УСТАНОВКА ДЛЯ ВЫБОРОЧНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ НЕФТЯНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПРИ ГРУППОВОМ УЧЕТЕ Российский патент 1997 года по МПК F17D3/18 F17D3/03 G05G15/00 G01F15/08 E02B15/08 

Изобретение относится к средствам измерения производительности нефтяных источников, например при учете различного рода источников, таких как мобильные установки, монтируемые на плавучих островах, вышках, при учете прорывов трубопроводов и т.д.

Известна установка, содержащая многоходовой переключатель, сепаратор, счетчик жидкости [1] Недостатком ее является высокая энергоемкость.

Так же известна установка аналогичного назначения, содержащая многоходовой переключатель источников, сепаратор, счетчик, блок управления [2]
Недостатком этой установки так же является ее высокая энергоемкость, так как все переключения осуществляются за счет электромеханических узлов с питанием от силовой сети.

Наиболее близким к заявленному является техническое решение, содержащее многоходовой переключатель с входными патрубками для сообщения с каждым из нефтяных источников, выходной патрубок которого сообщен с гидроциклонной головкой замерного сепаратора, при этом сливной патрубок последнего посредством счетчика жидкости и проходного клапана регулятора расхода связан и гидролинией для сообщения с общим трубопроводом, пульт управления, посредством блока управления и индикации, сообщенный с входом управления электропривода, причем выход последнего сообщен с бесштоковой полостью силового цилиндра многоходового переключателя [3]
Недостатком данного технического решения является низкая пожаробезопасность, т. к. после срабатывания привода отработанный газ не эвакуируется из рабочего пространства установки и может скапливаться, и кроме того установка плохо работает при малодебетных источниках с низким фактором газа, поскольку перепады давления, создаваемые в замерном сепараторе, не позволяют гильзе-золотнику полностью открываться и фиксироваться в открытом положении, что приводит к зависанию золотника и нестационарности потока жидкости, т.е. к большим ошибкам измерения. Кроме того, после того как накопленный объем жидкости в сепараторе иссякает, пружине золотника не хватает энергии для закрытия клапана и турбинный счетчик перестает работать вообще. Так же перестает работать многоходовой переключатель.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности работы установки и повышение ее пожаробезопасности, особенно при использовании малодебитных источников с низким фактором газа при невысоком коллекторном давлении в общем трубопроводе.

Указанная цель достигается тем, что электропривод выполнен в виде двухпозиционного переключающего электропневмораспределителя и трех расположенных на одной оси и сообщенных между собой цилиндров разного диаметра, причем цилиндр меньшего диаметра расположен между цилиндром большего диаметра и в нем установлены два поршня, сообщенные посредством пружины сжатия и связанные с поршнями в цилиндрах большего диаметра, полость между поршнями в малом цилиндре заполнена рабочей жидкостью и сообщена с бесштоковой полостью солового цилиндра многоходового переключателя, при этом, рабочие полости цилиндров большего диаметра сообщены между собой и посредством двухпозиционного переключающего электропневмораспределителя сообщены с газовой линией замеренного сепаратора и с атмосферой через отводную трубу, кроме того клапан регулятора расхода выполнен в виде подпружиненной полой цилиндрической гильзы-золотника в корпусе проходного клапана, внутренний диаметр которого во входной части превышает диаметр соответствующий части гильзы, выполненного с проходными отверстиями в донной части поверхности гильзы-золотника и фиксирующими канавками в средней и концевой частях для взаимодействия с фиксаторами в открытом и закрытом положениях при этом, гильза-золотник проходного клапана регулятора расхода снабжен на многотарельчатым парусом, установленным вдоль ее оси и представляющим собой шток с коаксиально закрепленными на нем через определенные промежутки тарельчатыми дисками; а также тем, что на отводном конце трубы установлена поджигающая головка, а на газовой линии за заслонкой установлена диафрагма.

Поиск, проведенный по патентам и техническим источникам показал, что заявленная совокупность неизвестна, т.е. заявленное соответствует критерию "новизна".

