СТЕНД ДЛЯ ПОДГОТОВКИ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ ВОДОГАЗОНЕФТЯНОЙ СМЕСИ К АНАЛИЗУ
BENCH FOR PREPARATION OF MULTICOMPONENT WATER-GAS-OIL MIXTURE FOR ANALYSIS

Изобретение относится к трубопроводному транспорту, а именно к устройствам для подготовки водогазонефтяных смесей при испытаниях приборов для определения концентрации нефти или нефтепродуктов в воде, и может быть использовано в заводских лабораториях и предприятиях, разрабатывающих приборы контроля нефти в воде, а также при аттестации приборов контроля нефти в воде.
Известно устройство для подготовки многокомпонентной смеси к анализу, включающее струйный смеситель, предназначенный для повышения степени однородности смеси путем обеспечения равномерности распределения добавочного компонента по всему поперечному сечению корпуса контактного аппарата. SU 1152633 А, 30.04.1984.
Недостатком известного устройства является турбулентность течения жидкости в трубе, сохраняющаяся после прохождения жидкостью смесителя.
Известен стенд для подготовки многокомпонентной смеси к анализу, содержащий насосы воды и нефти, подключенные всасывающими патрубками к емкостям для воды и нефти, а нагнетательными патрубками через расходомеры к диспергатору, сообщенному трубопроводом вывода водогазонефтяной смеси с отстойной емкостью через расходомер и анализатор нефти. SU 1593695 А1, 23.09.1990.
Однако при изменении объемов подачи добавочного газового компонента в случае заполнения аппарата жидкостью не удается обеспечить требуемой однородности смеси и заданной дисперсности газовых пузырьков. При увеличении объемов подачи добавочного продукта в аппарат давление в распределительных трубах возрастает и изменяется структура подачи добавочного газа в жидкую среду.
Задача изобретения - повышение степени диспергирования нефтяных частиц до размера менее 10 мкм путем обеспечения равномерности распределения добавочного газового компонента по всему поперечному сечению корпуса.
Техническим результатом, достигаемым заявленным изобретением, является повышение точности анализа параметров потока многокомпонентной водогазонефтяной смеси в трубопроводе.
Поставленная задача решается и технический результат достигается за счет того, что стенд для подготовки многокомпонентной водогазонефтяной смеси к анализу содержит насосы воды и нефти, подключенные всасывающими патрубками к емкостям для воды и нефти, а нагнетательными патрубками через расходомеры к диспергатору, сообщенному трубопроводом вывода водогазонефтяной смеси с отстойной емкостью через расходомер и анализатор потока смеси, при этом новым является то, что он снабжен эжектором, установленным в герметичном цилиндрическом корпусе диспергатора, размещенном на подшипниках с возможностью вращения от привода, и емкостью для газа, сообщенной трубопроводом через расходомер с пассивным соплом эжектора, к активным соплам которого подключены нагнетательные патрубки насосов и через вентили - выходы делителя потока, вход которого подключен к выходу анализатора, при этом на выходе из диспергатора установлен дополнительный насос.
На фиг.1 показана схема стенда для подготовки многокомпонентной водогазонефтяной смеси к анализу.
На фиг.2 показана принципиальная схема эжектора, используемого в предлагаемом стенде.
Стенд для подготовки многокомпонентной водогазонефтяной смеси к анализу содержит насосы 1 и 2 воды и нефти, подключенные всасывающими патрубками 3 и 4 к емкостям 5 и 6 для воды и нефти, а нагнетательными патрубками 7 и 8 через расходомеры 9 и 10 - к диспергатору 11, сообщенному трубопроводом 12 вывода водогазонефтяной смеси с отстойной емкостью 13 через расходомер 14 и анализатор 15 водогазонефтяной смеси, при этом он снабжен эжектором 16, установленным в герметичном цилиндрическом корпусе 17 диспергатора 11, размещенном на подшипниках 18 с возможностью вращения от привода 19. Привод 19 может быть выполнен, например, в виде электродвигателя. Кроме того, стенд содержит емкость 20 для газа, сообщенную трубопроводом 21 через расходомер 22 с пассивным соплом 23 эжектора 16, к активным соплам 24 и 25 эжектора 16 подключены нагнетательные патрубки 7 и 8 насосов 1 и 2. А также стенд содержит делитель потока 30, выходы 31, 32 которого подключены гидролиниями 33, 34 к активным соплам 24 и 25 эжектора 16. Вход делителя потока 30 гидролинией 35 подключен к выходу 36 анализатора 15. При этом в гидролиниях 33, 34 установлены вентили 37, 38, а в гидролинии 39, сообщающей выход 36 анализатора 15 с отстойной емкостью 13, также установлен вентиль 40. Кроме того, на выходе из диспергатора 30, в трубопроводе 12 вывода водогазонефтяной смеси установлен дополнительный насос 41.
