УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЛАСТОВЫХ ФЛЮИДОВ Российский патент 1997 года по МПК E21B47/00 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для изучения физических свойств пластовых флюидов в соотношении давления объема температуры (PVT).

Известна установка для исследования пластовых флюидов, включающая измерительную камеру высокого давления с термостатом и поршневой блок, соединяющий поршень измерительной камеры с поршнем гидроцилиндра, см. а.с. 266676, кл. Е 21 В 47/00, 1970 г. Данная установка PVT взята нами в качестве прототипа.

Недостатком известной установки является не достоверная точность определения изменяемого объема пластового флюида в измерительной камере при заданных термобарических условиях исследования. При измерении объема пластового флюида присутствуют два уровня погрешностей: от дополнительной гидросистемы измерительного пресса с его приводом и от сжатия рабочей жидкости под поршневым блоком в гидроцилиндре.

Целью изобретения является повышение точности измеряемых объемов пластовых флюидов в соотношении PVT в пределах давления до 100 МПа и любых пластовых температурах путем непосредственного и прямого отсчета показаний измерителя.

Поставленная цель достигается тем, что измерительная камера агрегатируется гидроприводом в единую компактную конструкцию, в которой шток гидропривода без зазоров соединен с разделительным поршнем измерительной камеры, имеет шкалу отсчета линейного хода с ценой деления 1 мм и снабжен ручным реечно-зубчатым приводом для возврата штока в исходное положение или для создания низкого давления в измерительной камере, сравнимого с трением поршневых уплотнений. При этом точных измерений до 0,01 мм перемещений разделительного поршня измерительной камеры шток гидропривода снабжен контактным измерителем, работающим по принципу безлюфтовой обкатки калиброванным роликом линейной поверхности штока, а величина обката считывается на круговой шкале, размещенной на конце калиброванного ролика, посредством кругового нониуса на неподвижном корпусеконтактного измерителя.

Существенным отличием заявленного решения является то, что в гидропривод устройства PVT встраивается реечно-зубчатый механический привод для создания низких давлений в измерительной камере, а также контактный измеритель для точного отсчета перемещения штока гидропривода, состоящего из неподвижного корпуса с круговым нониусом, внутри которого размещается вращающийся калиброванный ролик, выполненный с возможностью безлюфтовой обкатки поверхности штока гидропривода, и круговой шкалы на конце калиброванного ролика, выполненной с возможностью взаимодействия с круговым нониусом на корпусе измерителя для точного отсчета при измерении хода штока, при этом шкала грубого отсчета при измерении хода штока выполнена на самом штоке гидропривода.

Выше приведенные существенные отличия неизвестны нам из патентной и научно-технической информации и в совокупности с известным позволяет достичь цели изобретения. На основании изложенного считаем, что заявленное изобретение соответствует критерию изобретательский уровень.

На фиг.1 изображено в рабочем состоянии устройство в сборе со вспомогательным приспособлением качалкой для перемешивания исследуемой пробы пластового флюида.

На фиг. 2 показана схема взаиморасположения линейной и круговой шкалы устройства для снятия отсчетов при измерении хода штока гидропривода.

На фиг.3 показан реечно-зубчатый привод штока и расположение контактного измерителя, встроенного в корпус гидропривода.

Устройство PVT состоит из измерительной камеры 1 с разделительным поршнем 3, термостатирующего кожуха 2 и гидропривода 4, включающим шток 5 с рейкой и зубчатой колесо 6, а также контактный измеритель с калиброванным роликом 7 в корпусе 8. На штоке 5 выполнена линейная шкала грубого (в мм) измерения хода штока. На оси калиброванного ролика 7 закреплена круговая шкала 9, а на неподвижном корпусе 8 расположен круговой нониус 10 для точного отсчета поворота шкалы 9.

Измерительная камера 1 имеет распределительный узел 12 с манометром 13, игольчатыми вентилями 14, а также шарик 15, предназначенный для перемешиванияпробы пластового флюида в камере 1.

