Устройство для определения содержания воды в продукции нефтяных скважин
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения содержания воды в продукции нефтяных скважин. Цель изобретения - повышение точности определения. Устройство для определения содержания воды в продукции нефтяных скважин содержит датчик с коаксиальными электродами и измерительную схему, причем внутренний электрод датчика покрыт изоляцией, толщина которой определяется неравенством. 0,1 (fn/f) (In D/r/ln r d ) 0,2 . где сп и Е- диэлектрические проницаемости материала изоляции и измеряемой среды, D, r, d - диаметры соответственно внешнего электрода, изоляционной оболочки, внутреннего диаметра, а измерительная схема состоит из последовательно соединенных таймера, квадратора, счетчика, блока деления , блока извлечения корня, функционального преобразователя, блока индикации, а также блока управления. 1 з п ф-лы, 2 ил. со с
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 N 27/22
9!", Щорсу P0!f1 л
i taA I
ПИСАНИЕ 3О РЕ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Е! Г
in d
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4499950/25 (22) 31.10.88 (46) 07.10.91. Бюл, N 37 (71) Московский институт нефти и газа им.
И.М.Губкина (72) А.А.Демьянов (53) 551.508.7 (088.8) (56) Лозовский Л.И. и др. Автоматизация измерения продукции нефтяных скважин.—
M.: Недра, 1975, с. 103-105.
Авторское свидетельство СССР
¹ 667883, кл, 6 01 N 27/22, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
СОДЕРЖАНИЯ ВОДЫ В ПРОДУКЦИИ
НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения содержания воды в продукции нефтяных скважин. Цель изобретения — поИзобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения содержания воды и нефти в продукции нефтяных: скважин.
Целью изобретения является повышение точности определения содержания воды в продукции нефтяных скважин в диапазоне влагосодержания от 0 до 100 .
Исследования показывают, что влияние солей в пластовой воде не превышает 1%, если выполняется неравенство
SU 1682898 А1 вышение точности определения, Устройство для определения содержания воды в продукции нефтяных скважин содержит датчик с коаксиальными электродами и измерительную схему, причем внутренний электрод датчика покрыт изоляцией, толщина которой определяется неравенством:
0,1 ((F D, r, d — диаметры соответственно внешнего электрода, изоляционной оболочки, внутреннего диаметра, а измерительная схема состоит из последовательно соединенных таймера, квадратора, счетчика, блока деления, блока извлечения корня, функционального преобразователя, блока индикации, а также блока управления. 1 з.п. ф-лы, 2 ил, где Е и c — диэлектрические проницаемости материала изоляции и измеряемой среды; D, r, d — диаметры внешнего электрода, изоляционной(диэлектрической)оболочки и внутреннего электрода. С увеличением этого отношения увеличивается влияние содержания солей в пластовой воде и составляет, например, 4% для А=5,3. Уменьшение влияния "сорта" нефти достигается уменьшением значения А. Однако при уменьшении значения А уменьшается чувствительность и точность измерения содержания воды М/В. 16В289о Компромисс достигается ограничением нижнего предела соотношения А, которое должно быть больше 0,10, Следовательно, для уменьшения влияния содержания солей, а также "сорта" нефти при достижении максимально возможной чувствительности и точности измерений необходимо выполнение неравенства 0,10 <А <020, Использование изоляционной (диэлектрической) оболочки позволяет включать емкостный датчик, заполненный пластовой водой, в частотозадающую цепь высокочастотного генератора, При этом не происходит срыва колебаний, а по изменению частоты высокочастотного генератора можно определять содержание воды в диапазоне от О до 100 . На фиг. 1 приведен емкостный датчик; на фиг. 2 — блок-схема устройства для определения содержания воды и нефти в продукции нефтяных скважин. Устройство содержит ем костный датчик 1 с коаксиально расположенными электродами, внутренний электрод которого покрыт изоляционной (диэлектрической) обо1очкой, высокочастотный генератор 2 и изм .