УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ДОБЫВАЕМОЙ ПРОДУКЦИИ НА СКВАЖИНАХ

Полезная модель относится к области разработки и эксплуатации нефтяных месторождений и может быть использована для отбора проб продукции нефтяных скважин, в том числе и высокообводненной сверхвязкой нефти (СВН).
Известно устройство для отбора пробы продукции скважины (патент RU №110408, МПК Е21В 49/08, G01N 1/10, F17D 3/10, опубл. Бюл. №32 от 20.11.2011 г.), включающее манифольдную линию, пробоотборный кран, при этом содержит фрагмент манифольдной линии в сборе с байпасной линией, монтируемой в горизонтальной плоскости, с размещенными на ней трехходовым вентилем, пробоотборным краном и обратным клапаном.
Недостатками данного устройства являются невозможность получения достоверных показателей уровня обводненности продукции СВН или продукции с высоким газовым фактором, так как отбор проб производиться с отвода байпасной линии. В местах изгиба байпасной линии возникает турбулентное течение с большими перепадами давлений, что приводит к расслоению продукции на воду и фракции и выделению газа. В результате при отборе проб, выделившийся газ вообще не отбирается, а вода как наиболее тяжелый компонент продукции будет отбираться в первую очередь, и результаты анализов проб не будут соответствовать действительности добываемой продукции. При этом в случае выхода из строя любого элемента устройства, требуется остановка работы скважины для замены, что не рационально.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для отбора проб продукции скважины (патент RU №153996, МПК Е21В 49/08, G01N 1/10, F17D 3/10, опубл. Бюл. №22 от 10.08.2015 г.), содержащее металлическую раму, закрепленные на металлической раме основную линию в сборе с байпасной линией и блок управления, причем на байпасной линии установлен блок отбора пробы, соединенный с контейнером для сбора пробы, и два шаровых крана, а на основной линии установлены гибкие шланги высокого давления с быстроразъемными соединениями для подключения к трубопроводу, а также шаровой кран для регулирования расхода продукции скважины, причем блок управления выполнен с возможностью управления блоком отбора пробы для автоматического осуществления отбора проб продукции скважины.
Недостатками данного устройства являются невозможность получения достоверных показателей уровня обводненности продукции СВН или продукции с высоким газовым фактором, так как отбор проб производиться с отвода байпасной линии. В местах изгиба байпасной линии возникает турбулентное течение с большими перепадами давлений, что приводит к расслоению продукции на воду и фракции и выделению газа. В результате при отборе проб, выделившийся газ вообще не отбирается, а вода как наиболее тяжелый компонент продукции будет отбираться в первую очередь, соответственно результаты исследования проб не будут соответствовать действительности добываемой продукции. При этом при выходе из строя любого элемента устройства требует остановки работы скважины для замены, что не рационально.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является разработка такой конструкции устройства для отбора проб добываемой продукции на скважинах, которая позволяет благодаря наличию аварийного крана значительно снизить вероятность остановки работы скважины, связанную с выходом из строя элементов конструкции, а также получать максимально достоверные показатели уровня обводненности продукции СВН или продукции с высоким газовым фактором, за счет снятия проб непосредственно из основной линии трубопровода, по которой перекачивают продукцию скважины.
Техническая задача решается устройством для отбора проб добываемой продукции на скважинах, включающим основную линию трубопровода, байпасную линию, блок отбора проб, отсекающие краны с двух сторон от блока отбора проб, переключатель потока продукции с основной линии на байпасную и обратно.
Новым является то, что блок отбора проб с отсекающими кранами установлен на участке основной линии, охваченном байпасной линией с переключателем, причем участок основной линии дополнительно снабжен со стороны скважины аварийным краном, а блок отбора проб - воздушным краном.
На чертеже изображена схема разработанного устройства.
Устройство для отбора проб добываемой продукции на скважинах включает основную линию 1 трубопровода с блоком 2 отбора проб и оснащенным отсекающими с двух сторон кранами 3 и 4. Причем блок отбора проб 2 с отсекающими кранами 3 и 4 установлен на участке 5 основной линии 1, охваченном байпасной линией 6 с переключателем 7, который выполнен с возможностью перенаправления продукции с основной линии 1 на байпасную 6 и обратно. Участок 5 основной линии 1 дополнительно снабжен со стороны скважины аварийным краном 8, а блок отбора проб 2 - воздушным краном 9 и сливным краном 10.
Устройство работает следующим образом.
Продукция скважины по основной линии 1 трубопровода направляется от скважины, протекая по участку 5 через краны 8, 3, блок 2 и кран 4. Отсутствие большой турбулентности и перепада давлений исключает расслоение продукции по фракциям и выделение связанного газа из нее. Для снятия проб переключатель 7 переводят на открытие байпасной линии 6, а краны 3 и 4 закрывают, отсекая от участка 5 блока 2 пробу. При этом поток продукции из участка 6 основной линии 1 полностью перенаправляется через байпасную линию 6. Открыв сливной кран 10 и воздушный кран 9, продукция из отсеченного кранами 3 и 4 участка 5 сливается в емкость без создания разряжения внутри, так как открытый кран 9 пропускает воздух в блок 2 между кранами 3 и 4. После чего воздушный кран 9 и сливной кран 10 закрывают, краны 3 и 4 открывают, а переключатель 7 закрывают для перекрытия байпасной линии 6. В результате поток жидкости перенаправляют на участок 5 основной линии 1 трубопровода. Отобранные пробы отправляют в лабораторию (не показано) для определения уровня обводненности продукции. Точность уровня обводненности отобранных проб предлагаемым устройством по сравнению с аналогичными устройствами повысилась в среднем на 17%.
Наличие аварийного крана 8 позволяет производить замену крана 3, сливного крана 10, воздушного крана 9, без остановки работы скважины, перенаправляя поток продукции через байпасную линию 6. Небольшие утечки в переключателе 7 допустимы и не влияют на работоспособность устройства. Кран 8 работает редко, только при замене вышеописанных конструкторских элементов 3, 9 или 10, и выходов его из строя на практике не наблюдалось. Остановка потока производится только при замене крана 4, но его выбирают с 2-х - 3-х кратным запасом прочности и устанавливают на фланцевых соединениях, поэтому на него приходится не более 2% аварийных ситуаций, а замена требует небольших затрат времени. Благодаря применению аварийного крана время безостановочной работы скважины увеличилось примерно в 2 раза.
Предлагаемая конструкция устройства для отбора проб добываемой продукции на скважинах позволяет благодаря наличию аварийного крана значительно снизить вероятность остановки работы скважины, связанную с выходом из строя элементов конструкции, а также получать пробы, максимально соответствующие продукции скважины, содержащей высокообводненную продукцию СВН или продукции с высоким газовым фактором, за счет снятия проб непосредственно из основной линии трубопровода, по которой перекачивают продукцию скважины.