Устройство для определения содержания нефти и твердой фазы в буровом растворе

 

Л. С. Стреленя, В. Г. Кармолин и В. В. Раз (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Бакинский приборостроительный завод (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ. СОДЕРЖАНИЯ НЕФТИ

И ТВЕРДОЙ ФАЗЫ В БУРОВОМ РАСТВОРЕ

Изобретение относится к устройствам

) предназначенным для анализа жидких и газообразных сред, в частности для определения состава промыВочных жидкостей, и может найти применение при контроле состава промывочных жидкостей, которые используют для бурения скважин для нефти и газа.

Известно устройство, содержащее камеру с электронагревателем. В камере установлен стакан, служащий пробоотборником, в котором выполнено отверстие для наполнения испытуемой пробой промывочной жидкости с помощью медицинского . шприца. Камера с пробоотборником подсоединена к холодильнику-конденсатору, заполненному водой. Жидкая фаза из холодильника-конденсатора стекает в мерный цилиндр (1)., Однако для определения анализа необ- 20 ходима сточная вода, которая не всегда . бывает в полевых условиях, отбор пробы медицинским шприцом вносит погрешность за счет расслоения раствора при всасывании его через малое .отверстие, кроме того, шприц быстро изнашивается под действием абразивных частиц. Конструкция камеры такова, что возможность определить только объемные проценты содержания жидкой фазы, определить общий баланс компонентов взвешиванием невозможно, что увеличивает погрешност",ь при измерениях.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство, содержашее испаритель с фильтром, соединенный трубкой. с конденсатором, пробоотборник с крышкой, электронагреватель и мерную колбу(2)

Однако устройство обладает недостатками. Для изготовления конденсатора большого обьема требуется большой расход цветных металлов, большой расход в эксплуатации фильтруюших элементов (металлической ваты) — на каждое изме3 9665 рение свой фильтруюший элемент, недостаточно высокая точность определения содержания твердой фазы расчетным методом, недостаточно высокая точность определения содержания углеводородов за счет ненадежной герметизации соедине ния пробоотборника; недопустимо большая погрешность определения состава при тем-. о пературе окружающей среды более 25 С (до 5д С).

Бель изобретения — повышение точности определения за,счет герметичности разъемных соединений, а также экономия цветных металлов. t5

Поставленная цель достигается тем, что известное устройство, содержащее испаритель с фильтром, соединенный трубкой с конденсатором, пробоотборник с крышкой, электронагреватель и мерную трубку, снабжено размещенными в испарителе над фильтром и над крышкой уплотнительными кольцами, содержащими отбойники, и выполненными из материала, имеющего коэффициент линейного темпера турного расширения больший, чем у испарителя и крышки, а соприкасающиеся с уплотнительными кольцами noBepxHocти ,испарителя и пробоотборника выполнены с острой кромкой.

Кроме этого, с целью обеспечения работы устройства при температуре окружающей среды до плюс 50 С, внутренняя полость конденсатора заполнена гипосульфигом натрия. Расположение фильтра и в верхней части испарителя обеспечивает работу внутренней полости испарителя как предварительного фильтра, куда вместе с паром из испытуемого раствора вылетают дисперсные частицы.

Выполнение конструкции узла, разьемной нарезьбе(пробоотборник, испаритель крышка) Позволяет в процессе измерения контролировать взвешиванием испы туемый буровой раствор до и после эксперимен- 45 та (жндкую и твердую фазы отдельно) и,, таким образом, подсчитывать общий баланс после опыта.

Размещенные в крышке и испарителе уплотнительные кольца с отбойниками 5О. обеспечивают герметичность. Особенно велики погрешности or негерметичности углеводородов жидкостей с низким поверхностным натяжением, которые KBK бы всасываются в имеющиеся щели. Огбойники на кольцах препятствуют постоянному притоку выброшенных на стенку исцарителя капель затекать в щели разь56

4ф емного соединения. Выполнение колец из металла, имеющего больший коэффициент линейного температурного расширения, чем у испарителя и крышки, обеспечивает самоуплотнение при нагреве (испаритепь нагревается раньше, чем испытуемая проба промывочной жидкости), а при остывании обеспечивается легкая разборка и оперативность работы.

