УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ГАЗОЖИДКОСТНОГО ПОТОКА

Полезная модель относится к нефтяной промышленности и может быть использована при отборе пробы газонефтяного потока, поступающего из скважины на поверхность.
Отбираемая проба газожидкостного потока используется для определения величин газового фактора и дебита скважин, и от степени ее представительности зависит достоверность определяемых величин. Одним из основных факторов, определяющих представительность пробы, является гомогенность потока в зоне отбора проб при пульсирующем режиме работы скважин.
Известно устройство для отбора проб двухкомпонентной газожидкостной смеси, содержащее корпус с размещенным в нем изокинетическим зондом и коаксиально установленным в проточке корпуса, патрубком с турбулизирующей решеткой (авт. св. СССР №866440, кл. G 01 N 1/10, 1981).
Недостатком известного устройства является недостаточная гомогенизация газожидкостного потока в случае малой скорости истечения последнего.
Наиболее близким к предлагаемому решению является способ отбора проб газожидкостного потока и устройство для его осуществления, содержащее полый корпус с каналами для входа и выхода потока, размещенную в полости корпуса пробоотборную трубку, а также штуцеры, установленные в корпусе и на входе в пробоотборную трубку (патент РФ №2091579, кл. Е 21 В 47/10, 1997).
В данном изобретении создание гомогенной среды в зоне отбора проб достигается только в случае создания критических режимов течений
основного и отбираемого потоков путем установки штуцеров на пути этих потоков с заданным проходным сечением штуцеров (которые выполнены сменными) и, следовательно, гомогенизация газожидкостного потока почти не наступает в случае, когда невозможно создать критический режим течения газожидкостной смеси.
Кроме того, гомогенизация газожидкостного потока, создаваемая этим устройством, является недостаточно высокой, так как гомогенизация происходит только за счет турбулентности потока при входе в штуцер, установленный в корпусе устройства.
К техническим недостаткам известного решения можно отнести также сложность настройки устройства при введении пробоотборной трубки в зону критического течения и изменение режима работы скважины при изменении рабочего диаметра штуцера, установленного в корпусе устройства.
Задачей полезной модели является повышение представительности отбираемой пробы за счет обеспечения высокой степени гомогенизации газожидкостной смеси в зоне отбора проб.
Задача решается тем, что в устройстве для отбора проб газожидкостного потока, содержащем полый корпус с каналами для входа и выхода потока и размещенные в полости корпуса пробоотборную трубку и штуцер, согласно полезной модели, устройство снабжено гомогенизирующим зондом, расположенным за штуцером и установленным на входе в пробоотборную трубку, при этом зонд выполнен в виде конуса с вогнутым перфорированным основанием и расположенными внутри него капиллярными трубками, причем на боковой поверхности конуса по его окружности выполнены отверстия для истечения газожидкостного потока, расположенные над входами капиллярных трубок.
Сущность полезной модели заключается в том, что газожидкостный поток, получивший ускорение в штуцере, частично гомогенизируется,
попадая в перфорированное основание зонда, частично отражается от него, но, так как основание выполнено вогнутым, то отраженный поток уходит в крайние отверстия основания зонда, и поэтому поток попадает в полость зонда (важно, чтобы весь поток попал в зонд). Происходит дальнейшее перемешивание, чем и достигается высокая степень гомогенизации потока.
Гомогенизирующий зонд, выполненный в виде конуса, с расположенными в нем капиллярными трубками, установлен за штуцером таким образом, чтобы поток, исходящий из штуцера, полностью проходил сквозь перфорированное основание зонда, где часть его по капиллярным трубкам попадает в пробоотборную трубку.
Отверстия, выполненные в основании зонда, позволяют увеличить интенсивность турбулизации потока.
На чертеже показано устройство, продольный разрез.
Устройство для отбора проб содержит полый корпус 1, на входе в который установлен штуцер 2. В полости корпуса 1 соосно штуцеру 2 установлена пробоотборная трубка 3. За штуцером 2 на входе в пробоотборную трубку 3 расположен гомогенизирующий зонд, который соединен с пробоотборной трубкой, например, посредством резьбы. Зонд выполнен в виде конуса 4 с вогнутым перфорированным основанием 5. Внутри конуса 4 расположены капиллярные трубки 6, которые крепятся при помощи пайки. На боковой поверхности конуса 4 выполнены отверстия 7 для истечения газожидкостного потока. Корпус 1 устройства выполнен с каналом 8 и каналами 9 для входа и выхода потока соответственно. Пробоотборная трубка 3 связана с вентилем 10, через который она может быть подсоединена к мерному сепаратору и газовому счетчику.
Устройство работает следующим образом.
Газожидкостный поток, проходя через канал 8 корпуса 1, ускоряется в штуцере 2 и попадает в перфорированное основание 5 конуса 4, где
вследствие турбулентности, поток гомогенизируется и часть его по капиллярным трубкам 6 попадает в пробоотборную трубку 3.
Далее, отобранная проба через вентиль 10 поступает в сепаратор, где происходит сепарация нефти и газа. Объем сепарированной нефти измеряется в сепараторе, а объем газа учитывается газовым счетчиком.
Основная часть потока по отверстиям 7, расположенным по боковой поверхности конуса 4, истекает из зонда во внутреннюю полость корпуса 1, а затем через каналы 9, выполненные в корпусе устройства, поступает в обвязку скважинной арматуры.
Очевидно, что перфорированное основание зонда значительно увеличивает гомогенность газожидкостного потока, исходящего из штуцера, благодаря своим высоким турбулизирующим свойствам, а также высокой скорости потока, и, следовательно, повышается представительность отбираемой пробы. Действительно, при испытании устройства параллельно со стандартизированной групповой замерной установкой нефтяных скважин АСМА, сепарирующей весь газожидкостный поток, отклонения результатов определения газового фактора составили не более 3%.
Предлагаемое устройство для отбора проб позволяет отобрать представительную пробу гомогенизированного в устройстве газожидкостного потока для максимально широкого спектра параметров и режимов работы скважины, не изменяя последние в ходе замера.