Устройство PVT закрепляется на шарнире качалки 16, позволяюще осуществить перемешивание пробы посредством раскачивания устройство вокруг оси шарнира. Качалка 16 снабжена фиксатором 17, позволяющим установить устройство PV в положение, необходимое при работе.

Устройство фиксируют в качалке 16, как показано на фиг.1. Подачей масла в гидропривод 4 переводят поршень 3 в крайнее верхнее положение. Производят вакуумирование "мертвого объема" распредузла 12.

По установленной технологии осуществляют перевод исследуемой пробы в камеру 1. Чтобы заполнение камеры 1 происходило под давлением выше насыщения, регулируют производительность вентиля 14 "слив" на гидроприводе 4 в процессе вытеснения масла из цилиндра в гидросистему.

После заполнения камеры 1 пластовым флюидом закрывают все вентили 14 и производят термостатирование пробы в кожухе 2 до пластовой температуры. Проба готова к исследованию.

Пример определения давления насыщения.

Подачей масла в гидропривод 4 создают давление в камере 1, равное пластовому. Раскрепляют фиксатор 17 и перемешивают пробу до однофазного состояния путем раскачивания устройства в качалке 16. Считывают показания давления по манометру 13. Считывают начальное положение поршня 3 по шкалам: указатель 11 показывает отсчет в мм, указатель 10 показывает доли мм, десятые, сотые и тысячные.

Вентилем 14 "слив" на гидроприводе снижают давление в камере 1 на одну ступень, установленную технологией исследования. Перемешивают пробу до однофазного состояния. Считывают показания манометра 13 и шкалы 9.

Выше указанным порядком снижают давление в камере 1 несколькими ступенями, отмечая момент, когда поршень 3 камеры перемещается, а показания манометра остаются постоянными. Это признак перехода пробы в двухфазное состояние, что соответствует давлению насыщения.

Использование: изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для изучения физических свойств пластовых флюидов и определения соотношения давления - объема - температуры (PVT). Сущность изобретения: устройство состоит из измерительной камеры с разделительным поршнем, термостатирующего кожуха и гидропривода. Последний включает шток с рейкой и зубчатым колесом, а также контактный измеритель с калиброванным роликом и корпусом. На штоке нанесена линейная шкала грубого (в мм) измерения хода. На оси калиброванного ролика закреплена круговая шкала. На неподвижном корпусе расположен нониус для точного отсчета поворота шкалы. Измерительная камера имеет распределительный узел с манометром, игольчатыми вентилями и шарик, предназначенный для перемещения пробы пластового флюида в камере. Устройство закрепляется на шарнире качалки, позволяющей осуществить перемешивание пробы посредством раскачивания устройства вокруг оси шарнира. Качалка снабжена фиксатором, позволяющим установить устройство в положение, требуемое для работы. Поршень перемещают в крайнее верхнее положение. Производят вакуумирование "мертвого объема", распределительного узла. Переводят пробу в камеру и производят термостатирование. Доводят пробу до пластового состояния и считывают показания шкал. Возвращают пробу в 2-х фазное состояние после однофазного состояния снижением давления. Использование изобретения повышает точность измерения соотношения PVT в пределах давления от 0 до 100 МПа и любых пластовых температурах. 3 ил.

1 Устройство для исследования пластовых флюидов, содержащее измерительную камеру с разделительным поршнем, термостатирующим кожухом и гидравлическим приводом высокого давления, отличающееся тем, что оно снабжено механическим реечно-зубчатым приводом перемещения штока, шкалой грубого измерения хода штока и контактным измерителем хода штока, встроенным в гидравлический привод высокого давления и выполненным в виде неподвижного корпуса с круговым нониусом, внутри которого размещен калиброванный ролик, установленный с возможностью вращения и безлюфтовой обкатки поверхности штока гидравлического привода высокого давления, и круговой шкалы, закрепленной на оси калиброванного ролика с возможностью взаимодействия с круговым нониусом на корпусе измерителя для точного отсчета при измерении хода штока, при этом шкала грубого измерения хода штока и зубчатая рейка механического реечно-зубчатого привода штока выполнены на самом штоке гидравлического привода высокого давления.