Поскольку заявленная установка выполнена из известных элементов, то это техническое решение соответствует критерию "промышленная применимость".

А так как в результате использования этого технического решения получается новый эффект, то заявленное соответствует критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 представлен общий вид установки, на фиг. 2 регулятор расхода.

Установка включает многоходовой переключатель 1, силовой гидроцилиндр 2, пневмогидроусилитель 3 с тремя цилиндрами, электропневмораспределитель 4, рабочую поджигающею головку 5, пламягаситель 6, предохранительный клапан 7, замерный сепаратор 8, регулятор расхода 9, счетчик жидкости 10, который может быть, например, турбинным, заслонку 11, байпасную линию 12, манометр 13, трубу отводную 14, общий трубопровод 15, блок управления и индикации 16, задвижки 17-53. Регулятор 9 имеет проходной клапан в виде гильзы-золотника 54, пружины 55, канавок 56, штоков 57, и паруса 58.

Установка работает следующим образом.

Газожидкостная смесь через открытую задвижку, например, 52 поступает через многоходовой переключатель 1 и открытую задвижку 23 во входной патрубок замерного сепаратора 8, в котором происходит отделение газа от жидкости. Газ из сепаратора 8 по газовой линии через заслонку 11 отводится в выходной трубопровод через открытую задвижку 19 и смешивается с жидкостью, поступающую через счетчик 10, клапан регулятора расхода 9 и открытую задвижку 18. По диафрагме переносным дифманометром измеряется расход газа для определения газового фактора. Жидкость накапливается в замерном сепараторе 8 и при определенном уровне его поплавок через систему рычагов перекрывает заслонку 11 на газовой линии. Давление в сепараторе 8 начинает повышаться. Его величину измеряют электроконтактным манометром.

При достижении перепада давления между сепаратором 8 и выходным трубопроводом до величины, установленной регулировкой первой парой фиксаторов-штоков 57 регулятора расхода 9 его клапан открывается и жидкость под избыточным давлением продавливается в счетчик 10 и выходной трубопровод, увлекая за собой посредством тарельчатого паруса 58 гильзу 54, которая фиксируется второй парой штоков 57 в открытом положении, при этом пружина 55 запасает энергию, достаточную для закрытия клапана регулятора расхода 9 при снижении перепада давления. Таким образом, регулятор расхода 9 независимо от дебита подключенной скважины обеспечивает циклическое прохождение жидкости через счетчик 10 с расходами, указанными в техдокументации счетчиков.

При снижении уровня жидкости в сепараторе 8 до определенной величины поплавок через систему рычагов открывает заслонку 11 и давление в сепараторе 8 снижается. В результате клапан регулятора расхода 9 за счет энергии, запасенной пружиной 56, перекрывает нефтяную линию. Гильза 54 фиксируется на уровне первой пары штоков 57. Счетчик жидкости 10 измеряет объем порций и данные суммируются.

При малом газосодержании в продукции открытие и закрытие клапана 54 может происходить при постоянно закрытой заслонке на газовой линии. В этом случае первая пара штоков-фиксаторов 57 настраивается на малый перепад давления и сливаемые порции будут небольшими, а их величина определяется объемом газового пространства сепаратора 8.

При повышении или понижении давления на установке от допустимого электроконтактный манометр 13 с блоком управления 16 формирует аварийный сигнал. Для безопасной эксплуатации имеется предохранительный клапан 7.

Через заданные промежутки времени блок 16 передает сигнал на электропневмораспределитель 4, который подключает пневмогидроусилитель 3 к газовой линии замерного сепаратора 8, откуда давление поступает в полости больших цилиндров усилителя 3 и повышается в полости малого цилиндра между поршнями, заполненной рабочей жидкостью, которая по гидролиниям поступает в силовой гидроцилиндр 2 переключателя 1 и последний осуществляет переключение установки на следующую позицию.

