СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ УСЛОВИЙ ПОДЪЕМА ЖИДКОСТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГАЗА

Полезная модель относится к технике для исследования процессов добычи газа в нефтегазовой отрасли, связанной с изучением процессов движения газожидкостных потоков в вертикальных и наклонных газовых скважинах.
Известен стенд для исследований условия подъема жидкости с использованием газа, состоящий из лифтовой колонны, наклонной или вертикальной, устройства подачи и регулирования расхода жидкости, узла подачи и регулирования расхода газа, включающего в себя компрессор и запорно-регулирующую арматуру, сепаратора и установленных на концах лифтовой колонны устройства отвода и ввода в лифтовую колонну газожидкостной смеси. Выход устройства отвода газожидкостной смеси из лифтовой колонны связан с входом указанного сепаратора. Устройство ввода в лифтовую колонну газожидкостной смеси имеет вход жидкости и вход газа, при этом вход жидкости посредством трубопровода подачи жидкости связан с выходом устройства подачи и регулирования расхода жидкости, а вход газа посредством трубопровода подачи газа связан с выходом компрессора узла подачи и регулирования расхода газа. (RU 48580 U1, МПК E21B 47/00, опубл. 27.10.2005)
Следует отметить, что при работе такого стенда, при проведении измерений, при обработке результатов экспериментов учитывается не вся жидкость, попадающая в стенд, а только жидкость, прошедшая через устройство подачи и регулирования жидкости. Учету, как правило, не подлежит жидкость, перетекающая из лифтовой колонны в трубопровод подачи газа и находящаяся в трубопроводе подачи газа в устройство ввода газожидкостной смеси в лифтовую колонну. Основным недостатком известного стенда является снижение достоверности и точности проводимых исследований вследствие того, что входы газа и жидкости в устройстве ввода газожидкостной смеси в лифтовую колонну расположены таким образом (на одном уровне или ниже), что в ходе эксперимента становится возможным перетекание жидкости из трубопровода подачи жидкости, связанной с выходом устройства подачи и регулирования жидкости, в трубопровод подачи газа.
Технический результат, на достижение которого направлено заявленное техническое решение, выражается в повышении эффективности работы стенда за счет улучшения условий подвода газа и жидкости, и соответственно - в достоверности и точности проводимых измерений.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в стенде для исследований условия подъема жидкости с использованием газа, состоящем из вертикальной или наклонной лифтовой колонны, устройства подачи и регулирования расхода жидкости, узла подачи и регулирования расхода газа, включающего в себя компрессор и запорно-регулирующую арматуру, сепаратора и установленных на концах лифтовой колонны соответственно устройства отвода из колонны газожидкостной смеси, выход которого связан с входом указанного сепаратора, и устройства ввода в лифтовую колонну газожидкостной смеси, имеющего вход жидкости и вход газа, при этом вход жидкости посредством трубопровода подачи жидкости связан с выходом устройства подачи и регулирования расхода жидкости, а вход газа посредством трубопровода подачи газа связан с выходом компрессора узла подачи и регулирования расхода газа, согласно полезной модели указанные вход жидкости и вход газа в устройстве ввода газожидкостной смеси в лифтовую колонну расположены относительно друг друга таким образом, чтобы исключалось перетекание жидкости из трубопровода подачи жидкости в трубопровод подачи газа, при этом диаметр трубопровода подачи газа превышает диаметр трубопровода подачи жидкости.
Сущность полезной модели поясняется чертежами (Фиг.1, Фиг.2, Фиг.3)
На Фиг.1 и Фиг.2 изображен стенд, в состав которого входят: лифтовая колонна 1, оснащенная запорно-регулирующей арматурой 2, устройство 3 ввода в лифтовую колонну 1 газожидкостной смеси (далее в тексте - ГЖС), имеющее сливной патрубок 4 и два входа, один из которых - вход газа - посредством трубопровода 5 подачи газа связан с выходом узла 6 подачи и регулирования расхода газа, а другой вход - вход жидкости - посредством трубопровода 7 подачи жидкости - с выходом устройства 8 подачи и регулирования расхода жидкости. Вход устройства 8 в свою очередь, посредством трубопровода 7, связан с одним из выходов сепаратора 9, другой выход которого посредством трубопровода 5 связан с входом узла 6 подачи и регулирования расхода газа. При этом узел 6 подачи и регулирования расхода газа включает в себя компрессор 10 и запорно-регулирующую арматуру 11. Вход сепаратора 9 соединен с выходом установленного на лифтовой колонне 1 устройства 12 отвода ГЖС из лифтовой колонны. На Фиг.1 изображен вариант схемы заявленного стенда в случае использования в нем вертикальной лифтовой колонны 1.
