УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕБИТА ПРОДУКЦИИ НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН

Полезная модель относится к нефтедобыче и может быть использована для измерения дебитов продукции нефтяных скважин в системах герметизированного сбора.
Широко известны установки для измерения объемного дебита продукции нефтяных скважин типа «Спутник...», где в емкостном сепараторе продукцию скважины разделяют на жидкость и газ, затем отсепарированные жидкость и газ по отдельным линиям направляют в соответствующие расходомеры (1).
Недостатком такого решения является неудовлетворительная информативность, обусловленная невозможностью определять обводненность нефти и массовые значения дебита жидкости. Другим недостатком является низкое качество сепарации, приводящее к увеличению погрешности работы расходомеров из-за наличия газа в жидкой фазе рабочей среды и наоборот - капельной жидкости в газе.
Наиболее близким техническим решением является установка для автоматизированного замера продукции нефтяных скважин, которая содержит входное устройство гидроциклонного типа, установленное на трубопроводе входа из скважины, сепарационную емкость с газовой линией, снабженную датчиками температуры и избыточного давления, и измерительную емкость, снабженную датчиком гидростатического давления и датчиком температуры, выполненные как единое целое, трубопроводы выхода жидкости и газа, соединенные через переключатель потока с коллектором (2).
Недостаток этого решения - недостаточная точность измерений из-за низкого качества сепарации при широком диапазоне дебитов скважин в
результате узкого диапазона работы входного устройства гидроциклонного типа, рассчитанного на максимальную производительность скважины, а также активного пенообразования на поверхности жидкости в измерительной камере.
Задача предлагаемого технического решения - повышение точности измерений за счет повышения качества сепарации.
Это достигается тем, что в установке для измерения дебита продукции нефтяных скважин, содержащей входное устройство гидроциклонного типа, установленное на трубопроводе входа из скважины, сепарационную емкость с газовой линией, снабженную датчиками температуры и избыточного давления, и измерительную емкость, снабженную датчиком гидростатического давления и датчиком температуры, выполненные как единое целое, трубопроводы выхода жидкости и газа, соединенные через переключатель потока с коллектором, согласно полезной модели, входное устройство гидроциклонного типа выполнено в виде нескольких гидроциклонов, снабженных датчиком перепада давления и запорными элементами, и соединенных между собой параллельно, причем производительность каждого из гидроциклонов кратна производительности одного, рассчитанного на максимальную производительность установки, при этом жидкостная линия гидроциклонов соединена с нижней частью сепарационной емкости, а газовая линия гидроциклонов соединена с газовой линией сепарационной емкости и коллектором через каплеуловитель, в верхней части измерительной емкости установлен распределительный лоток, выполненный в виде усеченного конуса, причем между нижней кромкой распределительного лотка и внутренней стенкой измерительной емкости выполнен зазор для стекания жидкости с лотка на стенку измерительной емкости, а в верхней части лотка выполнено отверстие для выхода газа, при этом верхняя кромка распределительного лотка расположена выше нижней стенки сепарационной емкости.
Выполнение входного устройства гидроциклонного типа в виде нескольких гидроциклонов, снабженных датчиком перепада давления и запорными элементами, и соединенных между собой параллельно, с производительностью кратной от максимальной производительности установки позволяет параллельно включать в работу необходимое для эффективного режима сепарации количество гидроциклонов, что обеспечивает работу установки в широком диапазоне дебитов скважин, тем самым способствует повышению качества сепарации.
Соединение жидкостной линии гидроциклонов с нижней частью сепарационной емкости обеспечивает плавную подачу жидкости под уровень налива, что позволяет исключить волнение жидкости, а также пенообразование на ее поверхности. Это способствует более качественной сепарации без последующего повторного подмешивания газа в жидкость, что позволяет повысить точность измерений.
Соединение газовой линии гидроциклонов с газовой линией сепарационной емкости и коллектором через каплеуловитель позволяет исключить унос капельной жидкости с газом в коллектор нефтесбора, что обеспечивает более высокую точность измерения.
