Устройство с поворотным байпасом для измерений водогазонефтяных потоков


 


Владельцы патента RU 2445582:

Егоров Николай Леонидович (RU)

Устройство с поворотным байпасом для измерения водогазонефтяных потоков содержит патрубок, байпас, трехходовые краны, червячную пару с электродом, тепловентилятор, тепловизор. Патрубок, встраиваемый в трубопровод посредством герметичных вертлюжных соединений со сферическими контактными поверхностями, имеет вращательную степень свободы. К патрубку посредством трехходовых кранов подключен подковообразный байпас. На патрубке установлено червячное колесо. Байпас принимает горизонтальное и вертикальное положение. Причем в вертикальном положении байпаса с помощью тепловентилятора и тепловизора определяют положение поверхностей раздела воды, нефти и газа. Технический результат - упрощение конструкции, снижение металлоемкости, разделение продукции скважины на компоненты, измерение объемной доли каждой компоненты. 1 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении продукции нефтяной скважины непосредственно на месте добычи нефти.

Среда, извлекаемая из нефтяных скважин, имеет неоднородный состав, включающий нефть, пластовую воду, газ. При контроле работы нефтяной скважины необходимо определять соотношение указанных выше компонентов в единице объема среды.

Наиболее близкими к изобретению устройствами по технической сущности являются измерительные установки для продукции нефтяных скважин [1], основными узлами которых являются сепаратор для разделения жидкой и газовой фазы, счетчики жидкости и газа, влагомер для определения соотношения объемных долей нефти и воды в жидкой фазе. Вследствие сложности и высокой стоимости такая установка обычно обслуживает группу скважин, соединенных с ней трубопроводами. Каждая скважина в зависимости от ее дебита подключается к измерительной установке на время от нескольких часов до суток с периодичностью 7-10 суток. После измерений жидкая и газовая фазы смешиваются, полученная смесь транспортируется к сборному пункту для подготовки нефти.

Измерительные установки для продукции нефтяных скважин имеют следующие недостатки:

- сложность конструкции, металлоемкость, высокая стоимость, необходимость постоянного технического обслуживания;

- невыгодность использования для одиночных, удаленных, малодебитных скважин;

- отсутствие отделения нефти от воды и в связи с этим низкая точность измерения содержания нефти в водонефтяной эмульсии при высокой обводненности.

Настоящее изобретение направлено на устранение указанных недостатков.

Технический результат, создаваемый предлагаемым устройством, состоит в упрощении конструкции, снижении металлоемкости, уменьшении стоимости, обеспечении экономической целесообразности установки устройства на отдельной скважине, разделении продукции скважины на компоненты, измерении объемной доли каждой компоненты.

Устройство с поворотным байпасом для измерений водогазонефтяных потоков (далее - устройство) имеет следующий состав и конструкцию.

Несущим элементом устройства является патрубок. Соединение патрубка с трубопроводом осуществляется герметичными вертлюгами со сферическими контактными поверхностями. Вертлюжное соединение обеспечивает возможность вращения патрубка относительно неподвижного трубопровода.

На патрубок надето червячное колесо. Вращение от входящего в состав устройства электродвигателя через червячную передачу передается патрубку. Патрубок вращается в пределах 90 градусов.

На патрубке установлены трехходовые краны, к которым подключен байпас, имеющий подковообразную форму с прямолинейными входным и выходным участками.

Благодаря вращательной степени свободы патрубка байпас может занимать горизонтальное или вертикальное положение.

Устройство снабжено тепловентилятором для нагревания и охлаждения байпаса, когда он находится в вертикальном положении

В состав устройства входит тепловизор для снятия температурного поля стенки байпаса.

Описанное устройство поясняется Фиг.1 со следующими обозначениями: 1 - трубопровод, 2 - вертлюжное соединение, 3 - трехходовой кран, 4 - патрубок, 5 - червячное колесо, 6 - тепловентилятор (местоположение показано условно), 7 - тепловизор.

Устройство работает следующим образом. Исходное положение байпаса - горизонтальное, трехходовые краны пропускают поток измеряемого вещества по байпасу. В заданный момент времени краны переводятся в положение, когда поток измеряемого вещества идет только по патрубку. В байпасе в это время сосредоточен образец измеряемой среды. Байпас переводится в вертикальное положение. Начинается процесс отстаивания и расслоения фаз. Для увеличения скорости и эффективности этого процесса поверхность байпаса нагревается с помощью тепловентилятора. Спустя определенное время в байпасе формируются отдельные слои, содержащие воду, нефть и газ при повышенной температуре. Слои указаны на Фиг.1.