Заполнение конденсатора гипосульфитом натрия обеспечивает работу устройства без дополнительной погрешности при температуре окружающей среды до +50 С за счет того, что при температуре +(50— о

52) С гипосульфит натрия плавится, а на его плавление затрачивается большое количество тепла, тем самым обеспечивается хорошая конденсация воды и углеводородов, кроме того, снижается расход цветных металлов.

На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 — узел I на фиг. 1: в увеличенном масштабе; на фиг. 3 — узел

II на фиг. 1 в увеличенном масштабе.

Устройство. состоит из корпуса 1, в котором установлен испаритель 2; закрытый крышкой 3, под которой расположен фильтрующий элемент 4 (металлическая сетка). К нижней части испарителя 2 присоединен пробоотборник 5, куда заливается проба испытуемого бурового растsopa, подогреваемого электронагревате лем 6. Пробоотборник 5 закрывается крышкой 7 с отверстиями для отсечки определенного объема пробы. Крышка 3 трубкой 8 соединена с конденсатором 9, конденсат стекает в мерную колбу 10.

В крышку 3 впаяно уплотнительное кольцо 11, а в испаритель 2 впаяно уплотнительное кольцо 12.

Работает устройство следующим образом.

В пробоотборник 5 заливают пробу исследуемого бурового раствора, взвешивают пробоотборник 5 вместе с испарителем 3 и фильтром 4, а затем включают алектронагреватель 6. Жидкая фаза исследуемой промывочной жидкости испаряется, проходя испаритель 2 и фильтр 4, очищается от захваченной твердой фазы и, пройдя по трубке 8, попадает в конденсатор 9, в котором конденсируются пары и конденсат стекает в мерную колбу 10, В мерной колбе 10 вода и нефть разделяются, и по границе раздела определяют объем воды и отдельно объем жидкости углеводородов. После прекращения выделения жидкой фазы нагреватель отключают, устройство охлаждается и про% 9665 боотборник вместе с нспарителем и фильтром снова взвешивают. Массу жидкой фазы определяют как разность взвешиваний до и после выпаривания. Массу твердой фазы определяют как разность массы после у прогрева и массы йустогр пробоотборника с испарителем и фильтром. Для подсчета полного баланса определяют также массу испытуемой пробы как разность взвешиваний пробоотборника с буровым раство- l0 ром и пустого .

Внедрение устройства для определения содержания нефти и твердой фазы на буровых предприятиях позволяет увеличить механическую скорость бурения за счет 1$ поддержания содержания твердой фазы в промывочной жидкости на оптимальном уровне, снизить расход нефти для обработки за счет оперативной информации, уменьшить воэможность возникновения 20 аварийных ситуаций за счет поддержания рационального состава промывочной жидкости.

25 .Ф ормул а изобрете ни я

1 . Устройство для определения содержания нефти и твердой фазы в буровом растворе, содержашее испаритель с фильт-З0

56 4 ром, соединенный трубкой с конденсатором, пробоотборник с крышкой, электронагреватель и мерную колбу, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения за счет герметичности разъемных соединений, оно снабжено размещенными в испарителе над фильтром и над крышкой уплотнительными кольцами содержашими отбойники и выполненными из материала, имеккцего коэффициент линейного температурного расширения больший, чем у испарителя и крьппкм, а соприкасакециеся с уплотнительными кольцами поверхности испарителя и пробоотборника выполнены с острой кромкой.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения работы устройства при температуре окружающей среды до +50 С, внутренняя полость конденсатора заполнена гипосульфитом натрия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Реферативный научногехнический сборник Автоматизация и телемеханика нефтяной промышленности", ВНИИОЗНГ, 1974, No3.

2. Патент США М 2723228, кл. 202-189, 1974.

966556

12

Составитель О. Чернуха

Редактор Т. Митрович Техред Т. Маточка Корректор М. Коста

Закаэ 7833/60 Тираж 887 Подписное

BHHHl1H Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35 Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4