Устройство для определения содержания воды в продукции нефтяных скважин

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности. Цель изобретения - обеспечение измерения содержания воды и нефти в диапазоне 0-100% в продукции нефтяной скважины. Для этого устройство содержит г-р 1 СВЧ, вентили 2 и 3, аттенюаторы 4-8, направленные ответвители 9 и 10, фазовращатель 11, двойной волноводный тройник 12, короткозамыкающий поршень 13, трансформатор 14 полного сопротивления, детекторные секции 15, 16 и 17, усилители 18,19 и 20, измерительная ячейка 21 с узлом ввода вывода, блок деления 22, блок извлечения 23 квадратного корня, блок сравнения и переключения 24, блоки функционального преобразования 25,26 и 27 и блок индикации 28. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИ Ч ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (s1)s- G 01 N 22/00

ГОСУ P

ПО ИЗ Б

ПРИ Г НТ

СТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

РЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

СССР

К АВ ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 44 7 (22) 24. 7 (46) 23. 1 (71) о эа им, (72) А. Д (53) 62 .3 (56) Ав

N 3829

Авт

¹ 1437 5

487/24-09 .88 .90. Бюл. ¹43 сковский институт нефти и гаМ.Губкина емьянов и Е.Н.Браго

96,37(088.8) рское свидетельство СССР

1, кл. G 01 N 27/02, 1970. рское свидетельство СССР

1, кл. G 01 N 27/00. 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ВОДЫ В ПРОДУКЦИИ НЕФТЯНЫХ

СКВАЖИН (57) Изобретение относится к нефтяной промышленности. Цель изобретения — обеспечение измерения содержания воды и нефти в диапазоне 0 — 100 в продукции нефтяной скважины. Для этого устр — во содержит г-р

1СВЧ, вентили 2 и 3, аттенюаторы 4 — 8, направленные ответвители 9 и 10, фаэовра-; щатель 11, двойной волноводный тройник

12, короткозамыкающий поршень 13, трансформатор 14 полного сопротивления, детекторные секции 15, 16 и 17, усилители 18, 19 и 20, измерительную ячейку 21 с узлом ввода — вывода, блок деления 22, блок извлечения 23 квадратного корня, блок сравнения и переключения 24, блоки функционального преобразования 25, 26 и 27 и блок индикации 28. 3 ил.

1608523

20

30

35 детекторную секцию 16, После детектирова40

50

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к способам определения содержания воды и нефти в продукции нефтяной скважины.

Целью изобретения является обеспечение определения содержания воды и нефти в диапазоне 0-1007,.

На фиг. 1 представлены кривые зависимости модуля коэффициента отражения /r/ от содержания воды WB или нефти У4 в эмульсиях; нефти в пластовой воде f)(Ws) и пластовой воды в нефти f2(Wp); на фиг. 2— зависимость выходного сигнала Um дг.ойного волноводного тройника от содержания пластовой воды W4 в нефти; на фиг. 3 — 1 блок-схема устройства для о тределения содержа)!ия воды и !!ефти.

Устройство содержит генератор 1 СВЧ, первый 2 и второй 3 вентили, первый 4, второй 5, третий 6, четвертый 7 и пятый 8 аттенюаторы, первый 9 и второй 10 направленные ответвители, фазовращатель 11, двойной волноводный тройник 12, коротко- замыкающий поршень 13, трансформатор

14 полного сопротивления, первую 15, вторую 16 и третью 17 детекторные секции, первый 18, второй 19 и третий 20 усилители, измерительную ячейку 21 с узлом ввода-вывода, блок 22 деления, блок 23 извлечения квадратного корня, блок 24 сравнения и перекЛючения, первый 25, второй 26 и третий

27 блоки функционального преобразования и блок 28 индикации, Устройство работает следующим образом.