Длительность электрического сигнала, подаваемого из блока 16 на распределитель 4, определяется скоростью срабатывания усилителя 3 и переключателя 1. Сразу же после прекращения этого сигнала блок 16 формирует и подает сигнал на блок питания, который подключает высоковольтное питание поджигающей головке 5 атимизатора, установленной на отводной трубе 14. При этом, в поджигающей головке 5 возникает факельный разряд.

После прекращения подачи электрического сигнала на распределитель 4, он отключает газовую линию от полости больших цилиндров усилителя 3 и сообщает из по пневмолинии связи с отводной трубой. Под действием пружины в силовом гидроцилиндре 2 и межпоршневой пружины в усилителе 3 отработанная порция газа выталкивается в отводную трубу 14 и сжигается посредством рабочей головки 5, за которой установлен пламягаситель 6. Сигнал на питание рабочей головки 5 полностью прекращается после сгорания отработанного объема газа. Байпасная линия 12 и система задвижек 20-53 необходимы для направления потока продукции на случай отключения измерительной установки при профилактических мероприятиях и ремонтах.

Применение указанной установки позволяет эффективно и с высокой точностью осуществлять при любых условиях расход жидкой фракции в смеси.

Источники информации
1. Патент США N 4449582, 1984 г.

2. Патент США N 4429581, 1984 г.

3. Установка автоматизированная групповая "Спутник АМ-40-400К" руководство по эксплуатации, ВПО, Союзнефтемашремонт, 1985 г.

Использование: средства учета нефти, преимущественно от нефтяных пятен или прорывов трубопроводов. Сущность изобретения: многоходовой переключатель связан с электроприводом и при поступлении газа в соответствующую полость упомянутого привода осуществляется переключением очередного источника. Счетчик жидкости вступает в работу только в случае срабатывания регулятора расхода. Проходной клапан последнего имеет гильзу-золотник с многотарельчатым парусом, что улучшает работу установки при малых давлениях. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Установка для выборочного измерения производительности нефтяных источников при групповом учете, содержащая многоходовой переключатель с входными патрубками для сообщения с каждым из нефтяных источников, выходной патрубок которого сообщен с гидроциклонной головки замерного сепаратора, при этом сливной патрубок последнего посредством счетчика жидкости и проходного клапана регулятора расхода связан с гидролинией для сообщения с общим трубопроводом, пульт управления, посредством блока управления и индикации сообщенный с входом управления электропривода, причем выход последнего сообщен с бесштоковой полостью силового цилиндра многоходового переключателя, отличающаяся тем, что электропривод выполнен в виде двухпозиционного переключающего электропневмораспределителя и трех расположенных на одной оси и сообщенных между собой цилиндров разного диаметра, причем цилиндр меньшего диаметра расположен между цилиндров больших диаметров и в нем установлены два поршня, сообщенные посредством пружины сжатия и связанные с поршнями в цилиндрах большего диаметра, полость между поршнями в малом цилиндре заполнена рабочей жидкостью и сообщена с бесштоковой полостью силового цилиндра многоходового переключателя, при этом рабочие полости цилиндров больших диаметров сообщены между собой и посредством двухпозиционного переключающего электропневмораспределителя сообщены с газовой линией замерного сепаратора и с атмосферой через отводную трубу, кроме того, проходной клапан регулятора расхода выполнен в виде подпружиненной полой цилиндрической гильзы-золотника в корпусе проходного клапана, внутренний диаметр корпуса которого во входной части превышает диаметр соответствующей части гильзы-золотника, выполненной с проходными отверстиями в донной части цилиндра поверхности гильзы-золотника и фиксирующими канавками в средней и концевой частях для взаимодействия с фиксаторами в закрытом или открытом положениях, при этом гильза-золотник проходного клапана регулятора расхода снабжена многотарельчатым парусом, установленным внутри гильзы вдоль ее оси и представляющим собой шток с коаксиально закрепленными на нем через определенные промежутки тарельчатыми дисками. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что на отводном конце отводной трубы установлена рабочая поджигающая головка факельного атомизатора, содержащая поджигающую головку, пламягаситель и высоковольтный блок питания, электрически связанный с блоком управления и индикации. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что на газовой линии за заслонкой установлена диафрагма.