МОБИЛЬНАЯ ПЕРЕДВИЖНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕБИТА ПРОДУКЦИИ СКВАЖИН

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к средствам для измерения дебита и обводнености продукции малодебитных скважин.
Известна замерная установка - дебитомер типа ДПН, содержащая мерную емкость, переключающий клапан, электромагниты, микропереключатель и вторичный прибор для регистрации расхода жидкости (Гиматудинов Ш.К. «Справочная книга по добычи нефти» Москва, Недра, 1974 г.).
Недостатком этого технического средства является низкая надежность установки из-за сложного конструктивного выполнения, наличия электромеханического переключающего клапана, срабатывающего от датчиков предельного уровня командной системы управления переключающим клапаном. Кроме этого, в процессе замера происходит искажение объемного расхода жидкости по причине наличие результате газожидкостной смеси и пены в измерительной емкости. Отсутствует пробоотборник для определения обводненности продукции скважины.
Наиболее близким техническим решением к полезной моделию является передвижная установка АСМА-Т для определения дебита (нефти, воды, газа) скважины путем измерения массы жидкости. (АО «Нефтеавтоматика», Серафимовский опытный завод средств автоматики и телемеханики, Государственный реестр №14055-94).
Установка содержит измерительную емкость, подвешенную на центрирующей опоре, насос откачки, гидропривод с гидрораспределителем, трубопроводы, запорно-регулирующую арматуру, приспособления для фиксации емкости при
Мобильная передвижная установка для измерения дебита продукции скважин транспортировке установки. Измерительная емкость оборудована пробоотборником, панелью с датчиком веса и преобразователем величины веса в электрический сигнал и шарнирными соединениями для подключения запорной арматуры установки.
Данная установка имеет следующие недостатки:
- имеет сложную электрогидравлическую схему и большое количество взаимосвязанных и взаимозависимых узлов, что в целом снижает надежность и делает ее габаритной, дорогостоящей;
- опорно-направляющая ось проходит через внутреннюю полость измерительной емкости, что снижает ее полезный объем;
- происходит подклинивание шарнирных соединений измерительной емкости и изменение силы трения на их поверхностях из-за неорганических отложений и коррозии после замера высокоминерализованной воды и серосодержащей жидкости, поступающих из скважины, в результате чего появляется погрешность при измерении веса жидкости, требующая частой тарировки датчика веса;
- наличие мертвого объема в нижней части пробоотборного устройства искажает истинное значение обводненности продукции скважины при отборе проб жидкости;
Целью полезной модели является упрощение конструкции и обслуживания установки, повышение надежности и точности измерения количества добываем нефти, воды меньшими затратами и при меньших габаритах установки.
Поставленная цель достигается тем, что предложенная мобильная установка для измерения дебита продукции скважин, содержащая измерительную емкость, подвешенную на опоре и гидравлически сообщающуюся при помощи входного, сливного и выходного патрубков с линями ввода и слива жидкости и линией выхода газа запорно-распределительной арматуры, насос откачки, приспособления для фиксации измерительной емкости при транспортировке установки, щелевое
Мобильная передвижная установка для измерения дебита продукции скважин пробоотборное устройство, вертикально установленное по всей высоте измерительной емкости, приспособление для установки датчика веса и блок регистрации показаний датчика смонтирована на одноосном полуприцепе с четырьмя регулирующими опорами для выравнивания его по горизонтали и снабжена рабочей площадкой с ограждением и опорным каркасом для подвешивания измерительной емкости при помощи ее верхней несущей оси и расположенного на поперечной балке опорного каркаса приспособления для установки датчика веса, работающего на растяжение и соединенного посредством шаровых опор с верхней и нижней траверсами приспособления. Нижняя траверса связана с верхней несущей осью измерительной емкости и снабжена подъемными винтами с возможностью, упираться в поперечную балку опорного каркаса, жестко связанную с верхней траверсой через стойки. При этом нижняя ось измерительной емкости, имеющая квадратное сечение, расположена в наполненной маслом камере между регулируемыми подшипниковыми опорами центрующего устройства, установленного на раме опорного каркаса с возможностью самоцентровки. Причем линии ввода, слива жидкости и выхода газа выполнены из резиновых рукавов высокого давления для обеспечения возможности перемещения измерительной емкости в осевом направлении. Кроме того, входной патрубок имеет тангенциальный ввод жидкости в измерительную емкость, а вертикальное щелевое пробоотборное устройство выполнено из гладкого плунжера и цилиндра глубинного насоса, в нижней части которых на уровне сливного патрубка емкости расположен запорный элемент, состоящий из золотника и седла со сферическими прилегающими поверхностями и вертикальными каналами с возможностью их совмещения при повороте плунжера на 180° для слива пробы жидкости из его внутренней полости.
