УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЛАСТОВОЙ НЕФТИ

Полезная модель относится к области оборудования для исследования физических свойств пластовой нефти.
Известна установка для исследования пластовой нефти УИПН-2, включающая измерительный пресс, жидкостно-регулируемый насос, напорный бачок, разделительную емкость, циркуляционный насос, термостат (В.Н.Мамуна, Г.Ф.Требин, Б.В.Ульянинский. Экспериментальное исследование пластовых нефтей. М., ГОСИНТИ, 1960, с.40).
Недостатками данной установки являются:
- большой «мертвый» объем, что увеличивает погрешность при проведении исследований нефти;
2
- относительно низкое рабочее давление (300 кгс/см).
Известна аппаратура для исследования пластовой нефти АСМ-300М, включающая измерительный пресс с плунжером и складывающейся мешалкой, жидкостно-регулируемый насос, напорный бачок со смотровым стеклом, разделительную емкость, электроконтактный манометр, термостат («Аппаратура со складывающейся мешалкой АСМ-300М». Технический паспорт, описание и инструкция по эксплуатации. БАССР, г. Октябрьский, 1969 г.)
Недостатками описанной установки являются:
- сложная конструкция мешалки, увеличивающая к тому же «мертвый» объем установки;
- погрешность при измерении объема нефти, т.к. отсчет снимается и по линейной шкале, и по вращающемуся лимбу, что не исключает как ошибки оператора, так и искажение показаний, вызванные износом или неточностью изготовления деталей привода плунжера.
Известна установка для исследования пластовой нефти «УПН - БашНИПИнефть», включающая камеру PVT с поршнем внутри, термостат-качалку для установки камеры PVT, термостат-качалку для установки пробоотборника, два измерительных пресса, дозирующие колонки (Инструкция по определению комплекса физико-химических параметров пластовых нефтей с помощью установки «УПН - БашНИПИнефть», Уфа, 1980 г.).
Недостатками этой установки, принятой в качестве прототипа, являются:
- применение ручного пресса для перевода пробы нефти из пробоотборника в камеру PVT, а так же использование качалок с ручным приводом;
- погрешность при измерении объема пробы, определяющемуся по количеству закаченной в камеру PVT жидкости;
3
- малый объем камеры PVT (175 см), что в ряде случаев оказывается недостаточно для проведения полного комплекса исследований.
Задачей полезной модели является создание установки, улучшающей условия труда оператора, дающей возможность измерять объем пробы нефти с высокой точностью и имеющей большой объем рабочей камеры.
Поставленная задача в заявленной установке для исследования пластовой нефти, включающей камеру PVT с поршнем внутри, термостат-качалку для камеры PVT и термостат-качалку для пробоотборника, решается тем, что установка дополнительно включает соединенную с первой вторую камеру PVT, имеющую поршень внутри, и термостат-качалку для второй камеры PVT, при этом все термостаты-качалки установлены на одном валу, соединенном посредством кулисного механизма с электродвигателем, камеры PVT соединены с насосом высокого давления, имеющего привод от электродвигателя, а поршень каждой из камер PVT снабжен штоком и закрепленной на нем кареткой электронно-механического регистратора.
Существенными отличительными признаками заявленной нами установки являются:
- установка дополнительно включает соединенную с первой вторую камеру PVT, имеющую поршень внутри, и термостат-качалку для второй камеры PVT;
- все термостаты-качалки установлены на одном валу, соединенном посредством кулисного механизма с электродвигателем;
- камеры PVT соединены с насосом высокого давления, имеющего привод от электродвигателя;
- поршень каждой из камер PVT снабжен штоком и закрепленной на нем кареткой электронно-механического регистратора.
Приведенная выше совокупность существенных признаков заявленной полезной модели не известна из источников патентной и научно-технической информации. Из этого следует, что полезная модель соответствует условию патентоспособности «Новизна».
Заявленное техническое решение изготовлено, успешно испытано и используется в настоящее время при исследовании нефтей Тимано-Печорской провинции. В связи с этим полезная модель соответствует условию патентоспособности «Промышленная применимость».
Заявленная полезная модель поясняется графическими материалами, где на фиг. представлено схематическое изображение установки для исследования пластовой нефти.