Имеются патенты [2, 3] на устройства, содержащие температурно-чувствительные приборы, которые определяют уровень горячей жидкости в металлическом резервуаре. Принцип работы этих устройств основан на том, что на уровне контакта жидкости и газа происходит скачок температуры стенки, который определяется с помощью термопар, контактирующих со стенкой. Недостатком этих устройств является, во-первых, дискретность точек измерения температуры, во-вторых, - конструктивная сложность многоканального датчика температуры в виде набора термопар.

В предлагаемом устройстве также используется явление скачков температуры на уровнях поверхностей раздела нефти и газа, нефти и воды в условиях теплообмена с окружающей средой. Природа этих скачков обусловлена различием коэффициентов теплопроводности и теплоемкости контактирующих сред, участвующих в теплообмене.

В предлагаемом устройстве в качестве термочувствительного прибора используется тепловизор, обеспечивающий бесконтактное измерение температуры поверхности с хорошим пространственным разрешением.

В предлагаемом устройстве теплообмен между нагретым байпасом и окружающей средой интенсифицируется с помощью тепловентилятора с выключенной нагревательной частью, при этом тепловентилятор работает в режиме вентилятора.

Тепловизором снимают температурное поле стенки байпаса, определяют на нем скачки температуры, по которьм определяют местоположение поверхностей раздела «вода - нефть» и «нефть - газ».

Зная площадь поперечного сечения трубки байпаса, определяют объемные доли воды, нефти и газа.

Далее байпас переводится в горизонтальное положение, трехходовые краны открываются на пропуск по байпасу измеряемой среды, которая вытесняет исследованный образец, цикл измерений повторяется.

Источники информации

1. А.Ш.Фатхутдинов, М.А.Слепян, Н.И.Ханов, Е.А.Золотухин, М.С.Немиров, Т.А.Фатхутдинов. Автоматизированный учет нефти и нефтепродуктов при добыче, транспорте и переработке. М.: «Недра», 2002, раздел 2.3.

2. Патент US №3204460.

3. Патент US №3797310.

Устройство с поворотным байпасом для измерений водогазонефтяных потоков, содержащее патрубок, байпас, трехходовые краны, червячную пару с электроприводом, тепловентилятор, тепловизор, отличающееся тем, что патрубок, встраиваемый в трубопровод посредством герметичных вертлюжных соединений со сферическими контактными поверхностями, имеет вращательную степень свободы, к патрубку посредством трехходовых кранов подключен подковообразный байпас, на патрубке установлено червячное колесо, байпас принимает горизонтальное и вертикальное положение, в вертикальном положении байпаса с помощью тепловентилятора и тепловизора определяют положение поверхностей раздела воды, нефти и газа.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к отображению графической информации на дисплее. .

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам и устройствам для измерения дебита жидкости нефтяной или газоконденсатной скважины, и может применяться для определения суточной производительности скважины как в процессе опробования разведочной скважины, так и для оперативного учета дебита эксплуатирующейся скважины в стационарной системе нефтегазосбора.

Изобретение относится к оборудованию для контроля объемного расхода топлива двигателем внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к области измерения расхода газожидкостного потока. .

Изобретение относится к области точного приборостроения и может быть использовано для учета бытовых и производственных расходов жидких и газообразных энергоносителей.

Изобретение относится к устройствам для измерения моментального расхода жидкостей и может быть использовано, в частности, для контроля режима обработки скважин при подземном или капитальном ремонта, для замера дебита добывающей скважины или приемистости нагнетательной скважины, при транспортировании продукции и т.д.

Изобретение относится к технологии получения радиационно-защитного композиционного материала, который может быть использован при изготовлении элементов защиты в различной аппаратуре, применяемой для дефектоскопии, для медицинских целей, для радиоактивного каротажа нефтяных и газовых скважин, в портативных нейтронных генераторах и др.

Изобретение относится к устройствам для измерения расхода газов и может быть использовано для измерения малых расходов газа и микрорасходов газа. .

Изобретение относится к объемным машинам, предназначено для измерения расхода жидкостей или газов и может быть использовано в качестве гидромотора, пневмомотора, гидронасоса и пневмонасоса.

Изобретение относится к технике измерения расхода жидкости и может быть использовано для контроля и учета расхода топлива в дизельных двигателях внутреннего сгорания, имеющих замкнутую тупиковую топливную систему как при их диагностировании на испытательных стендах, так и в процессе эксплуатации в транспортных средствах.

