Способ определения объема расходуемой жидкости



Способ определения объема расходуемой жидкости

 


Владельцы патента RU 2547877:

Малюга Анатолий Георгиевич (RU)

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для автоматического определения объемов закачиваемых в скважину по напорной магистрали буровых и тампонажных жидкостей. Способ определения объема расходуемой жидкости при перекачивании из тампонажной емкости в нагнетательную линию насоса включает измерение числа оборотов приводного вала насоса. При этом с начала момента перекачивания жидкости в нагнетательную линию дополнительно в тампонажной емкости измеряют падение ее уровня в диапазоне, достаточном для вычисления коэффициента преобразования числа оборотов приводного вала насоса в объем расходуемой жидкости. Текущее значение объема расходуемой жидкости определяют в зависимости от площади поверхности жидкости в емкости, падения уровня жидкости в емкости, коэффициента преобразования числа оборотов приводного вала насоса в объем расходуемой жидкости, числа оборотов приводного вала насоса, измеренного от момента прекращения измерения падения уровня жидкости. Технический результат заключается в повышении точности, упрощении и автоматизации процесса определения объемов закачиваемых в скважину буровых и тампонажных жидкостей. 1 ил.

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для автоматического определения объемов закачиваемых в скважину по напорной магистрали буровых и тампонажных жидкостей.

В практике бурения и капитального ремонта скважин широко известны способы определения объема расходуемой жидкости при перекачивании из тампонажной, например, смесительно-осреднительной емкости, в нагнетательную линию насоса и далее в скважину. При этом наибольшее распространение получили два способа, а именно: способ определения количества жидкости, связанный с измерением ее уровня в сочетании с известными размерами емкости, и камерный (циклический) способ (ГОСТ 15528-86), включающий измерение частоты вращения либо числа оборотов приводного вала насоса, пропорциональной объемному расходу измеряемой среды. Для осуществления этих способов используется множество разработанных конструктивных и схемных решений, отличающихся принципом действия и условиями возможного применения датчиков, зависимостью погрешностей измерения от свойств контролируемой среды, трудностями преобразования и передачи показаний измерений и др. (см., например, книгу Ивановой Г.М. и др. Теплотехнические измерения и приборы: учебник для вузов / Г.М. Иванова, Н.Д. Кузнецов, B.C. Чистяков. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 232 с., ил., с.130-135, с.141-157 и книгу Белякова Н.В. Интегрированные геофизические исследования бурящихся скважин. - М. издательство «Физматкнига», 2008, 208 с., с.187-190 и с.195-197).

При проведении буровых работ для реализации первого способа наиболее широкое распространение получили ультразвуковые (акустические) уровнемеры типа AVFM 5,0 (Internet: www.artvik.com©2010 Artvik, Inc.). На показаниях таких уровнемеров не сказываются характеристики жидкостей. Однако их серьезным недостатком является возрастание абсолютной погрешности измерений с увеличением диапазона (уровня) локации, что приводит к большим ошибкам при определении объема расходуемой жидкости. Другим недостатком способа является сложность точного определения количества жидкости, находящейся в придоньевой (конфузорной) части тампонажной емкости.

Для реализации второго (камерного) способа используются тахометрические датчики расхода, преобразующие частоту вращения либо число оборотов приводного вала в частотный электрический сигнал, соответствующий числу ходов насоса (наполняющихся и опорожняющихся камер цилиндров), пропорциональных текущему значению количества перекачиваемой жидкости. При всей простоте и надежности этот способ также не лишен недостатков. Одним из них является зависимость наполнения цилиндров насоса от плотности и вязкости контролируемой жидкости, что требует градуировки датчика с учетом изменения ее параметров. Однако индивидуальная градуировка датчика на высокоплотных и вязко-пластичных жидкостях в условиях промыслово-геофизических и тампонажных организаций затруднительна из-за проблем, связанных с утилизацией проконтролированной среды. В результате чего датчики градуируются на воде, не обеспечивая, таким образом, необходимой точности объемного расхода жидкостей при закачивании их в скважину. Другим недостатком способа, ограничивающим его применение является трудоемкость градуировки, связанная с приготовлением порций контролируемых жидкостей заданной консистенции и переливом их из одной емкости в другую. Все это в конечном итоге исключает возможность автоматизации процесса определения объемов закачиваемых в скважину жидкостей с требуемой точностью, что препятствует повышению качества осуществляемых на скважине технологических операций.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения объема расходуемой жидкости при перекачивании из тампонажной емкости в нагнетательную линию насоса, включающий измерение числа оборотов приводного вала насоса.

Изобретением решается задача повышения точности, упрощения и автоматизации процесса определения объемов закачиваемых в скважину буровых и тампонажных жидкостей.

