УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЛАСТОВЫХ ФЛЮИДОВ Российский патент 1996 года по МПК E21B47/00 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для изучения физических свойств пластовых флюидов и определения соотношения давления объема температуры (РУТ).

Известно устройство, содержащее измерительную камеру высокого давления в термостатирующем кожухе (автоклав), в котором перемещается разделительный поршень непосредственно со штоком гидропривода. Ход штока с разделительным поршнем изменяет объем камеры, а измерение перемещения поршня (штока) осуществляется линейной шкалой, расположенной на штоке [1]
Недостатком устройства является низкая точность измерения объема, а также отсутствие дополнительного (кроме гидравлического) перемещения штока, что ограничивает проведение исследования при малых давлениях пробы пластового флюида в измерительной камере, сравнимого с трением поршневых уплотнений.

Целью изобретения является повышение точности изучения соотношения РУТ за счет прямого и непосредственного измерения изменения объема пластового флюида с высокой точностью в пределах параметров давления от 0 до 100 МПа и любых пластовых температурах.

Цель достигается тем, что измерительная камера, имеющая разделительный поршень, смонтирована с гидроприводом как единая конструкция, где шток гидропривода выполнен без зазоров с разделительным поршнем камеры, и снабжено дополнительно реечно-зубчатым механическим ручным приводом, являющимся одновременно измерительным средством при изменении объема измерительной камеры. Шток содержит линейную шкалу с грубым отсчетом до 1 мм, а реечно-зубчатый привод снабжен круговой шкалой с конусом для точного отсчета перемещения штока до тысячных долей миллиметра.

Существенным отличием заявленного решения является то, что устройство имеет измерительную камеру с встроенным гидроприводом высокого давления и механическим приводом низкого давления, являющимся одновременно измерительным средством изменения объема в измерительной камере.

Вышеприведенные существенные отличия не известны из патентной и научно-технической информации и в совокупности с известным позволяют достичь цели изобретения. На основании изложенного считаем, что заявленное изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Изобретение соответствует критерию "промышленной применимости", так как опробировано в промысловых условиях.

На фиг. 1 изображено в исходном состоянии устройство в сборе с вспомогательным приспособлением качалкой для перемешивания исследуемой пробы; на фиг.2 вид А на фиг;1; на фиг.3 сечение Б-Б на фиг.2.

Устройство состоит из измерительной камеры 1 высокого давления в термостатирующем кожухе 2 с разделительным поршнем 3 и гидропривода 4 со штоком 5, зубчатым колесом 6 с закрепленной на нем круговой шкалой 7 в корпусе 8. На штоке по всей длине нарезана зубчатая рейка и линейная шкала. Линейная шкала снабжена указателем 9, а круговая шкала нониусом 10.

Измерительная камера 1 имеет распределительный узел 11 с манометром 12 с игольчатыми вентилями 13, а также шарик 14, предназначенный для более активного перемешивания пробы пластового флюида в камере.

Устройство закрепляется на шарнире качалки 15, позволяющей осуществить перемешивание пробы путем раскачивания устройства вокруг оси шарнира. Качалка снабжена фиксатором 16, позволяющим зафиксировать положение, требуемое для работы.

Устройство фиксируют в качалке 15, как показано на фиг.1. Подачей масла в гидропривод 4 приводят поршень 3 в крайнее верхнее положение, после чего гидропривод перекрывают вентилями 13. Производят вакуумирование "мертвого объема" распределительного узла 11 и заполняют его исследуемой пробой.

Осуществляют перевод исследуемой пробы в камеру 1. Переводимую пробу переводят под давлением, превышающим давление насыщения, путем контролирования по манометру 12 и открывают вентиль "Слив" гидропривода 4. Для правильного заполнения пробы необходимо так отрегулировать производительность вентиля "Слив", чтобы процесс заполнения камеры 1 осуществлялся постоянно под давлением выше давления насыщения.

После перевода пробы в камеру 1 перекрывают все вентили 13 и производят термостатирование в кожухе 2 до пластовой температуры. Проба готова к исследованию.

Пример определения давления насыщения.

Подачей масла в гидропривод 4 создают давление в камере 1, соответствующее пластовому. Снимают фиксатор 16 и перемешивают пробу до однофазного состояния путем раскачивания устройства в качалке 15. По манометру 12 контролируют состояние пластового давления, управляя вентилями гидропривода. Считывают показания манометра по указателю 9 целые величины, по указателю 10 доли десятые, сотые и тысячные.

Вентилем "слив" гидропривода 4 снижают давление в камере 1 на ступень в соответствии с технологией. Перемешивают пробу до однофазного состояния. Считывают показания манометра и указателей 9 и 10.

Таким порядком снижают давление в камере 1 по нескольким промежуточным ступеням и отмечают момент, когда объем пробы в камере увеличивается (расширяется) и шток 5 перемещается, а показания манометра 12 остаются постоянными, значит начинается выделение газа, проба переходит в двухфазное состояние. Это положение соответствует давлению насыщения.

Выпуск пробы для изучения плотности, вязкости, разгазирования.

Гидропривод настраивают на поддержание в камере 1 давления выше насыщения, осуществляя нужный перепад вентилями "Подача" и "Слив". Для этого в гидравлическую схему вводят предохранительный клапан или автоматический регулятор давления. После стабилизации работы гидропривода открывают вентиль "Выпуск пробы", контролируя по манометру 12 давление выпуска не ниже насыщения.

Работа с малыми давлениями в измерительной камере 1.

Когда давление в камере 1 не может управляться гидроприводом (трение и сопротивление гидросистемы превышают давление в камере 1), нужно перейти на ручное управление реечно-зубчатым приводом. Для этого на головку шестигранник шкалы 7 устанавливают специальный ключ (или обыкновенный гаечный ключ), чтобы обеспечить поворот шестерни 6 и через зубчато-реечную передачу перемещать шток 5 с поршнем 3 в нужных параметрических величинах.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к аппаратуре определения соотношений давления - объема - температуры. Для повышения точности измерения и расширения границ исследования устройство снабжено механическим реечно-зубчатым приводом назкого 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. Устройство снабжено также круговой шкалой точного измерения перемещения штока, закрепленной на выходном конце зубчатого колеса. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЛАСТОВЫХ ФЛЮИДОВ, включающее измерительную камеру высокого давления, установленную в термостатирующем кожухе, разделительный поршень, размещенный в измерительной камере, и гидроприбор, выполненный в виде установленного в корпусе поршня со штоком, жестко связанным с разделительным поршнем измерительной камеры, отличающееся тем, что 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. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено круговой шкалой точного измерения перемещения штока, закрепленной на выходном конце зубчатого колеса.