Устройство для исследования пластовых флюидов

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для исследования физических свойств пластовых флюидов и определения соотношения давления объем-температура (РVT), а также вязкости нефти и содержания воды в ней. Задачей изобретения является обеспечение возможности определения вязкости нефти и содержания воды в ней. Для этого измерительная камера снабжена клапанным узлом в верхней части, упорным кольцом и переводником, к которому подсоединен один из дополнительных распределительных узлов с манометром. Второй дополнительный распределительный узел установлен на штоке гидропривода. Распределительный узел измерительной камеры подсоединен к клапанному узлу. В штоке гидропривода выполнен капилляр в виде заостренной иглы, сообщающийся со всеми распределительными узлами. На штоке жестко закреплен лимб измерителя. В нижней части штока зафиксирован механический привод, выполненный в виде винта с гайкой. Измерение вязкости нефти производят путем замера перепада на манометрах дополнительных распределительных узлов при вытеснении ее через капиляр штока. Величину давления считывают по манометру распределительного узла, подсоединенного к клапанному узлу. Изменение объема считывают по линейной шкале и лимбу измерителя, размещенного в гидроприводе. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для исследования физических свойств пластовых флюидов и определения соотношения давление - объем - температура (PVT), а также вязкости нефти и содержания воды в ней.

Известно устройство для исследования пластовых флюидов, включающее измерительную камеру высокого давления, установленную в термостатическом кожухе, разделительный поршень, размещенный в измерительной камере, и гидропривод, выполненный в виде установленного в корпусе поршня со штоком, жестко связанным с разделительным поршнем измерительной камеры, при этом оно снабжено механическим реечно-зубчатым приводом низкого давления, зубчатое колесо которого размещено в корпусе гидропривода, а шток гидропривода выполнен в виде зубчатой рейки с нанесенной на нее линейной шкалой грубого измерения перемещения штока. Кроме того, оно снабжено круговой шкалой точного измерения перемещения штока, закрепленной на выходном конце зубчатого колеса [1].

Недостатком известного устройства, взятого в качестве прототипа, является сложность определения вязкости нефти (отобранной продукции) и определение содержания воды в ней.

Поставленная задача решается так, что в устройстве для исследования пластовых флюидов, включающем измерительную камеру высокого давления с распределительным узлом и манометром, установленную в термостатируемом кожухе, расположенный в измерительной камере разделительный поршень, гидропривод, выполненный в виде установленного в корпусе поршня со штоком, жестко связанным с разделительным поршнем измерительной камеры, размещенный в гидроприводе измеритель в виде шкалы с лимбом и механический привод для перемещения штока, при этом оно снабжено двумя дополнительными распределительными узлами с манометрами, а измерительная камера снабжена клапанным узлом в верхней части, упорным кольцом и переводником, к которому подсоединен один из дополнительных распределительных узлов с манометром, второй дополнительный распределительный узел установлен на штоке гидропривода, а распределительный узел измерительной камеры подсоединен к клапанному узлу, причем в штоке гидропривода выполнен капилляр, сообщающийся со всеми распределительными узлами, лимб измерителя жестко закреплен на штоке, а механический привод зафиксирован в нижней части штока и выполнен в виде винта с гайкой.

Поставленная задача также решается тем, что капилляр в верхней части выполнен в виде заостренной "иглы".

Отличительные признаки изобретения следующие: устройство снабжено двумя дополнительными распределительными узлами с манометром, а измерительная камера снабжена клапанным узлом в верхней части, упорным кольцом и переводником, к которому подсоединен один из дополнительных распределительных узлов с манометром; второй дополнительный распределительный узел установлен на штоке гидропривода, а распределительный узел измерительной камеры подсоединен к клапанному узлу, причем в штоке гидропривода выполнен капилляр, сообщающийся со всеми распределительными узлами; лимб измерителя жестко закреплен на штоке, а механический привод зафиксирован в нижней части штока и выполнен в виде винта с гайкой; капилляр в верхней части выполнен в виде заостренной "иглы".

Отличительные признаки заявленного изобретения нам были не известны из патентной и научно-технической информации, из чего следует, что изобретение соответствует критерию "новизна".

Изобретение также соответствует критерию "изобретательский уровень", так как отличительные признаки в изобретении решены нетрадиционным путем.

Заявленное изобретение соответствует критерию "промышленная применимость", так как опытный образец успешно прошел лабораторные и промысловые испытания.

На чертеже изображено в исходном состоянии устройство в сборе с вспомогательным приспособлением - качалкой для перемешивания исследуемой пробы.