Электромагнитная волна от генератора

1 СВЧ через первый вентиль 2 и первый аттенюатор 4 поступает в основной и ответвляющий каналы первого направленного ответвителя 9, После ответвляющего канала первого направленного ответвителя 9 часть мощности генератора 1 СВЧ через второй аттенюатор 5 поступает на первую детекторную секцию 15, После детектирования сигнал, пропорциональный мощности падающей волны Ро, поступает через первый усилитель 18 на первый вход блока 22 деления, Часть мощности генератора 1 СВЧ через основной канал первого направленногО ответвителя 9 поступает на вход двойного волноводного тройника 12, которым делится на две части. В первом плече двойного волноводного тройника 12 волна проходит через четвертый аттенюатор 7 к короткозамыкающему поршню 13, после отражения от которого через четвертый аттенюатор 7 эта волна возвращается на двойной волноводный тройник 12. Во втором плече двой.ного волноводного тройника 12 волна через фазовращатель 11, основной канал второго направленного ответ ителя 10, трансформатор 14 полного сопротивления и узел ввода — вывода направляе;ся в измерительную ячейку 21, Стенка последней выполнена полуволновой и из радиопрозрачного материала, например стеклопластика, поэтому мощность волны, отраженной от измерительной ячейки 21, зависит только от свойств жидкости, протекающей через нее

При этом дополнительное согласование волноводного тракта осуществляется трансформатором 14 полного сопротивления.

Волна, отраженная от измерительной ячейки 21, поступает в основной и ответвляющий каналы второго направленного ответвителя 10. Из основного канала второго направленного ответвителя 10 волна через фазовращатель.11 возвращается на двойной волноводный тройник 12, где сравнивается с волной, поступившей из первого плеча.

1 Результат сравнения с выхода двойного волноводного тройника 12 «ерез второй вентиль 3 и пятый аттенюатор 8 поступает на третью детекторную секцию 17. После детектирования сигнал, пропорциональный величине рассогласования плеч двойного волноводного тройника 12, поступает через третий усилитель 20 на второй вход блока 24 сравнения и переключения.

Через ответвляющий канал второго на- . правленного ответвителя 10 и третий атте.— нюатор 6 волна поступает на вторую ния сигнал, пропорциональный мощности отраженной от исследуемой среды волны

Pz, через второй усилитель 19 поступает на второй вход блока 22 деления, который осуществляет деление сигналов, пропорциональных мощностям отраженной и падающих волн, На выходе блока 22 деления имеем сигнал, пропорциональный квадрату модуля коэффициента отражения Г2 . Выход блока

22 деления соединен с входом блока 23 извлечения квадратного корня, на выходе которого имеем сигнал, пропорциональный модулю коэффициента отражения /r /, Выход блока 23 извлечения квадратного корня соединен с первым входом блока 24 сравнения и переключения.

В блоке 24 сравнения и переключения сигнал, пропорциональный модулю коэффи55 циента отражения /r /, сравнивается с реперными значениями сигналов, пропорциональных модулю коэффициента отражения Ir вг, I соответствующего об-! ращению фаз в эмульсии нефти в пластовой

1608523 дуе . ра е фаз де! чаю опр обл исп мож неф, апаз дер (в зова го с трой сии дите волн ход 6 нал, коэф на вх прео симо !

r! o т.е. блока получ держ на пе

Е второ ключе лю ко вход преоб висим ния lr нефти второг разов нальн подае ции, Ес ход бл нал, и

1 во е, модулю коэффициента отражения двойного волноводного тройника, поступа-! г pQp !, соответствующего обращению ет на вхо4 тре ьего блока 27 функциональфа в эмульсии пластовой воды в нефти ного преобразованиЯ. Послецний РеализУет одн и и одной десятой модуля коэффициен- зависимость сигнала, полученного с поTB o ражения ) 1 r„! для беэводнои нефти 5 мощью двойно о волноводного тРойник

Из приведенных на фиг. 1 данных сле- 12, от со4ержания воды 1ЯВ в эмульсии плачто значения модуля коэффициента от- стовой воды B нефти, т.е. U y = f3 (W ) (фиг. ния г! соответствующие обращению 2). При этом использУетсЯ зависимость, пав эмульсии нефти в пластовой во- лУченнаЯ при принудительном Рассогласовании двоиного волноводного троиника 12, В н ти !ГI=!г