рительную схему, включающую в себя последовательно соединенные таймер 3, квадратор 4, счетчик 5, блок 6 деления, блок 7 извлечения корня, 4>ункциональный преобразователь 8, блок !3 индикации, а также блок 10 управления, В основу работы устройства положены результаты исслецования зависимостей среднеквадратичного значения частоты f высокочастотного генератора от содержания воды Wa или нефти Р/н и типа эмульсии, Из зависимости f -- р1 (О/н) среднеквадратичного значения частоты f высокочастотного генератора от содержания нефти в эмульсии нефти в пластовой воде следует, что при увеличении содержания нефти WH значения f увеличиваются от ее значения, соответствующего значению частоты f:= fa для полного заполнения емкостного датчика пластовой водой до ее значения f = fl соответствующего обращению фаз эмульсии нефти в пластовой воде. Что касается зависимости f = p2(Wв) среднеквадратичного значения частоты f высокочастотного генератора от содержания М/в плагтовой воды в нефти, то в этом 1ИПЕ ЭМУЛЬСИИ FlPM УЯЕЛИЧЕНИИ СОДЕРжаНИЯ воды В/в значения ж:тоты f уменьшаются от ее значения f =4, .оответствующего значению для полного заполнения емкостного датчика обезвоженной нефтью, до ее эначения f = 4, соответствующего обоащению фаз в эмульсии пластовой воды и нефти. Среднеквадратичные значения частоты f, соответствующие обращению фаэ в эмуль5 сии нефти в пластовой воде f = tl и в эмульсии пластовой воды в нефти,f существенно различаются и при этом fl -. 4. Этот факт устраняет неоднозначность в определении содержания воды и нефти в 10 области обращения фаз и, следовательно, используя зависимость pl(W<) и щ (Р/в), можно определять содержание воды и нефти в продукции нефтяных скважин в диапазоне от 0 до 100, 15 В устройстве продукция нефтяной скважины поступает в межэлектродное пространство емкостно го датчика 1, включенного в частотозадающую цепь высокочастотного генератора 2, и изменяет его частоту в зависимости от содержания 20 воды в ней. Частота высокочастотного генератора 2 измеряется с помощью измерительной схемы. В измерительной схеме таймер 3 задает (формирует) временной интервал и пропу25 скает пачки импульсов (выборки), число импульсов в которых пропорционально частоте fl высокочастотного генератора 2, При использовании таймера 3 с цифровым выходом на его выходе имеется сигнал, 30 пропорциональный частоте fl высокочастотного генератора 2, Сигнал с выхода таймера 3, пропорциональный частоте высокочастотного генератора 2, поступает на вход квадратора 4. С 35 выхода квадратора 4 сигнал, пропорциональный 1, поступает на вход счетчика 5. Последний представляет собой сумматор, выход которого соединен с входом блока 6 деления, осуществляющего деление суммы 40 2 -.f на число выборок N. С выхода блока 6 деления сигнал поступает на блок 7 извлечения корня, на выходе которого получают среднеквадратичное значение частоты f высокочастотного гене45 ратора Сигнал, пропорциональный среднеквадратичному значению частоты f высокочастотного генератора, поступает на функциональный преобразователь 8, который реализует зависимости среднеквадра55 тичного значения f частоты высокочастотного генератора 2 от содержания воды И/в и нефти W>< и типа эмульсии. 1682898 На выходе функционального преобразователя 8 получают сигнал, пропорциональный содержанию воды Wo. Этот сигнал поступает на блок 9 индикации. Следовательно, измерительная схема реализует следующую последовательность 5 преобразований: ж «y(f} N N Работой измерительной схемы управля- 10 ет блок 10 управления. Формула изобретения 1. Устройство для определения содержания воды в продукции нефтяных скважин, содержащее датчик с коаксиально 15 расположенными. электродами, один из которых изолирован, и измерительную схему, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения, изоляция внутреннего электрода имеет толщину, определяемую неравенством In— 0,1 < — — <02, Еп Ina где ял и е — диэлектрические проницаемости материала изоляции и измеряемой среды, О, r, d — диаметры соответственно внешнего электрода, изоляционной оболочки, внутреннего электрода. 2; Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что измерительная схема выполнена в виде последовательно соединенных таймера, квадратора, счетчика, блока деления, блока извлечения корня функционального преобразователя, блока индикации, а также блока управления. 1682898 Составитель В.Немцев Тех ред M.Моргентал Корректор О. Кравцова Редактор Н.Бобкова Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 3408 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