Установка в верхней части измерительной емкости распределительного лотка в виде усеченного конуса с зазором между нижней кромкой распределительного лотка и внутренней стенкой измерительной емкости для стекания жидкости с лотка на стенку измерительной емкости позволяет осуществлять налив жидкости в измерительную емкость тонкой пленкой по стенке сосуда измерительной емкости, что обеспечивает пленочный режим истечения жидкости без волнения и пенообразования. Отверстие в верхней части лотка позволяет пузырькам свободного газа активно выделяться из жидкости. Это улучшает процесс сепарации, что обеспечивает более высокую точность измерений.
Расположение верхней кромки распределительного лотка выше нижней стенки сепарационной емкости позволяет газу свободно выходить из
измерительной емкости, что улучшает сепарацию, тем самым способствует повышению точности измерений.
На фиг.1 изображена предложенная установка, на фиг.2 -распределительный лоток.
Устройство содержит трубопровод входа из скважины 1, входное устройство гидроциклонного типа, выполненное в виде нескольких гидроциклонов 2, датчик перепада давления 3, запорные элементы 4, жидкостную линию гидроциклонов 5, сепарационную емкость 6 с газовой линией 7, распределительный лоток 8, измерительную емкость 15, переключатель потока 16, трубопровод выхода жидкости 17, коллектор 18, трубопровод выхода газа 19, датчик гидростатического давления 20, газовую линию гидроциклонов 21, каплеуловитель 22. Распределительный лоток 8, содержит нижнюю кромку 9 и верхнюю кромку 10, отверстие для выхода газа 11 между нижней 9 и верхней 10 кромками, зазор 12 между внутренней стенкой 13 измерительной емкости 15 и нижней стенкой 14 сепарационной емкости 6.
Устройство работает следующим образом.
Продукция нефтяной скважины подается в трубопровод входа из скважины 1, где общий поток продукции скважины разделяется на несколько примерно равных потоков и поступает во входное устройство гидроциклонного типа, выполненного в виде нескольких гидроциклонов 2. В гидроциклонах 2 происходит интенсивное отделение жидкости от газа. Перепад давления на входе и выходе гидроциклонов 2 контролируется датчиком перепада давления 3, по показаниям которого оценивается режим работы гидроциклонов 2. В случае недостаточной величины перепада давления между входом и выходом гидроциклонов 2 их необходимое количество выключается из работы с помощью запорных элементов 4. Отделенная в гидроциклонах 2 от газа жидкость поступает по жидкостной линии 5 гидроциклонов 2 в сепарационную емкость 6, где происходит окончательное отделение жидкости от газа. Затем жидкость по нижней
стенке 14 сепарационной емкости 6 попадает на распределительный лоток 8, который равномерно распределяет поток жидкости по всей поверхности внутренней стенки 13 измерительной емкости 15. При наполнении жидкостью измерительной емкости 15 переключатель потока 16 устанавливается в положение, которое перекрывает трубопровод выхода жидкости 17, соединенный с коллектором 18, и одновременно открывает выход газа из сепарационной емкости 6 по трубопроводу выхода газа 19, соединенному с коллектором 18. Уровень жидкости в измерительной емкости 15 поднимается от нижней мембраны датчика гидростатического давления 20 до верхней мембраны, заполняется калиброванный объем, одновременно ведется учет времени заполнения. По показаниям приборов вычисляется массовый и объемный расход жидкости.
Отделенный от жидкости газ в гидроциклонах 2 и сепарационной емкости 6 поступает по газовой линии гидроциклонов 21 и газовой линии 7 сепарационной емкости 6 в каплеуловитель 22, где происходит отделение капельной жидкости от газа. Отделенная от газа жидкость поступает обратно в сепарационную емкость 6, а очищенный газ свободным потоком по трубопроводу выхода газа 19 уходит в коллектор 18. Измерение дебита по газу происходит при опорожнении измерительной емкости 15. При измерении газа переключатель потока 16 устанавливается в положение, которое открывает трубопровод выхода жидкости 17, а трубопровод выхода газа 19 перекрывается. Увеличивающийся объем газа вытесняет жидкость из измерительной емкости 15, уровень жидкости при этом падает от верхней до нижней мембраны датчика гидростатического давления 20, одновременно ведется учет времени вытеснения. По показаниям приборов вычисляется объемный расход газа.
Затем цикл измерения повторяется.
Применение предложенного технического решения позволит повысить точность измерений в широком диапазоне дебитов продукции нефтяных скважин.