Эта настройка осуществ"ÿ.åòñÿ при заполнеф — обр!, существенно разли- нии измерительной ячейки 21 обезвоженся и при этом Ir o6pl >lr обр ° ной нефтью с помощью четвертого аттетотфактустраняет неоднозначность в нюатора 7 фазовращателя 11 и КороТделении содержания воды и нефти в 15 козамыкающего поРшнЯ 13, сти обращения фаз, и, следовательно, Как видно из данных, приведенных на льзуя зависимости г11 а „) и f2 гНН„) фиг,2, при Увеличении содержаниЯ во4ы И4 о определять содержание воды и сигнал Уменьшае с, а опре4еление малых и в продукции нефтяных скважин в ди- количеств во4ы НН осуществляется на круне 2- 100/. При этом измерение со- 20 том у"астке зависимости 0 о =-1з (ННв), чем ания воды в малообводненных потоках обеспечивается высокая точность иззмере00,2) обеспечивается за счет испольия зависимости Umy = f3 (Wg) Выходно На выходе третьего блока 27 функциогнала U v двойного волноводного нального преобразов". ия получаем сигнал, iVKa OT СОдвржаНИя 1Дв ВадЫ В ЭМУЛЬ- 25 ПРОПОРЦИОНаЛЬНЫй СОДЕржаНИЮ ВОЦЫ ННв.

Оды в нефги r onу енHoA при nрину Э . си нал поДае с на Ре ий вхоД блока ьном рассогласовании двойного водногс тройника (фиг. 2 кривая 2 ), 30 ока 24 сравнения и переключения сиг- Устройство для определения содержаициента отражения r I поступает содр ж щее ген Ратор выход которо го через первый вентиль и первый аттенюато ый РеализУет зави- 35 т ть модуля коэфф дуля коэффициента отражения тор подсоединен к основному каналу содержа н ф соде жания нефти в пластовой воде, первого направленного ответвителя, к от— н) (фиг, а выходе первого ветвляющему каналу которого подсоедине25 функциона б, ункционального преобразования ны последовательно соединенные второй аттенюагор, первая детекторная секция и нию нефти нчн, Этот си."нал подается

0 первый усилитель, а также второй направленный ответвитель, к основному каналу ковый вход блока 28 индикации.

1 1 1 торого через трансформатор полного ли!г >!г >1,1!

o5p <,11г !, то через сопротивления подсоединена измеритель выход блока 24 сравнения и пере- ная ячейка с узлом ввода — вывода, к ответв1ия сигнал, пропорциональный моду- 45 ляющему каналу — последовательно ффициента отражения, поступает на соединенные третий аттенюатор, вторая деторого блока 26 функционального тектораня секции и второй усилитель, о т— азования, Последний реализует за- л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспесть модуля коэффициента отраже- чения измерения содержания воды и нефти оТ содержания пластовой воды W, 50 от 0 до 100 j,, введены второй вен иль, четв) (фиг. 1), На выходе вертыи и пятый аттенюаторы, фазовращаблока 26 функционального преоб- тель, двойной воноводный тройник, ния получаем сигнал, пропорцио- короткозамыкающий oopLLleHb третья детек1й содержанию воды W . Этот сигнал 55 торная секция, третий усилитель, блок делеся на второй вход блока 28 индика- ния, блок извлечения квадратного корня, блок сравнения и перекл1очения, первый, и !г(<1,1!r 1 ,, I „l,,о чере третии вы- второи и третий блоки функционального ка 24 сравнения и переключения сиг- пРеобРазованиЯ, блок инДикаЦии, пРиче1 . к опорциональный рассогласованию основному каналу первого направленного

1608523

0,7 ао

o,v

/гм/ о,/ аг ое он ог иъ (о, в) (ов) (о ) (о,г) (и/.)

Фиа1

tiO

Фиг. Р

Составитель Е.Скороходов

Техред М.Моргентал Корректор Л,Бескид

Редактор И.Горная

Заказ 3611 Тираж 487 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ответвителя подсоедниен вход двойного волноводного тройника, к первому плечу ко-, торого последовательно подсоединены четвертый аттенюатор и короткозамыкающий поршень, второе плечо через фазовращатель подсоединено к основному каналу второго направленного ответвителя, при этом к выходу двойного волноводного тройника последовательно подсоединены второй вентиль, пятый аттенюатор, третья детекторная секция и третий усилитель, вы ходы первого и второго усилителей подсоединены соответственно к первому и второму входам блока деления, выход которого через блок извлечения квадратного корня подключен к первому входу блока сравне5 ния и переключения, к второму входу которого подключен выход тетьего усилителя, первый, второй и третий выходы блока срав- . нения и переключения через соответственно первый, второй и третий блоки

10 функционального преобразования подсоединены соответственно к первому, второму и третьему входам блока индикации.