Анализ потока жидкости необходим при добычи нефти из одной или нескольких скважин. Обычно из скважины нефть добывается смешанной с водой и попутным газом, таким образом, получается трехкомпонентный поток жидкости. Поэтому очень важно иметь возможность определить, какую часть потока составляет каждый из компонентов.
Стенд для подготовки многокомпонентной водогазонефтяной смеси к анализу работает следующим образом.
В емкости 5 для воды задают соответствующие параметры по температуре, концентрации соли, включают насос 1 и по расходомеру 9 устанавливают необходимый расход воды, затем включают насос 2 и устанавливают по расходомеру 10 заданную концентрацию нефти. Насосами 1 и 2 вода и нефть в заданных объемах по нагнетательным патрубкам 7 и 8 подается в активные сопла 24 и 25, а из них - в камеру 26 предварительного смешения, в результате чего происходит дробление нефти и воды и образуется водонефтяная смесь.
Далее под давлением водонефтяная смесь поступает в рабочее сопло 27, а из него - во вторую камеру 28 смешения, где происходит эжектирование газовой среды и окончательное перемешивание водонефтяной смеси с газом и образование многокомпонентной водогазонефтяной смеси. При дальнейшем движении потока по камере смешения 28 происходит выравнивание скорости потока, далее она поступает в диффузор 29 эжектора 16, где происходит рост давления и под давлением примерно 10 атм смесь поступает в корпус 17 диспергатора 11. При включении привода 19 диспергатора 11 корпус 17, установленный в подшипниках 18, приобретает угловую скорость, и поток водогазонефтяной смеси также приобретает угловую скорость и закручивается в сторону вращения корпуса 17, благодаря этому увеличивается степень перемешивания смеси и уменьшается возможность отслоения газа. Водогазонефтяная смесь выводится дополнительным насосом 41 через трубопровод 12 и расходомер 14 в анализатор 15 водогазонефтяной смеси, где определяют, какую часть потока составляет каждый из компонентов. После прохождения водогазонефтяной смеси анализатора 15 с его выхода 36 поток водогазонефтяной смеси может быть направлен в отстойную емкость 13. В этом случае вентиль 40, установленный в гидролинии 39, открыт, а вентили 37 и 38 закрыты.
А также после прохождения водогазонефтяной смеси анализатора 15 с его выхода 36 поток водогазонефтяной смеси может быть направлен по гидролинии 35 на вход делителя потока 30 и через открытые вентили 37, 38 далее к активным соплам 24 и 25 эжектора 16 для циркуляции потока по замкнутому контуру с целью повышения степени диспергирования нефтяных частиц до размера менее 10 мкм, при этом вентиль 40, установленный в гидролинии 39, закрыт. Трехкомпонентный поток нефти, воды и попутного газа протекает через диспергатор 11 и трубопровод 12. Датчик температуры измеряет температуру потока, а датчики давления передают измерения давления до и после диспергатора 11 в центральный блок обработки данных для расчета значения падения давления потока при прохождении через диспергатор 11. Импульсы высокой и низкой мощности от первого блока гамма-излучения после прохождения через поток водогазонефтяной смеси принимаются одиночным детектором первого блока гамма-излучения, обрабатываются и анализируются в центральном блоке обработки данных совместно с сигналами от второго блока гамма-излучения, установленного на некотором расстоянии по ходу потока от первого. Сигналы от первого блока гамма-излучения хронологически разделяются и группируются по модулю для статического анализа в центральном блоке обработки данных, который и представляет собой средства для обработки данных и средства для анализа данных, который позволяет провести точное определение содержания компонентов в потоке водогазонефтяной смеси. Второй блок гамма-излучения в сочетании с сигналом от первого блока дает возможность расчета скорости потока, что совместно со значением падения давления потока позволяет определить общую норму расхода потока водогазонефтяной смеси и нормы расхода отдельных компонентов.
Информация от датчика температуры необходима для учета сжимаемости газовой фракции в потоке.
Для определения содержания компонентов в потоке смеси используются различные средства анализа. Так, например, могут быть использованы средства для определения типа течения, например слоевое или порционное. Например, при порционном течении относительное содержание нефти, воды и газа в отдельных порциях и тонкой пленке между порциями может существенно разниться. Установлено что при таком перемешивании получается водогазонефтяная смесь с диаметром частиц нефтяного происхождения менее 10 мкм.
Размеры диспергатора 11 могут изменяться в зависимости от исполнения. Длина цилиндрического корпуса 17 диспергатора 11, которая придает вращение водогазонефтяной смеси, может быть увеличена для более плавного течения водогазонефтяной смеси.