УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕБИТА НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН

Изобретение относится к области контроля и учета расхода жидкости и газа в газожидкостных смесях, поступающих из нефтяных скважин.
7
Известно устройство для измерения дебита нефтяных скважин, содержащее вертикальный сепаратор с газовой и жидкостной линиями, датчики давления, температуры и перепада давления и блок обработки информационных сигналов [1. Свидетельство РФ на полезную модель №25531, МКИ Е 21 В 43/00, 2002]. Устройство снабжено измерителями плотности газожидкостной смеси и газа, при этом точки отбора давления соединены с измерителями перепада давлений импульсными линиями (трубками, заполненными эталонной жидкостью).
7
7
При открытых торцах импульсных трубок происходит постепенное перемешивание разделительной жидкости с газожидкостной смесью. Для предотвращения перемешивания разделительной жидкости торцы импульсных трубок можно перекрыть гибкими мембранами [2. Патент РФ на изобретение по заявке №2003128486, МКИ G 01 N 9/00, 33/22, 2005], но это ведет к снижению чувствительности датчика. Кроме того, в известных дебитомерах требуется установка датчиков плотности [1] и датчиков уровня [3. Патент РФ на изобретение №2246614, МКИ Е 21 В 47/10, 2005], что усложняет их конструкцию.
Технической задачей, стоящей перед изобретением, является упрощение конструкции устройства и повышение точности измерения дебита нефтяных скважин.
Для решения поставленной задачи устройство для измерения дебита нефтяных скважин, содержащее сепаратор с входным патрубком и трубопроводами для сброса жидкости и газа в коллектор, датчики давления и температуры и контроллер, дополнительно снабжено, по крайней мере, одним датчиком силы и одним подвешенным в полости сепаратора телом заданного объема и конфигурации, причем подвеска тела связана с датчиком силы для определения выталкивающей силы, действующей на груз при заполнении полости сепаратора жидкостью.
Для простоты измерения тело выполнено в виде цилиндра, торцы которого параллельны между собой и расположены в горизонтальной плоскости.
Возможно конструктивное выполнение устройства, когда в полости сепаратора подвешено два тела, а в качестве датчика силы используется датчик перепада давления, с импульсными трубками которого связаны подвески тел.
Изобретение поясняется чертежом, на котором показана схема устройства для измерения дебита нефтяных скважин. На чертеже приведен вариант устройства, когда в полости сепаратора подвешено два тела, а в качестве датчика силы используется датчик перепада давления, с импульсными трубками которого связаны подвески тел.
Устройство, содержит двухсекционный сепаратор 1 с входным патрубком 2 для ввода продукции скважин и трубопроводами 3 и 4 для сброса жидкости и газа в сборный коллектор. Сепаратор снабжен датчиком 5 избыточного давления, датчиком 6 температуры и датчиком 7 силы (выталкивающей силы). В конструкции устройства, приведенной на чертеже, в качестве датчика 7 силы (выталкивающей силы) используется датчик перепада давления.
Верхняя и нижняя импульсные трубки 8 и 9 датчика 7 заполнены разделительной жидкостью с малым коэффициентом температурного расширения (например, полиметилсилоксановой жидкостью) и введены в полость сепаратора, причем торцы импульсных трубок 8 и 9 перекрыты сильфонными или мембранными разделителями 10 и 11 соответственно.
Разделитель 11 нижней импульсной трубки 9 механически через рычажную систему 12 связан с подвешенным на ней телом 13, что обеспечивает измерение выталкивающей силы, действующей на тело при его затоплении, и, следовательно, определение момента, когда уровень жидкости достигает нижнего торца цилиндра (тела) 13 - начало измерения и верхнего торца (уровня Н) - конец измерения.
1
2
Наличие второго тела 14, связанного через рычажную систему 15 с разделителем 10 верхней импульсной трубки 8, дополнительно обеспечивает определение моментов достижения уровней H и Н.
Газожидкостная смесь от нефтяных скважин через патрубок 2 поступает в верхнюю секцию сепаратора 1, из которой отделившийся газ через электроуправляемую заслонку 16 сбрасывается в коллектор по трубопроводу 4. Жидкость, накапливаемая в нижней секции сепаратора, сбрасывается в коллектор через электроуправляемый клапан 17 по трубопроводу 3.
При заданном объеме тела устройство обеспечивает измерение значений уровней жидкости в сепараторе и ее плотности, по которым при известном объеме сепаратора контроллер 18 вычисляет массовый расход жидкости в процессе его наполнения.
При достижении жидкостью верхнего уровня тела заслонка 16 закрывается, а клапан 17 открывается и жидкость вытесняется в коллектор. Расход газа определяется по известной методике «PVT».
3
Предложенное устройство реализуется переоборудованием замерных установок типа «Спутник-АМ». Пределы измерения расхода жидкости устанавливаются в диапазоне от 4 до 1500 т в сутки, а газа - зависят от значений газового фактора и обводненности и могут быть установлены в диапазоне от 400 до 400000 нм в сутки.