Устройство состоит из измерительной камеры высокого давления 1 и в термостатируемом кожухе 2 и гидропривода 3, в котором размещен измеритель в виде шкалы 4 и лимба 5, жестко закрепленного на штоке 6. Шток 6 вводится в измерительную камеру высокого давления 1 через сальниковое устройство 7 переводника 8 и соединен беззазорно с поршнем 9. Со штоком 6 посредством стопорного винта 10 соединяется механический привод, состоящий из винта 11 и гайки 12. На штоке 6, имеющем сквозные отверстия в поперечном сечении, устанавливается распределительный узел 13 с вентилями 14 и манометром 15. Кроме того, в штоке 6 выполнен капилляр 16 в виде заостренной "иглы". Измерительная камера высокого давления 1 снабжена клапанным узлом 17, упорным кольцом 18 и переводником 8, к которому подсоединен распределительный узел 19 с запорными вентилями 20 и манометром 21. К клапанному узлу 17 подсоединяется распределительный узел 22 с запорными вентилями 23, упорным винтом 24 и манометром 25.

Исследуемую пробу через распределительный узел 22 переводят в измерительную камеру высокого давления 1, после чего клапанный узел 17 закрывается путем выкручивания штока 24 распределительного узла 22 при закрытом вентиле 14 распределительного узла 13. Устройство устанавливают в вертикальное положение на шарнирной оси качалки 26. После отстоя пробы и отделения воды от нефти в измерительную камеру высокого давления 1 через распределительный узел 19 и запорный вентиль 20 насосом (на чертеже не показано) подают масло до давления отбора пробы. При этом давлении вода через вентиль 14 распределительного узла 13 сливается из приемной камеры, после чего вентиль 14 закрывается. При необходимости добора нефти операция повторяется. Пробу термостатируют посредством кожуха 2 до пластовой температуры или температуры отбора пробы в зависимости от условий отбора. Сжатие пробы в камере 1 до пластового давления осуществляют гидроприводом 3 через шток 6 и соединенным с ним беззазорно поршнем 9 измерительной камеры путем подачи масла через вентиль распределительного узла 19. Величину давления в камере считывают по манометру 25 на распределительном узле 22. Давление стабилизируют, приводя пробу в однофазное состояние, путем перемешивания ее шариком 28, поворачивая (раскачивая) устройство на шарнирной оси качалки 26. После приведения PVT к пластовым условиям устройство устанавливают фиксатором 27 в нужное положение.

Соотношения PVT при пластовой температуре или температуре отбора пробы изучают многократно, сжимая или расширяя объем пробы путем повышения или понижения давления в измерительной камере высокого давления 1. Изменение объема считывают по линейной шкале 4 и лимбу 5 гидропривода 3 с точностью до сотых и тысячных долей миллиметра.

При малых рабочих давлениях, например при разгазировании пробы, сопоставимых с усилиями трения подвижной части гидросистемы устройства, изучение соотношения PV производят механическим приводом. Им является винт 11 с гайкой 12, который стопорным винтом 10 фиксируется в любой точке штока 6. Поворачивая гайку 12 перемещают поршень 9 в камере 1. Изменение объема замеряют по линейной шкале 4 и лимбу 5.

Измерение вязкости нефти производят путем замера перепада давлений на манометрах 25 и 21 при вытеснении ее через капилляр штока 6. Шток 6 соединен с поршнем 9 через капилляр в виде заостренной "иглы" 16 и сальниковое уплотнение. Опыт проводится в конце исследований, когда в камере остается минимальное количество нефти (20-30 см³). Плотность нефти определяют по результатам стандартной сепарации нефти по общепринятой методике. Отсчет объема нефти берется по шкале измерительного устройства 4 и лимба 5.

Заявленное устройство для исследования флюида позволяет в сравнении с прототипом дополнительно определять вязкость нефти и наличие воды. При некотором его преобразовании устройство может использоваться в качестве пробоотборника.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе заявки 1. Патент России N 2054536, кл E 21 B 49/08.

Формула изобретения

Устройство для исследования пластовых флюидов, включающее измерительную камеру высокого давления с распределительным узлом и манометром, установленную в термостатируемом кожухе, расположенный в измерительной камере разделительный поршень, гидропривод, выполненный в виде установленного в корпусе поршня с штоком, жестко связанным с разделительным поршнем измерительной камеры, размещенный в гидроприводе измеритель в виде шкалы с лимбом и механический привод для перемещения штока, отличающееся тем, что оно снабжено двумя дополнительными распределительными узлами с манометрами, а измерительная камера снабжена клапанным узлом в верхней части, упорным кольцом и переводником, к которому подсоединен один из дополнительных распределительных узлов с манометром, второй дополнительный разделительный узел установлен на штоке гидропривода, а распределительный узел измерительной камеры подсоединен к клапанному узлу, причем в штоке гидропривода выполнен капилляр, сообщающийся со всеми распределительными узлами, лимб измерителя жестко закреплен на штоке, а механический привод зафиксирован в нижней части штока и выполнен в виде винта с гайкой.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что капилляр в верхней части выполнен в виде заостренной иглы.

РИСУНКИ

Рисунок 1