Прибор для определения объемной доли и физических параметров нефти в пластовой жидкости

 

Изобретение относится к нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей и химической промышленности, в частности к способам контроля содержания нефти в пластовой жидкости скважины в процессе ее эксплуатации. Сущность изобретения: прибор для определения объемной доли и физических параметров нефти в пластовой жидкости содержит отводящую трубу от магистрального трубопровода, мерную емкость в виде гидравлического цилиндра с поршнем и штоком. Шток цилиндра посредством зубчатой рейки, закрепленной на нем, связан с шестернями редуктора и взаимодействует с конечными выключателями, определяющими его крайние положения. Гидравлический цилиндр сообщен с магистральным трубопроводом скважины через соединительный трубопровод и электроклапан. В соединительный трубопровод перед мерной емкостью установлен жиклер с электрическим дифференциальным манометром, выход которого подключен к счетно-решающему устройству. Прибор также содержит узел, формирующий импульсы, которые фиксируют количественное изменение объема жидкости в мерной емкости. Диск через зубчатое зацепление связан с шестернями редуктора. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей и химической промышленности, в частности к способам контроля содержания нефти в пластовой жидкости скважины в процессе ее эксплуатации, но может найти применение и в других отраслях промышленности, например, при анализе несмешивающихся жидкостей, особенно токсичных и взрывоопасных жидкостей.

Известны приборы для отбора и измерения продукции нефтяных скважин, содержащие устройство для забора жидкости из магистрального трубопровода скважины и измерительного устройства для определения количества состава продукции скважины (авт. св. N 1652521, кл. E 21 B 47/00). Однако, известные приборы не позволяют достичь необходимого качества пробы, оперативности и точности при определении нефтенасыщенности пробы пластовой жидкости.

Предлагаемый прибор позволяет достичь высокой оперативности при отборе пробы и точности при определении нефтенасыщенности пластовой жидкости, а также улучшить эксплуатационные качества скважины.

Достижение такого технического результата возможно при наличии следующих отличительных признаков прибора: прибор снабжен отводящей трубой и мерной емкостью, выполненной в виде гидравлического цилиндра со штоком возвратно-поступательного перемещения, приводом перемещения штока цилиндра и вставкой в виде жиклера, установленной в трубопроводе перед мерной емкостью, а устройство для измерения физических параметров и состава пластовой жидкости выполнено в виде подключенного к приводу штока импульсного датчика, выходы которого подключены к входу счетно-решающего устройства и электрического дифференциального манометра, установленного на жиклере и также подключенного к входу счетно-решающего устройства.

Привод перемещения штока выполнен в виде системы зубчатых шестерен, соединенных с электрическим двигателем и взаимодействующих посредством зубчатого зацепления со штоком цилиндра, электрическим выходом которого является импульсный датчик объема.

На фиг. 1 представлена общая схема прибора; на фиг. 2 узел Б на фиг. 1.

Прибор содержит отводящую трубу 1 от магистрального трубопровода 2 скважины, мерную емкость, выполненную в виде гидравлического цилиндра 3 с установленным в его корпусе поршнем 4 со штоком 5 возвратно-поступательного перемещения. Вверх шток перемещается под воздействием давления пластовой жидкости, а вниз электрическим приводом. Шток 5 за счет зубчатой рейки 14 находится в зацеплении с шестернями узла Б.

Узел Б формирует импульсы и имеет конечные выключатели 6 и 7. Импульсы фиксируют количественное изменение объема жидкости в полости А цилиндра 3. Полость А сообщена с магистральным трубопроводом 2 через соединительный трубопровод 8 и электрический клапан 9 ввода-вывода жидкости. В линию соединительного трубопровода 8 перед полостью А цилиндра 3 установлен в виде вставки жиклер 10, с помощью которого воздействуют на поток и создают перепад давления. На жиклере 10 установлен дифференциальный электрический манометр 11, электрический выход которого подключен к входу счетно-решающего устройства 12.

В качестве источника формирования усилия P воздействия на шток 5 и увеличения разрешающей способности прибора используют узел Б (фиг. 2), в котором размещен редуктор 13. Шестерня 15 редуктора 13 находится в зацеплении с зубчатой рейкой 14, закрепленной на штоке 5, а шестерня 16 через зубчатое зацепление взаимодействует с диском 17. Диск 17 имеет отверстия 19, через которые проходит световой сигнал от источника 20, формирующий импульсы в датчике 21 импульсов при перемещении штока 5.

Прибор работает следующим образом.

Открывают электрический клапан 9. Поршень 4 под давлением пластовой жидкости перемещается вверх до срабатывания конечного выключателя 6. При этом происходит заполнение полости А цилиндра 3, а шестерни 15, 16 вращают диск 17. Датчик 21 формирует импульсы и передает их в счетно-решающее устройство 12. Приращение объемов ΔQ жидкости, поступающей в полость А в каждый момент времени Δt, определяется выражением: ΔQ = B·N, где B постоянная прибора, N число зарегистрированных импульсов за время Δt.

При прохождении жидкости воды или нефти через жиклер 10 со скоростью V в потоке возникает перепад давления ΔP_в или ΔP_н. Электрический сигнал дифференциального манометра 11 поступает в счетно-решающее устройство 12, обеспечивая запись импульсов при прохождении нефти и воды в различные ячейки памяти счетно-решающего устройства 12.

Объемная доля нефти в пластовой жидкости q_н определяется из выражения: где N_н число импульсов, записанное при прохождении нефти через жиклер, N_в число импульсов, записанное при прохождении воды.

Кинематическая вязкость нефти μ_н и воды μ_в определяется в счетно-решающем устройстве из выражения: где D постоянная прибора.

При включении двигателя 18 возникает усилие P и шток 5 с поршнем 4 перемещаются вниз, при этом датчик 21 формирует импульсы, которые также поступают в счетно-решающее устройство 12. При движении жидкости в обратном направлении дифференциальный манометр 11 замеряет перепад давлений нефти ΔP_н и воды ΔP_в и выдает их в счетно-решающее устройство 12 с записью в различные ячейки памяти. При обратном ходе штока 5 также определяется объемная доля нефти в пластовой жидкости и кинематическая вязкость нефти и воды.

Источники информации
1. Авторское свидетельство N 1652521, кл. E 21 B 47/00.

Формула изобретения

1. Прибор для определения объемной доли и физических параметров нефти в пластовой жидкости, содержащий устройство для забора жидкости из магистрального трубопровода и устройство для определения ее состава, отличающийся тем, что устройство для забора жидкости снабжено отводящей трубой и мерной емкостью, выполненной в виде гидравлического цилиндра со штоком возвратно-поступательного движения от привода, и установленным перед мерной емкостью жиклером, а устройство для определения состава выполнено в виде подключенного к мерной емкости импульсного датчика, выходы которого подключены к входу счетно-решающего устройства и подключенного к жиклеру электрического дифференциального манометра, выход которого также подключен к входу счетно-решающего устройства.

2. Прибор по п. 1, отличающийся тем, что привод перемещения штока цилиндра представляет собой электродвигатель, соединенный с системой зубчатых шестерен редуктора, взаимодействующих с зубчатой рейкой, закрепленной на штоке цилиндра, при этом электрическим выходом привода является импульсный датчик.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2