Мобильная передвижная установка для измерения дебита продукции скважин.
На фиг.1 изображена принципиальная схема предлагаемой установки; фиг.2 - продольный разрез центрующего устройства; фиг.3 - разрез по линии А-А на фиг.2;
на фиг 4 - пробоотборное устройство установки; фиг.5 - общий вид предлагаемой установки.
Установка состоит из одноосного полуприцепа 1 с регулирующими опорами 2 (см. фиг.5), на котором установлен опорный каркас (см. фиг.1), состоящий из рамы 3, поперечной балки 4 и стойки 5 с приспособлениями 6 для фиксации измерительной емкости 7 при транспортировке установки. На поперечной балке 4 расположено приспособление для установки датчика веса 8, состоящее из стоек 9, верхней траверсы 10 и нижней траверсы 11 с подъемными винтами 12. Причем датчик веса 8, работающий на растяжение, связан посредством шаровых опор 13 и 14 с верхней траверсой 10 и нижней траверсой 11 и подключен к блоку регистрации 15. При этом траверса 11 соединена с верхней несущей осью 16 измерительной емкости 7. Для исключения вращения и поперечных перемещений измерительной емкости 7 от ветровых нагрузок в ее нижней части предусмотрена нижняя ось 17 квадратного сечения, расположенная в заполненной маслом камере 18 между регулируемыми подшипниковыми опорами 19 центрирующего устройства 20 с болтами 21 с возможностью самоцентровки на раме 3. На последней также закреплена запорно-распределительная арматура 22 секущим краном 23, сообщающаяся с линией ввода жидкости 24 с краном 25, соединенной с входным патрубком 26, имеющим тангенциальный ввод газожидкостной смеси в измерительную емкость 7. Запорно-распределительная арматура 22 также соединена с линией выхода газа 27 с краном 28 и линией слива жидкости 29 с краном 30, связанной со сливным патрубком 31, обратным клапаном 33 и насосом откачки 32, электродвигатель которого подключается к станции управления скважины. При этом линии 24, 27 и 29 выполнены из резиновых рукавов высокого давления для обеспечения возможности
Мобильная передвижная установка для измерения дебита продукции скважин перемещения измерительной емкости 7 в осевом направлении. Все вышеупомянутые краны являются шаровыми. Измерительная емкость 7 также снабжена дренажным отводом 34 и предохранительным клапаном 35. Кроме этого, в измерительной емкости 7 по всей ее высоте установлено вертикальное щелевое пробоотборное устройство 36, состоящее из гладкого плунжера 37 с внутренней полостью 38 и цилиндра 39, на которых до уровня сливного патрубка 31 выполнены продольные прорези соответственно 40 и 41, разделенные перемычками 42 и 43. Плунжер 37 верхним концом соединен с поворотным рычагом 44, а нижним концом - с золотником 45 со сферической поверхностью и вертикальным каналом 46 и расположенным на уровне сливной патрубка 31. Цилиндр 39 при помощи нижней и верхней муфт связан с днищами измерительной емкости 7 и имеет седло 47 с вертикальным каналом 48 и обратной сферической поверхностью, к которой прилегает золотник 4. Измерительная емкость также имеет по бокам симметрично расположенные крючки (на фигурах не показаны) для подвешивания грузов определенного веса при необходимости тарировки показаний датчика веса.
Установка работает следующим образом.
После подсоединения быстроразъемными резиновыми рукавами высокого давления входа и выхода запорно-распределительной арматуры 22 установки к устьевой арматуре скважины измерительную емкость 7 освобождают от фиксирующих приспособлений бис помощью подъемных винтов 12 траверсы 11 опускают вниз до тех пор, чтобы ее вес полностью передавался на датчик веса 8. Раму 3 опорного каркаса на устье скважины устанавливают в горизонтальное положение с помощью четырех регулирующих опор 2, имеющихся на одноосном полуприцепе 1 (см. фиг.5). Окончательное выравнивание измерительной емкости 7 по вертикали осуществляется под ее собственным весом путем освобождения болтов 21 центрирующего устройства 20 и с последующим их затягиванием после центровки.
Мобильная передвижная установка для измерения дебита продукции скважин.