Для достижения названного технического результата в предлагаемом способе определения объема расходуемой жидкости при перекачивании из тампонажной емкости в нагнетательную линию насоса, включающем измерение числа оборотов приводного вала насоса, с начала момента перекачивания жидкости в нагнетательную линию дополнительно в тампонажной емкости измеряют падение ее уровня в диапазоне, достаточном для вычисления коэффициента преобразования числа оборотов приводного вала насоса в объем расходуемой жидкости, а текущее значение объема расходуемой жидкости определяют в соответствии с зависимостью

где S - площадь поверхности жидкости в емкости;

ΔН=Нкн - падение уровня жидкости в емкости;

Нн, Нк - соответственно начальный и конечный контролируемые уровни жидкости;

k = S Δ H n y - коэффициент преобразования числа оборотов приводного вала насоса в объем расходуемой жидкости;

ny - число оборотов приводного вала насоса, измеренное в диапазоне падения уровня жидкости ΔН;

nтек - число оборотов приводного вала насоса, измеряемое от момента прекращения измерения падения уровня жидкости ΔН.

Отличительными признаками предлагаемого способа определения объема расходуемой жидкости при перекачивании из тампонажной емкости в нагнетательную линию насоса от указанного выше наиболее близкого ему является осуществление в тампонажной емкости с начала момента перекачивания жидкости в нагнетательную линию измерения падения ее уровня в диапазоне, достаточном для вычисления коэффициента преобразования числа оборотов приводного вала насоса в объем расходуемой жидкости и определение текущего значения объема расходуемой жидкости в соответствии с зависимостью (1).

Предлагаемый способ поясняется прилагаемой схемой определения объема расходуемой жидкости.

Сущность способа заключается в следующем.

После заполнения тампонажной емкости 1 жидкостью требуемой консистенции либо завершения приготовления в ней жидкости 2 (тампонажной смеси) с необходимыми физико-химическими характеристиками включают насос 3, например, цементировочного агрегата и начинают перекачивание жидкости 2 в нагнетательную линию 4, сообщающуюся с устьем скважины (на схеме не показаны). При этом с начала момента перекачивания жидкости 2 в нагнетательную линию 4 в тампонажной емкости 1 с помощью установленного над ней, например, ультразвукового уровнемера 5 измеряют падение уровня ΔН жидкости в выбранном диапазоне (от начального Нн до конечного Нк уровней), обеспечивающем точное вычисление коэффициента преобразования k числа оборотов приводного вала 6 насоса 3 в объем расходуемой жидкости 2. Обычно, в зависимости от площади поперечного сечения тампонажной емкости 1 достаточным для вычисления коэффициента преобразования k является измерение падения уровня ΔН, не превышающего 20…30 мм. Измерение числа оборотов приводного вала 6 насоса 3, как следует из схемы, начинается одновременно с измерением уровня с помощью, например, датчика 7 электромагнитного типа, реагирующего на частоту прохождения относительно его полюсного наконечника ферромагнитной метки 8, жестко закрепленной на приводном валу 6. Во время измерения падения уровня ΔН жидкости 2 и считывания датчиком 7 ферромагнитных меток 8 с помощью компьютера (на схеме не показан) происходит вычисление и корректировка (градуировка) датчика 7 в автоматическом режиме, обеспечивая, таким образом, учет изменения параметров контролируемой жидкости 2. После завершения этого процесса по сигналу, задаваемому программой компьютера, происходит отключение уровнемера 5 и переход на циклический режим определения текущего объема расходуемой жидкости 2 с помощью датчика 7 по алгоритму в соответствии с зависимостью (1). При полном освобождении тампонажной емкости 1 от жидкости 2, определяемом по падению давления в нагнетательной линии 4, процесс определения объема контролируемой среды прекращается либо насос 3 подключается к очередной тампонажной емкости с жидкостью, имеющей прежние физико-химические характеристики. При закачивании в скважину очередных порций жидкости другой консистенции процесс автоматического определения объемов расходуемых жидкостей до его завершения повторяется в соответствии с описанной выше технологией и последующим вычислением общего (суммарного) объема доставленных в скважину растворов.

Способ определения объема расходуемой жидкости при перекачивании из тампонажной емкости в нагнетательную линию насоса, включающий измерение числа оборотов приводного вала насоса, отличающийся тем, что с начала момента перекачивания жидкости в нагнетательную линию дополнительно в тампонажной емкости измеряют падение ее уровня в диапазоне, достаточном для вычисления коэффициента преобразования числа оборотов приводного вала насоса в объем расходуемой жидкости, а текущее значение объема расходуемой жидкости определяют в соответствии с зависимостью
Qтек=S·ΔH+k·nтек,
где S - площадь поверхности жидкости в емкости;
ΔН=Нкн - падение уровня жидкости в емкости;
Нн, Нк - соответственно начальный и конечный контролируемые уровни жидкости;
k = S Δ H n y - коэффициент преобразования числа оборотов приводного вала насоса в объем расходуемой жидкости;
ny - число оборотов приводного вала насоса, измеренное в диапазоне падения уровня жидкости ΔН;
nтек - число оборотов приводного вала насоса, измеряемое от момента прекращения измерения падения уровня жидкости ΔН.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к приборам для измерения расхода жидкости. .

