.

Компоненты газожидкостного потока гаэ, нефть и вода поступают в блоки

4, 9, 10 -создания расхода из емкостей 1, 2, 3. При этом часть нефти и воды иэ блоков 9, 10 может быть возвращена в емкости 2 и 3 по линиям сброса. После блока 4 создания расхода газа газ подается в рессивер 5.

Из блоков 5, 9, 10 потоки компонентов поступают в блоки 6, 11, 12 стабили-. зации и регулирования расхода. Часть потоков нефти и воды из блоков 11, 12 может быть возвращена в емкости

2 и 3 по линиям сброса жидкости.

Иэ блоков 6, 11, 12 потоки газа, нефти и воды поступают в блоки 7, 13, 14 измерения расхода.

1490267

Заданное значение расхода поддерживается блоками 6, 11, 12, используя сигналы, поступакицие по обратной связи от блоков 7, 13, 14 измерения расходов. Далее поток газа через блок демпфирования 8 поступает на второй вход блока 16 смешения жидкости и газа, Потоки нефти и воды через узел

15 переключения потоков нефти и воды могут поступать или на входы блока

17 смешения нефти и воды или же раздельно на первый вход блока 16 смешения жидкости и газа.

Для смешения потоки нефти и воды поступают на вход насоса 27, входящего в состав блока 17 смешения нефти и воды и имеющего обводную линию с задвижкой 29. Так как производительность насоса 27 не менее, чем в два раза выше производительности блоков.

9 и 10 создания расхода нефти и воды, то это позволяет создать циркуляцию эмульсии через насос 27 до ее подачи на блок 16 смешения жидкости и газа, С выхода блока 16 смешения жидкости и газа нефтеводогазовая смесь поступает на узел 18 испьггательных линий. Рабочее давление в узле 18 испьггательных линий поддерживается бло- 30 .ком 19 регулирования давления.

В ветви регулирования давления (фиг. 4) сигнал с преобразователя

31 давления поступает на регулятор

32, который осуществляет регулирующее воздействие на исполнительный механизм регулирующего клапана 33, с помощью которого поддерживается в сепарационной емкости 38 рабочее 40 данление газожидкостного потока. Заданное значение давления поддерживается при незначительных колебаниях урони жидкости в сепарационной емкости 38, 45

Для поддержания уровня используется сигнал с измерительного блока 35, который поступает на регулятор 36, осуществляющий регулирующее воздействие на исполнительный механизм регулирующего клапана 37.

Из сепарационной емкости 38 газ через регулирующий клапан 33 направляется в емкость 1 для газа.

Жидкость, выделившаяся в сепарационной емкости 38, через регулирую55 щий клапан 37 поступает в отстойник

20, в котором происходит расслоение смеси на нефть и воду. Из отстойника

20 нефть и вода направляются в емкости 2, 3 для нефти и воды, Высокая точность воспроизведения расходов компонентон достигается за счет независимой работы каждой иэ трех линий создания расхода. Кроме того, конструкцией блоков 7, 13, 14 измерения расхода предусмотрена возможность использования для измерения расхода любого из известных (существующих в настоящее время) средств.

Это позволяет, в случае необходимости, использовать средства измерения, удовлетворяющее требованиям проведения эксперимента или поверки средств измерений.

Формула и з обретения

1. Устройство для воспроизведения расходов газожидкостной продукции нефтяных скважин, содержащее линии воспроизведения расходов газа и нефти с последовательно соединенными блоками создания, стабилизации и регулированияя, измерения расхода и емкостями соответственно для газа и нефти, выходы которых соединены с блоками создания расходов газа и нефти, блок смешения жидкости и газа, выход которого соединен с узлом ис пытательньгх линий, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью понышения точности воспроизведения путем создания нефтеводогазовых потоков с заданным соотношением компонентов и их расходов, оно снабжено линией воспроизведения расхода воды, включающей блоки создания, стабилизации и регулирования, измерения расхода и емкость для воды, узлом переключения потоков нефти и воды, блоком смешения нефти и воды, блоком демпфирования, отстойником, блоком регулирования давления,причем первый, второй и третий входы емкости для воды соединены соответственно с первым выходом отстойника, вторым выходом блока стабилизации и регулирования расхода воды и вторым выходом блока создания расхода воды, первый вход которого подключен к выходу емкости для воды, а выход соединен с первым входом блока стабилизации и регулирования расхода воды, второй вход которого и первый выход подключены соответственно к второму выходу и входу блока измерения расхода воды, выход которо9 14

ro соединен с первым входом узла переключения потоков нефти и воды, второй вход которого подключен к выходу блока измерения расхода нефти, третий и четвертый выходы соединены соответственно с первым и вторым входами блока смешения нефти и воды, выход которого подключен к первому и второму выходам узла переключения потоков нефти и воды и первому входу блока смешения мидкости и газа, второй вход которого соединен с выходом блока демпфирования, при этом второй вход емкости для газа подключен к выходу блока создания расхода газа, второй выход и первый вход соединены соответственно с вторым входом отстойника и первым выходом блока регулирования давления, вход которого подключен к выходу узла испытательных линий, выход соединен с первым ,входом отстойника, второй выход кото,рого подключен к первому входу емкос ти для нефти, третий и второй входы

90267 1О которой соединены соответственно с вторым выходом блока создания расхода нефти и вторым выходом блока ста5 билизации и регулирования расхода нефти, второй вход которого подключен к второму выходу блока измерения расхода нефти, причем первый и второй выходы блока измерения расхода газа соединены соответственно с входом блока демпфирования и вторым входом блока стабилизации и регулирования расхода газа, 2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок смешения нефти и воды выполнен в виде насоса с обратным клапаном, вход и выход которого соединены обводной линией и к выходу которого подключен обратный клапан.

3. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок регулирования давления выполнен в виде сепарационной емкости с ветвями регулирования давления и уровня.

149OZ67

ЗО

Пщ5ы0 &x//

Тира к 514

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Редактор M.Товтин

Заказ 3677/34

Составитель А.Рыбаков

Техред М.Ходанич

Корректор В.Гирняк

Подписное