Установка для исследования пластовой нефти включает первую камеру PVT 1 с поршнем 2 внутри, термостат-качалку 3 для первой камеры PVT и термостат-качалку 4 для пробоотборника 5, соединенную с первой камерой PVT 1 вторую камеру PVT 6, имеющую поршень 7 внутри, и термостат-качалку 8 для второй камеры PVT 6, при этом термостаты-качалки 3, 4 и 8 установлены на одном валу 9, соединенном посредством кулисного механизма 10 с электродвигателем 11, камеры PVT 1 и 6 соединены с насосом высокого давления 12, имеющего привод от электродвигателя 13, а поршни 2 и 7 камер PVT 1 и 6 снабжены штоками 14 и 15 и закрепленными на них каретками 16 и 17 электронно-механических регистраторов 18 и 19. Установка также включает разделительную емкость 20, нижняя часть которой заполнена солевым раствором, а верхняя - маслом.
Установка для исследования пластовой нефти работает следующим образом.
Пробоотборник 5 с нефтью устанавливают в термостат-качалку 4, соединяют его одной стороной при помощью трубки (на фиг. не показана) с нижней частью разделительной емкости 20, а другой стороной также при помощью трубки (на фиг. не показана) с надпоршневым пространством камер PVT 1 и 6, затем с помощью насоса высокого давления 12 поднимают давление в разделительной емкости 20 до пластового и открывают пробоотборник 5. Для растворения выделившегося из нефти газа включают электродвигатель 11 привода вала 9, соединенного с термостатом-качалкой 4 и сообщающего ему качательное движение через кулисный механизм 10, и перемешивают пробу. Далее, соединяют водяные рубашки термостата-качалки 4 и камер PVT 1 и 6 с термостатом (на фиг. не показан), с помощью которого доводят температуру до пластовой, после чего переводят пробу при поддержании давления из пробоотборника 5 в камеры PVT 1 и 6. При этом на первоначальном этапе перевода пробы пространство под поршнями 2 и 7 должно быть заполнено рабочей жидкостью при давлении несколько выше пластового. После заполнения мертвого объема рабочую жидкость медленно выпускают из-под поршней 2 и 7 с помощью вентилей (на фиг. не показаны), а давление в системе поддерживают при помощи насоса высокого давления 12. Поршни 2 и 7 приходят в движение и через штоки 14 и 15 перемещают каретки 16 и 17. Это перемещение преобразуется в электрические сигналы и высвечиваются на табло электронно-механических регистраторов 18 и 19 с точностью до сотых долей миллиметра. Зная диаметры цилиндров камер PVT 1 и 6, а так же ход поршней 2 и 8, определяют объем пробы. Для этого по известной формуле площади круга высчитывают площадь поперечного сечения камеры и умножают на величину перемещения поршня, высветившемуся на табло регистратора. Так, например, при внутреннем диаметре камеры PVT, равным 36,12 мм и перемещении поршня 281,24 мм объем пробы нефти составит
H
2
3
V=3,14·3,612/4·28,124=288,03 (см)
На практике в таких случаях для определения объема составляются тарировочные таблицы, либо выводится переводной коэффициент «перемещение поршня - объем».
После того, как необходимое количество нефти переведено, камеры PVT 1 и 6 закрывают, вентили для выпуска рабочей жидкости из-под поршней (на фиг. не показаны) так же закрывают и приступают к исследованию нефти. Для перемешивания пробы периодически включают электродвигатель 11 привода вала 9, соединенного с камерами PVT 1 и 6 и сообщающего ему качательное движение через кулисный механизм 10. Нефть перемешивается при помощи стального шара (на фиг. не показан), помещенного в камеры PVT 1 и 6 со стороны пробы. Проводить исследования можно в любой из камер PVT или в обеих одновременно.
Как было указано выше, заявленная установка была изготовлена и испытана при исследовании пластовой нефти ряда скважин Тимано-Печорской провинции.
3
Проведенные испытания подтвердили ее работоспособность и надежность при давлениях до 60 МПа. Небольшой «мертвый» объем (2,5 см) и высокая точность регистрации перемещения поршня (до 0,01 мм) позволили получить достоверные результаты исследований нефти, что подтверждается высокой их сходимостью. Так, например, по коэффициенту сжимаемости ОСТ 153-39.2-048-2003 «Нефть. Типовое исследование пластовых флюидов и сепарированных нефтей» допускает расхождение между значениями измеренных параметров для повторных определений по одной пробе 3%, а получено на заявленной установке 2,4%. Аналогичные результаты получены и по другим параметрам, таким как, давление насыщения, объемный коэффициент, газосодержание и т.д.
Кроме того, наличие двух камер PVT не только увеличивает объем исследуемой пробы нефти, но и позволяет в некоторых случаях одновременно проводить в каждой из камер свой опыт, что уменьшает время проведения исследований.