Изобретение относится к приборам, измеряющим расход, массу или объем вещества, протекающего через трубопровод. .

Изобретение относится к оборудованию для дозированной подачи сыпучего материала. В опирающемся на упругую подвеску герметичном бункере на движущемся возвратно-поступательно вертикальном штоке закреплен нижний открывающийся наружу конический клапан.

Изобретение относится к механике неоднородных сред и может быть использовано в химической промышленности, металлургии, фармакологии, производстве моющих средств, минеральных удобрений, строительных материалов, ядовитых и взрывчатых веществ и т.д.

Устройство для измерения весового расхода и весового дозирования жидких флотационных реагентов содержит расходный бак, оснащенный датчиком верхнего уровня, тензометрическим датчиком силы, измерительным буйком, который подвешен к тензометрическому датчику силы, входным и выходным клапанами, управляемыми микроконтроллером, оснащенным программным обеспечением и электрическими цепями связи для входных и выходных сигналов.

Изобретение относится к оборудованию для многокомпонентного весового дозирования сыпучих продуктов и может быть использовано в комбикормовой, пищевой, химической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к области гидротехнических сооружений. Устройство содержит резервуар (1) с выходным патрубком (2), расположенным на дне резервуара, и вертикальным входным патрубком (4), емкость (11) с поплавком (13), шток и сливное отверстие.

Изобретение относится к средствам дозирования и направлено на повышение качества очистки бункеров при выгрузке связных трудносыпучих материалов, а также на обеспечение возможности быстрого и точного дозирования выгрузного материала, что обеспечивается за счет того, что устройство включает вертикальный корпус цилиндрической формы, щелевое дно которого выполнено из концентрических объемных колец, расположенных с кольцевыми зазорами относительно друг друга и жестко связанных между собой балками.

Изобретение относится к области дозирования с внешним управлением для повторяющегося отмеривания и выдачи заданных объемов сыпучих тел из резервуара независимо от веса тел и способа их подачи.

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.

Установка для определения содержания дисперсной фазы в газовом потоке включает пробоотборный зонд, блок сепарации, содержащий сепаратор, снабженный фильтр-патроном и мерником для отсепарированной жидкости из газа.

Устройство для регулируемого распределения твердых сыпучих материалов включает в себя контейнер для материала (3) с множеством выпускных отверстий (33), множество распределительных элементов (4), множество вибрационных средств (5, 50) и электронные средства управления для приведения в движение каждого вибрационного элемента (5, 50) независимо друг от друга.

Изобретение относится к добыче скважинного флюида, в частности к способу измерения мультифазного потока флюида с использованием расходомера. Техническим результатом является повышение точности измерения мультифазного потока флюида.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при контроле за разработкой месторождений углеводородов. Техническим результатом является упрощение технической реализации способа за счет исключения необходимости проведения в геофизических исследованиях каротажных измерений.

Изобретение относится к технике, используемой в нефтедобывающей промышленности, и предназначено для замера и учета продукции нефтяных скважин. Технический результат направлен на повышение качества и эффективности измерения дебита продукции нефтяных скважин.

Изобретение относится к нефтедобыче, а именно к технологиям промыслово-геофизических исследований добывающих эксплуатационных скважин. Технический результат направлен на повышение точности определения работающих интервалов пласта в горизонтальных скважинах.

Изобретение относится к газодобывающей промышленности. Техническим результатом является упрощение контроля герметичности, что приводит к повышению надежности и безопасности эксплуатации ПХГ, созданных в водоносных пластах.

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин и предназначено для определения скоростей течения пластовых флюидов в нефтяных скважинах. Техническим результатом является выделение интервалов глубин (пластов), где происходит движение флюидов, и оценка скорости их фильтрации в месте расположения наблюдательной скважины.

Изобретение относится к устройствам для определения расхода и направления потока жидкости. Задачей заявляемого изобретения является создание датчика скважинного расходомера, надежно работающего в загрязненных скважинных жидкостях при различных неограниченных глубинах его погружения в скважину и гидродинамических ее исследованиях.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может найти применение при определении герметичности обсадной колонны в нагнетательной скважине в интервале, перекрытом НКТ.

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей отрасли и может быть использована для оперативного учета дебитов продукции газоконденсатных и нефтяных скважин в режиме реального времени.
Наверх