Изобретение относится к области гидравлики, в частности к сливу жидкостей из емкостей

Изобретение относится к области измерения расхода газа и может быть использовано для коммерческого учета расхода газа потребителями в промышленности и в коммунальном хозяйстве

Изобретение относится к области расходометрии и может быть использовано для определения объема использованного газа

Изобретение относится к бытовым счетчикам газа и предназначено для измерения объема газа или паров сжиженного газа, используемых для бытовых целей

Изобретение относится к дозирующей технике, используется при создании дозаторов для текучей среды и направлено на улучшение показателей их работы, например на уменьшение износа зубцов шестерен и их шума при работе, что обеспечивается за счет того, что комплект шестерен содержит первую и вторую шестерни, идентичные друг другу и выполненные с возможностью взаимодействия при постоянном расстоянии между центрами, так что первая и вторая шестерни зацепляются при всех угловых положениях, и каждая шестерня из комплекта овальных шестерен содержит втулку, содержащую овальное тело, имеющее большую ось и малую ось, проходящие через центр втулки, и профиль стенки для ножек зубцов, который очерчивает большую и малую ось, а также множество зубцов шестерни, отходящих от профиля стенки для ножек зубцов, причем каждый из зубцов шестерни имеет две контактные поверхности с круговыми эвольвентными изогнутыми профилями, круговые эвольвентные изогнутые профили каждого зубца на первой шестерне генерируются от основной окружности, имеющей радиус Rb1, выведенной из модифицированной эллиптической начальной линии зубца, имеющей радиус R1 начальной линии при угловом положении Θ от центра, причем модифицированная эллиптическая начальная линия зубца описывается формулой полярных координат, раскрытой в формуле изобретения. 5 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области арматуростроения, в частости к регулирующей насадке для управления радиаторным клапаном, и предназначено для регулирования потока жидкости. Регулирующая насадка имеет корпус, который содержит приводную часть и крепежную часть, оснащенную крепежной структурой, предназначенной для обеспечения соединения с радиаторным клапаном. При этом приводная часть окружает электропривод, соединенный с приводным элементом. Последний выполнен с возможностью приведения в действие затвора радиаторного клапана. Чтобы обеспечить возможность несложной адаптации регулирующей насадки к радиаторным клапанам, имеющим разные крепежные структуры, указанная крепежная часть выполнена отсоединяемой от приводной части. Технический результат заключается в создании регулирующей насадки, адаптируемой простым образом к радиаторным клапанам, имеющим различные крепежные структуры. 14 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительным средствам для учета расхода топлива двигателями внутреннего сгорания и может быть использовано в системе контроля и управления работой мобильных и стационарных энергосредств, в том числе и сельскохозяйственной техники. Поршневой расходомер, содержащий прямоугольный корпус с технологическими и крепежными отверстиями, закрытый с двух сторон крышками с датчиками положения поршня, четыре электромагнитных клапана, поршень, и измерительный цилиндр, а также подводящий и отводящий штуцеры. Поршень изготавливается с оптимальным зазором для топливных систем ДВС, имеющих, как известно, пульсирующий характер движения топлива в трубопроводах, и между измерительным цилиндром и поршнем отсутствует уплотнение. При этом утечек топлива через зазор в сопряжении «цилиндр-поршень» из одной измерительной камеры в другую удается избежать ввиду того, что поршень имеет такой же удельный вес, как и вытесняемый им объем жидкости, при этом сила тяжести поршня уравновешивается архимедовой силой. Поршень в данном расходомере является меткой для электронного блока контроля и управления, которая свободно перемещается с потоком топлива по измерительному цилиндру. Каждый из двух емкостных датчиков положения поршня имеет одну металлическую обкладку конденсатора, а второй обкладкой таких датчиков служит торцевая часть поршня. Технический результат заключается в повышении точности измерения расхода топлива на всех режимах работы двигателя внутреннего сгорания за счет уменьшения динамической составляющей погрешности измерения; повышении функциональных возможностей, заключающихся в повышении универсальности использования расходомера как для учета расхода топлива, так и других жидких сред, неагрессивных к материалам измерительной системы, за счет снижения требований к качеству и чистоте учитываемой жидкости. 1 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для измерения дебита скважин. Технический результат направлен на повышение точности и качества измерения дебита скважин. Устройство содержит вертикальную цилиндрическую емкость, входную и выходную в виде сифона, жидкостные линии, газовую линию, датчики давления и температуры газовой фазы, счетно-решающий блок. Объемный счетчик жидкости, запорный клапан, установленный, как и счетчик, на общей линии вслед за ним перед впадением ее в сборный коллектор, и при этом газовая и выходная жидкостная нисходящей ветвью сифона линии сообщены с гидравлическим замком. Датчики давления и температуры установлены на газовой линии, запорный клапан, объемный счетчик жидкости и счетно-решающий блок взаимосвязаны между собой через импульсный распределительный блок определения измеряемой рабочей среды. Запорный клапан выполнен перепускным дискретного действия с магнитной фиксацией, разгрузкой и контролем положения: «Открыто» или «Закрыто».1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх