Установка для измерения дебита скважин

 

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕБИТА СКВАЖИН, содержащая горизонтальный сепаратор с цилиндрическим поплавком, связанЬм с заслонкой на газовой линии, регулирующий клапан, установленный на нефтяной линии, и счетчик жидкости, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности измерения Дебита малодебитных скважин и повышения надежности работы установки, поплавок в нижнем фиксированном положении установлен по высоте, равной 1/6 диаметра сепаратора, при этом продольные оси сепаратора и поплавка параллельны . вйяапяр

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3151) Е 21 В 47/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMY СВИДЕ1 HlbCTBY (21) 3527255/22-03 (22) 23.12 ° 82 (46) 23.07.84. Бюл. В 27 (72) Ф.Н.Нафиков (53) 622.241(088.8) (56) 1. Автоматизированная групповая установка "Спутник А-16-10-1500"

Паспорт Ха ..1 62. 003, ПС. " Главтюменнефтегаз", опытный завод "Электрон", 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

В 577290, кл. Е 21 В 47/00, 1977 (прототип).

„,Я0„„1104256 А (54) (57) 1. УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ДЕБИТА СКВАЖИН, содержащая горизонтальный сепаратор с цилиндрическим поплавком, связаным с заслонкой на газовой линии, регулирующий клапан э установленный на нефтяной линии, и счетчик жидкости, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повышения точности измерения дебита малодебитных скважин и повышения надежности работы установки, поплавок в нижнем фиксированном положении установлен по высоте, равной 1/6 диаметра сепаратора, при этом продольные оси сепаратора и поплавка па1104256

2. Установка по и. 1, о т л ив ч а ю щ а я с я тем, что поплавок

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть применено в системах группового сбора нефти н газа.

Известны установки для измерения дебита скважины, состоящие из сепаратора с регулятором уровня, взаимосвязанным с пневматическим клапаном на нефтяной линии, счетчика жидкости и регулятора давления на газовой 10 линии (1 J.

В указанной установке необходи.мость поддержания перепада избыточного давления газа между газовой полостью сепаратора и общим коллек- 15 тором, используемого в качестве источника энергии для управления мембранным пневматическим клапаном, создает дополнительные требования к параметрам попутного газа. В част-. 20 ности, давление газа в сепараторе, должно быть постоянным при любых пульсациях попутного газа, поступающего иэ скважины, подключенной на измерение. Во время вытеснения жид- 2S кости из сепаратора по расчетному значению уровня в нем подходит момент закрытия пневматического клапана. Если этот момент совпадает с моментом "впадина" давления в динамике пульсирующего потока жидкости сква жины, может оказаться, что энергия (величина давления) для срабатывания (закрытия) пневматического клапана недостаточна, в результате чего выдав" ливается расчетная "гидравлическая подушка" с дна сепаратора. В дальнейшем непосредственно через счетчик уже постоянно вытесняется газонефтяная смесь, т.е. работа установки из 4О импульсного (дискретного) режима переходит в постоянное вытеснение (аналоговое), что приводит к большой погрешности в измерениях.

Наиболее близким к предлагаемому 45 является устройство для измерения дебита скважин, содержащее сепаратор с поплавком, связанным с заслонкой по газовой линии, регулирующий клазаполнен азотом с заданным давлением. пан, установленный на нефтяной линии, и счетчик жидкости 2 3.

Недостатком известного устройства является то, что при измерении продукции малодебитных скважин с низкими газовыми факторами данная система иэ импульсного режима работы переходит в аналоговую, так как тарелка мембранного клапана останавливается в промежуточном положении (зависает). Накопление перепада избыточного давления настолько мало, что вытеснение жидкости идет в таком темпе, при котором показания занижаются до 601, т.е. его работа происходит в эоие нечувствительности счетчика.

Кроме того, установка оборудована газовой заслонкой пластинчатого типа, которая является одним иэ элементов следящей системы, включающей в себя также поплавок, управляемый динамикой жидкости в сепараторе.

При поступлении в сепаратор газонефтяной смеси поплавок через рычажную систему воздействует на заслонку на газовой линии (в данном случае прикрывает). Конструкиця установки и поплавковой системы такова, что жидкость начинает контактировать непосредственно с поплавком только тогда, когда уровень ее достигает половины геометрических размеров сепаратора.

Если учесть, что сепаратор представляет собой горизонтально расположенную емкость диаметром 1200 мм и длиной 2500 мм, то зеркало жидкости, при котором поплавок начинает управлять работой газовой заслонки, наибольшее, т.е. получается, что соотношение приращения уровня к приращению производительности скважины наименьшее, а потому и приращение угла поворота заслонки на газовой линиинаименьшее по сравнению с возможныя уровнями жидкости, где поплавок не взаимодействует с последней. Малое приращение уровня приводит к медленз 1104 ному закрытию заслонки, т.е. к постепенному уменьшению проходного сечения газовой заслонки, .а соответственно, к медленному росту перепада избыточного давления газа в полости сепаS ратора, особенно на малодебитных скважинах, необходимого для срабатывания мембранного клапана.

В известных установках при сравнительно небольшом объеме поплавка, вес которого большой и поэтому конструктивно часть веса компенсируется весом груза, устанавливаемого на ° противоположном (наружном) конце рычага, что уменьшает момент поплавка в динамике, последнее в свою очередь приводит к неплотному закрытию заслонки на газовой линии.

