УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕБИТА ПРОДУКЦИИ НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН "ЦИКЛОН"

Полезная модель относится к нефтяной промышленности и может быть использована для измерения дебита продукции нефтяных скважин в системах герметизированного сбора.
Известно устройство для измерения дебита нефтяных скважин (1), содержащее сепарационную и измерительную емкости, датчики верхнего и нижнего уровней, датчики давления, температуры, систему управления, газовую линию, а также переключатель потока, соединенный с выходным коллектором.
Недостатками известного устройства являются:
- низкая точность измерений по нефти и воде, так как при закрытом положении регулятора расхода весь свободный газ направляется из сепарационной емкости в измерительную, что способствует повышению пенообразования и приводит к неточности измерений;
- высокая материалоемкость устройства, обусловленная необходимостью иметь газовый сепаратор нужного объема в зависимости от дебита скважин.
Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является установка для измерения дебита продукции нефтяных скважин (2), содержащая входной трубопровод, устройство для сепарации, измерительную емкость, снабженную таймером, датчиками избыточного давления и температуры, газовую и жидкостную линии, соединенные с измерительной емкостью и коллектором через переключатель потока, дифференциальный датчик перепада давления с выносными мембранами, выполненный с возможностью регистрировать достижение жидкостью, наливающейся в измерительную емкость, расчетных верхнего и нижнего уровней наполнения путем расположения верхней и нижней мембран, расположенных внутри демпферов поверхностного волнения, соответственно на этих уровнях, трубопровод выхода продукции в коллектор.
Недостатками данной установки являются:
- низкая точность и нестабильность измерений по причине низкой эффективности гравитационного сепаратора, значительного уноса газом капельной жидкости, подачи продукции скважин из сепаратора на поверхность жидкости в измерительной емкости, способствующей интенсивному пенообразованию, поступление жидкости в измерительную емкость во время замера расхода газа при вытеснении калиброванного объема жидкости, пренебрежения наличия в нефти растворенного газа;
- высокая материалоемкость устройства, обусловленная необходимостью иметь газовый сепаратор нужного объема, в зависимости от дебита скважин.
Задача предлагаемого технического решения - повысить точность и стабильность измерений, а также снизить материалоемкость установки.
Это достигается тем, что в установке для измерения дебита продукции нефтяных скважин «Циклон», содержащей входной трубопровод, устройство для сепарации, измерительную емкость, снабженную таймером, датчиками избыточного давления и температуры, газовую и жидкостную линии, соединенные с измерительной емкостью и коллектором через переключатель потока, дифференциальный датчик перепада давления с выносными мембранами, выполненный с возможностью регистрировать достижение жидкостью, наливающейся в измерительную емкость, расчетных верхнего и нижнего уровней наполнения путем расположения верхней и нижней мембран, расположенных внутри демпферов поверхностного волнения, соответственно на этих уровнях, трубопровод выхода продукции в коллектор, согласно полезной модели, устройство для сепарации выполнено в виде группового гидроциклона, установленного на входном трубопроводе и снабженного датчиком перепада давления, содержащего несколько параллельно соединенных гидроциклонов, верхние и нижние патрубки которых снабжены управляемыми запорными элементами, выполненного с возможностью последовательного включения неработающих гидроциклонов в зависимости от перепада давления на работающих, причем жидкостная линия, выходящая из группового гидроциклона, соединена с измерительной емкостью в ее нижней части через распределительное устройство, а газовая линия, выходящая из группового гидроциклона, соединена с измерительной емкостью в ее верхней части через каплеуловитель.
Выполнение устройства для сепарации в виде группового гидроциклона позволяет мгновенно и качественно разделять продукцию скважины на жидкостную и газовую фазы под действием центробежных сил, расширить диапазон измерительных возможностей установки и снизить ее материалоемкость.
Оснащение группового гидроциклона датчиком перепада давления и управляемыми запорными элементами позволяет осуществлять в автоматическом режиме контроль и управление работой установки в широком диапазоне дебитов скважин, включая в работу неработающие или отключая работающие гидроциклоны при отклонении перепада давления на гидроциклоне от его оптимального значения.
Соединение жидкостной линии, выходящей из гидроциклона, с измерительной емкостью в ее нижней части через распределитель обеспечивает наполнение и опорожнение измерительной емкости со спокойным уровнем жидкости без волнений, воронко и пенообразования, что способствует более точному отслеживанию уровня и гидростатического давления известного столба жидкости.
Соединение газовой линии, выходящей из гидроциклона, с измерительной емкостью через каплеуловитель позволяет исключить пенообразование на поверхности жидкости в измерительной емкости, снизить унос газом капельной жидкости и повысить точность измерений.
Предлагаемая установка позволяет повысить точность и стабильность измерений, а также создать компактное устройство для замера широкого диапазона дебитов скважин.
На фигуре изображена принципиальная схема предлагаемой установки.
Установка содержит входной трубопровод 1, групповой гидроциклон 2, газовую линию 3, соединенную с измерительной емкостью 4 через каплеуловитель 5, переключатель потока 6, жидкостную линию 7, соединенную с измерительной емкостью 4 через распределитель 8, трубопровод выхода продукции в коллектор 9, датчик перепада давления 10 на гидроциклоне 2, датчик избыточного давления 11, датчик температуры 12, дифференциальный датчик перепада давления 13 с выносными верхней 15 и нижней 16 мембранами, управляемые запорные элементы 14.
Установка работает следующим образом.
Продукция скважины по входному трубопроводу 1 поступает в групповой гидроциклон 2, где происходит мгновенное отделение газа от жидкости. Свободный газ по газовой линии 3 через каплеуловитель 5, переключатель потока 6 и выходной трубопровод 9 отправляется в коллектор. Жидкость по линии 7 через распределитель 8 поступает в измерительную емкость 4 и накапливается в ней. Когда жидкость достигает нижней мембраны 16 датчика 13, начинается отсчет времени до достижения уровнем жидкости верхней мембраны датчика 13. В момент достижения жидкостью верхней мембраны 15 снимаются показания с датчика избыточного давления 11 и датчика температуры 12. Дифференциальным датчиком перепада давления 13 измеряется гидростатическое давление известного столба жидкости, подается команда на переключатель потока 6 и начинается слив жидкости из измерительной емкости 4. Время слива калиброванного объема жидкости засекается таймером. Жидкость из измерительной емкости 4 и из гидроциклона 2 через переключатель потока 6 и выходной трубопровод 9 отправляется в коллектор, а газ через каплеуловитель 5 в измерительную емкость 4 на вытеснение жидкости. Датчиком перепада давления 10 контролируется оптимальный режим работы группового гидроциклона 2, а также подается команда на запорные элементы 14 для управления работой параллельной группы гидроциклонов в широком диапазоне дебитов скважин.
На базе данных, внесенных предварительно и полученных в результате измерений, компьютер с соответствующим программным обеспечением производит расчет объемного и массового дебита скважины по жидкости, по нефти, воде и газу.
Применение предложенного технического решения позволит повысить точность измерений и создать компактную установку для измерения дебита продукции нефтяных скважин.