Далее измерительную емкость 7 заполняют газом либо подсоединением затрубного пространства скважины к входу запорно-распределительной арматуры 22 путем открытия крана 25 при закрытых кранах 28 и 30, либо из трубопровода этой же скважины следующим образом:
Включают блок регистрации 15, закрывают кран 28, трубопроводную (линейную) задвижку скважины, а краны 23, 25 и 30 открывают. В результате из трубопровода в измерительную емкость 7 через линию входа жидкости 24 поступает газожидкостная смесь. Благодаря тангенциальному вводу входного патрубка 26 газ сепарируется от жидкости, количество которой контролируют по блоку регистрации 15. При достижении веса жидкости в измерительной емкости 7 в пределах 50-70 кг, кран 25 закрывают и сравнивают показания манометров (на фигурах не показаны), установленных на измерительной емкости 7 и трубопроводе. Если значения давление на манометрах отличаются, последовательность действий описанных выше, повторяют до выравнивания давлении в измерительной емкости и трубопроводе. После заполнения измерительной емкости 7 газом включают насос откачки 32 и при закрытьях кранах 23, 28 и открытом кране 30 доводят уровень жидкости в ней до уровня сливного патрубка 31. При этом, кроме заполнения измерительной емкости 7 газом, также происходит заполнение ее днища попутно добываемой водой до уровня сливного патрубка 31 из продукции скважины, если таковая имеется в добываемой жидкости. Затем краны 25, 28 закрывают, а задвижки линейную и устьевой арматуры и кран 23 открывают, затем запускают скважинную насосную установку в работу. После выхода скважины на установившийся технологический режим производят измерение дебита и обводненности ее продукции следующим образом.
Обнуляют предыдущие показания на блоке регистрации 15 и открывают краны 25 и 28, а кран 30 закрывают, в результате чего жидкость из скважины поступает в 15
Мобильная передвижная установка для измерения дебита продукции скважин измерительную емкость 7. При этом сепарированный газ направляется через линию выхода газа 27 и запорно-распределительную арматуру 22 в трубопровод. По мере заполнения измерительной емкости 7 жидкостью ее вес постоянно увеличивается и передается на датчик веса 8, далее, после преобразования веса в электрические сигналы во вторичном преобразователе (позиция не обозначена) сигналы от веса поступают в блок регистрации 15, где преобразуется в цифровую форму с возможностью запоминания в оперативной памяти веса накопленной жидкости во времени. В процессе накопления жидкости в измерительной емкости 7 контролируется текущие время и масса. После заполнения измерительной емкости 7 добываемой жидкостью до определенной массы, открывают кран 23, а краны 25 и 28 закрывают. При этом продукция скважины, минуя измерительную емкость 7, через запорно-распределительную арматуру 22 начинает поступать в трубопровод. Таким образом, можно осуществлять нескольких циклов измерения дебита продукции скважины в массовых единицах, при этом в каждом цикле опорожняют измерительную емкость 7 от накопленной жидкости путем включения насос откачки 32, и измерение повторяют. Для определения обводнености добываемой продукции скважины из жидкости, накопленной в измерительной емкости 7, отбирается проба с помощью пробоотборного устройства 36, которое работает следующим образом. Перед началом заполнения измерительной емкости 7 жидкостью, поступающей из скважины, плунжер 37 (см. фиг.4) поворачивают на 180° (положение «открыто»), чтобы выполненные в нем прорези 40 совпали с прорезями 41 цилиндра 39. При этом внутренняя полость измерительной емкости 7 сообщается с внутренней полостью 38 плунжера 37, что обеспечивает их синхронное заполнение жидкостью с одинаковыми уровнями раздела фаз. Для отбора пробы рычаг 44 плунжера 37 поворачивают в обратном направлении на 180° (положение «закрыто»), в результате внутренняя полость 38 отсекается от внутренней полости измерительной
Мобильная передвижная установка для измерения дебита продукции скважин емкости 7, а также вертикальный канал 46 золотника 45 совмещается с вертикальным каналом 48 седла 47. При этом происходит слив пробы жидкости из плунжера 37 в специальную пробоотборную емкость. Далее в лаборатории по отобранным пробам определяют плотности нефти, воды, процент обводнености и среднюю плотность измеряемой жидкости. Имея массовый дебит скважины, можно определить объемный среднесуточный дебит скважины по известной плотности жидкости.
Преимуществом предлагаемого технического решения является упрощение конструкции и обслуживания установки, повышение надежности с меньшими затратами при меньших габаритах установки. Установка обеспечивает безопасность проведения работы при замерах дебита скважины за счет выполнения ее в открытом исполнении (особенно при замере сернистой продукции скважин). Применение усовершенствованной конструкции пробоотборного устройства повышает точность определения обводнености накопленной жидкости в измерительной емкости и, соответственно количество добываемой нефти и воды из скважины.