Кроме того,при существующей схеме размещения поплавка в сепараторе поплавок начинает реагировать на изменение уровня только тогда, когда большая часть поплавка уйдет в жидкость, из-за чего инерционность системы повышается.

Цель изобретения — повышение точ- ности измерения дебита малодебитных скважин-и повышение надежности работы установки.

Поставленная цель достигается тем, что в установке для измерения дебита скважин, содержащей горизонтальный сепаратор с цилинлрическим поплавком, связанным с заслонкой на газовой линии, регулирующий клапан, установленный на нефтяной линии, и счетчик жидкости, поплавок в нижнем фиксированном положении установлен на высоте, равной 1/6 диаметра сепаратора, при этом продольные оси сепаратора и поплавка параллельны.

Кроме того, поплавок заполнен азотом с заданным давлением.

На фиг. 1 изображен технологический узел измерительной установки, на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1, Установка состоит из сепаратора 1, поплавка 2, мембранного клапана 3, установленного на нефтяной линии 4, заслонки 5 на газовой линии 6 и счет.чика 7 жидкости. S0

Э

Поплавок 2 расположен в сепараторе 1 таким образом, что продольная ось 8 поплавка 2 параллельна оси 9 сепаратора 1. При этом поплавок 2 установлен с возможностью начала взаимодействия с жидкостью в сепараторе 1 на уровне, соответствующем

1/6 части диаметра сепаратора (фиг.2).

256 4

Установка работает следующим образом.

При закрытом положении мембранного клапана со штоком 3 в результате поступления продукции скважины в сепараторе 1 повышается уровень жидкости и при достижении предусмотренного расчетного его значения посредством газовой заслонки 5 перекрывается путь газу по газовой линии 6 непосредственно в коллектор. В сепараторе 1 повышается перепад избыточного давления относительно коллектора.

При достижении величины перепада давления до порога срабатывания клапана 3 (0,008 — 0,12 МПа) последний открывает путь для прохождения жидкости через счетчик 7 по линии 4 в коллектор. В сепаратор 1 продолжает поступать газонефтяная смесь и под избыточным давлением газа жидкость вытесняется, уровень ее снижается и при достижении значения перепада давления до величины 0,04 МПа клапан.

3 срабатывает, закрывает путь жидкости в коллектор через счетчик 7 и поток жидкости прекращается.

Поплавок 2 в вьппеуказанных режимах функционирует следующим образом.

При достижении уровня жидкости в сепараторе до величины 1/6 диаметра, т.е. 200 мм, поплавок входит в соприкосновение с жидкостью. Расчетные

200 мм оставлены как "гидравлическая подушка", предотвращая попадание газа в жидкостную линию 4, конструктив" но ось 8 поплавка 2 параллельна оси

9 сепаратора 1. Поэтому контакт жидкости и поплавка происходит по полной длине образующих с взаимосвязью по большой площади, а потому динамическая связь их надежна, вследствие чего увеличивается ход из-за уменьшения общей длины поплавковой системы и уменьшается инерционность системы °

Теперь соотношение приращений производительности скважин и уровня представляет собой величину пропорциональную, т.е. используется для управления газовой заслонки и сбора сепарированной жидкости нижняя наиболее

4 узкая часть емкости (сепаратора).

Поэтому скорость закрытия заслонки увеличивается при одной и той же производительности скважины в несколько раз и соответственно продолжительность времени, при котором скважина

1104256

Фиг.2

Составитель А.Назаретова

Редактор Л.Козориз ТехредЖ.Кастелевич Корректор О.Тигор

Заказ 5176/23 Тираж 565 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 работает с противодавлением, резко уменьшается и как результат точность измерений повышается. Использование нижней части сепаратора. создает эффект использования сепаратора меньше- 5

ro диаметра (объема), так как для работы поплавка используется малое зеркало жидкости. Однако общий объем сепаратора остается без изменения, изменяется только соотношение пропор-1о ций объемов газа и жидкости. Освободившийся от жидкости объем используется для заполнения попутным газом, т.е..увеличивается объем газовой шапки. Так как жидкость практически не 15 сжимаема, а сжимается газ, то соответственно повышаются объем и внутренняя энергия газа в газовой полости сепаратора, т.е. условия работы для пневматического клапана улучша- 20 ются. Это приводит к тому, что "зависание" мембранного клапана не происходит.

В предлагаемой установке для осуществления начала взаимодействия поп-25 лавка 2 с жидкостью в сепараторе 1 па уровне ниже,чем в известной, ры-, чаг поплавка выполняется ломаным (фиг. 2). Крепление поплавка к рычагу осуществляется посредством специального кронштейна с осью, позволяющей поворот рычага на 90 © для проталкивания поплавка во внутреннюю полость емкости через горловину и для установки его в рабочее положение, т.е. с осью, параллельной оси емкости. Увеличение объема поплавка почти в 2 раза при его неизменном весе осуществляется путем уменьшения толщины стенок. Во избежание сдавливания его давлением внутри емкости последний заполняется базовым давлением, составляющим 2/3 величины рабочего давления. В качестве рабочего агента используется инертный газ, например азот. При таком исполнении необходимость в использовании контргруза отпадает и он снижается.

Предлагаемая реконструкция поз-воляет повысить надежность установки и точность, измерений.