На Фиг.2 показан вариант схемы заявленного стенда в случае использования в нем наклонной лифтовой колонны 1.
Заявленный стенд работает следующим образом.
После подключения стенда к источнику газа высокого давления посредством патрубка подачи газа избыточного давления (на чертежах не показаны) открывают запорно-регулирующие устройства 2 и заполняют все устройства стенда газом до заданного давления, контролируя величину давления по показаниям приборов измерения давления на входе в лифтовую колонну 1 или на выходе из нее. По достижении давления газа в стенде заданного значения, включают в работу компрессор 10 узла 6 подачи и регулирования расхода газа, при этом газ в компрессор 10 всасывается из сепаратора 9, после чего из узла 6 подачи и регулирования расхода газа через устройство 3 ввода в лифтовую колонну ГЖС подается в нижнюю часть лифтовой колоны 1. Газ, поступивший в лифтовую колонну 1, поднимается по ней вверх и через устройство 12 отвода ГЖС поступает в сепаратор 9, а затем в компрессор 10. Газ, заполняющий стенд, начинает циркулировать по стенду в замкнутом цикле. Жидкость подается в трубопровод 7 извне и направляется в устройство 8 подачи и регулирования расхода жидкости и затем - в устройство 3, в котором смешивается с газом, циркулирующем в стенде, образую ГЖС, которая затем под действием напора газа поднимается по лифтовой колонне 1. Достигнув верха лифтовой колонны 1, ГЖС через устройство 12 отвода ее из лифтовой колонны через выходной патрубок по трубопроводу поступает в сепаратор 9.
В сепараторе 9 жидкость отделяется от газа и направляется по сливному патрубку в трубопровод 7 и затем - в устройство 8 подачи и регулирования расхода жидкости, а газ по трубопроводу 5 - в компрессор 10.
При проведении эксперимента в заявленном стенде жидкость, находящаяся в трубопроводе подвода газа, как правило, не учитывается при обработке результатов экспериментов и принимается, что только вся жидкость, прошедшая через устройство подачи и регулирования жидкости, влияет на ход исследований. Поэтому в заявленном стенде входы газа и жидкости в устройстве ввода ГЖС выполняют таким образом, чтобы исключить попадание жидкости в трубопровод подвода газа. Это достигается за счет того, что указанные входы выполняют на разном уровне, например, как показано на Фиг.1 и Фиг.2, вход газа выполняют выше входа жидкости. Такое расположение указанных входов позволяет не только исключить перетекание жидкости в трубопровод 5 подвода газа, но и попадание газа в трубопровод 7 подвода жидкости. Кроме того, согласно Фиг.3 трубопровод 7 подвода жидкости выполнен меньшего диаметра, чем трубопровод 5 подвода газа, что в свою очередь приводит к длительному удержанию жидкости в трубопроводе 7 подвода жидкости и как следствие - позволяет исключить попадание жидкости в трубопровод 5 подвода газа. В случае работы на стенде с наклонной лифтовой колонной (Фиг.2, Фиг.3) трубопровод 5 подвода газа располагается со стороны отклонения лифтовой колонны 1 от вертикали, а трубопровод 7 подвода жидкости - со стороны, в которую производится наклон лифтовой колонны 1, что также позволяет исключить попадание жидкости в трубопровод 5 подвода газа и попадание газа в трубопровод 7 подвода жидкости.
По окончании эксперимента жидкость сливается через сливной патрубок 4 устройства 3 ввода ГЖС в лифтовую колонну 1.
Во время проведения конкретного эксперимента измеряют давление в заданных участках колонны 1 манометрами или дифференциальными манометрами, после чего, выполнив требуемые измерения, меняют технологические параметры режима работы стенда: давление, расходы газа - с помощью компрессора 10, и жидкости - с помощью насоса, или прекращают работу стенда, удалив жидкость из колонны 1 в систему утилизации.
Реализация заявленного стенда, в котором входы газа и жидкости в устройстве ввода газожидкостной смеси в лифтовую колонну выполнены на разном уровне относительно друг друга, а также в котором трубопроводы подвода газа и жидкости выполнены с различными диаметрами, приводит к исключению перетекания жидкости из трубопровода подвода жидкости в трубопровод подвода газа и наоборот, что позволяет обеспечить повышение эффективности работы стенда, и повышает достоверность и точность проводимых измерений.