УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕБИТА СКВАЖИН Российский патент 1999 года по МПК E21B47/10 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для определения содержания газа и нефти в продукции скважин, в том числе при высоком газовом факторе, а также в передвижных установках для измерения газового фактора.

Известна установка для измерения дебита скважины, включающая замерный сепаратор с регулятором уровня, счетчик жидкости, регулятор расхода жидкости, многоходовый переключатель скважины, соединенный через общий коллектор со сборным коллектором, запорную арматуру, обратные клапаны и блок малой автоматики (Нефтепромысловое оборудование. Справочник. /Под ред. Е.И. Бухаленко, 2-е изд. переб. и доп., -М.: Недра, 1990, с. 402-405).

Недостатком этой установки является невысокая точность измерения расхода нефти, обусловленная плохой сепарацией газа от нефти в замерном сепараторе, и, как следствие, попаданием в счетчик расходомера вместе с жидкостью пузырьков газа. Кроме того, на установке отсутствует счетчик газа.

Известна также установка для измерения дебита скважин, включающая замерный сепаратор с регулятором уровня, расходомеры жидкости и газа, регулятор расхода жидкости, многоходовый переключатель скважин, соединенный через общий трубопровод со сборным коллектором, запорную арматуру, обратные клапаны и блок управления (Блочное автоматизированное оборудование для обустройства нефтяных месторождений. Каталог. Гипровостокнефть. Куйбышев, 1992, с. 13-21). Установка принята в качестве прототипа.

Недостатком этой установки является невысокая точность измерения расхода газа и нефти в случае высокого газового фактора (400 - 2000 м³/т).

Целью изобретения является повышение точности измерения дебита скважин с высоким газовым фактором.

Поставленная цель достигается тем, что установка для измерения дебита скважин, включающая замерный сепаратор, соединенный через измерительный трубопровод и обратные клапаны с многоходовым переключателем скважин, расходомер жидкости, вход которого соединен с нижним сливом замерного сепаратора, а выход - через регулятор расхода жидкости со сборным коллектором, поплавковый регулятор уровня, связанный с заслонкой на газовой линии, на которой установлен расходомер газа, электрогидравлический привод и связанный с последним и расходомерами жидкости и газа, блок управления, дополнительно снабжена вторым сепаратором и вторым расходомером газа, причем вход второго сепаратора соединен с выходом многоходового переключателя скважин, нижний слив второго сепаратора соединен через обратный клапан с входом замерного сепаратора, а верхний слив второго сепаратора через второй расходомер газа и обратный клапан соединен со сборным коллектором. В качестве второго сепаратора применяется циклонный сепаратор, а в качестве расходомера газа - диафрагменный расходомер.

Сущность данного технического предложения заключается в том, что из нефти с большим газовым фактором (до 2000 м³/т и более) при помощи дополнительного циклонного сепаратора (например, вертикального сепаратора типа CЦ-400) выделяют часть газа, уменьшая тем самым газовый фактор нефти. Измеряют расход газа, выделенный дополнительным сепаратором, при помощи второго расходомера газа. Затем вторично сепарируют нефть при помощи замерного сепаратора, определяют расходы нефти и газа. Суммируют показания двух счетчиков расхода газа.

На чертеже приведена блок-схема установки.

Установка состоит из обратных клапанов 1, многоходового переключателя скважин 2, соединенного посредством измерительного трубопровода 3, заслонки 4 и обратного клапана 5 с входом вертикального циклонного сепаратора 6, верхний (газовый) слив которого трубопроводом 7 через расходомер газа 8 и обратный клапан 9 соединен со сборным коллектором 10. Нижний слив циклонного сепаратора 6 трубопроводом 11 через обратный клапан 12 соединен со входом замерного сепаратора 13, содержащего регулятор уровня 14, кинематически соединенного с заслонкой 15, установленной на газовой линии 16, соединенной через расходомер газа 17 и обратный клапан 18 со сборным коллектором 10. Нижний слив сепаратора 13 соединен через турбинный счетчик жидкости (расходомер жидкости) 19 и регулятор расхода 20 со сборным коллектором 10. Расходомеры газа 8 и 17, расходомер жидкости 19 электрически соединены с блоком управления 21, где размещены преобразователи электрических сигналов, интегральные счетчики газа и нефти (не показано).

Блок управления 21 соединен с электрическим приводом 22 переключателя скважины 2, который соединен через общий труборовод 23 со сборным коллектором 10.

Устройство работает следующим образом.

Продукция нефтяных скважин, подключенных к установке, поступает через обратные клапаны 1 к многоходовому переключателю 2. При этом продукция одной из скважин через измерительный трубопровод 3 и обратный клапан 5 поступает в вертикальный циклонный сепаратор 6, в котором происходит первичное отделение газа от жидкости (нефть и вода). Выделившийся в сепараторе 6 газ с верхнего слива по трубопроводу 7 через расходомер газа 8 и обратный клапан 9 направляется в сборный коллектор 10.

Частично дегазированная жидкость по трубопроводу 11 через обратный клапан 12 поступает на замерный сепаратор 13, где осуществляется дополнительное выделение газа из жидкости, который по выкидной линии 16 через расходомер газа 17 и обратный клапан 18 подается в сборный коллектор 10. Нижний слив сепаратора 13 через расходомер 19 и регулятор расхода жидкости 20 поступает также в сборный коллектор 10.

Регулятор расхода 20 и заслонка 15, соединенная тягами с осью поплавка регулятора уровня 14, обеспечивает циклическое прохождение жидкости через расходомер 19 с постоянными скоростями, что позволяет измерить дебит скважин в широком диапазоне. При этом точность измерения повышается за счет предварительного выделения газа на циклонном сепараторе 6.

Датчик диафрагменного расходомера газа 17 содержит дроссельную шайбу, установленную в трубопроводе 16, и два манометра, один из которых устанавливается на дроссельной шайбе, а второй - после (на чертеже не показаны). Перепад давления на шайбе, пропорциональный расходу газа, преобразуется в электрические сигналы в преобразователе, например "Сапфире ДДВИ", которые обрабатываются на интегральном счетчике газа, например "Газомер-ЗМ".

Применение в установке вместо турбинного счетчика газа диафрагменного расходомера 8 и 17 при высоком газовом факторе существенным образом повышает точность измерения.

В качестве вертикального циклонного сепаратора можно использовать, например, циклонный сепаратор типа СЦ-400, имеющий производительность по газу 99360 нм³/сут и унос свободного газа жидкостью не более 10% при газовом факторе 2000 м³/т.

Таким образом, снабжение установки для измерения дебита скважин вторым сепаратором и вторым расходомером газа позволяет существенным образом повысить точность измерения продукции скважин (газа и жидкости) при высоком газовом факторе (до 2000 м³/т).

В промысловых условиях ОАО "Томскнефть" ВНК была разработана и изготовлена передвижная установка для измерения расхода газа с высоким газовым фактором. Установка успешно прошла промышленные испытания на Лугинецком месторождении, где газовый фактор доходит до 3000 м³/т и более. Погрешность измерения расхода газа при газовом факторе 2000 м³/т не превышала ± 5%.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для определения содержания газа и нефти в продукции скважин, в том числе при высоком газовом факторе, а также в передвижных установках для измерения газового фактора. Задачей изобретения является повышение точности измерения дебита скважин с высоким газовым фактором. Для достижения поставленной задачи установка включает замерный сепаратор, расходомеры жидкости и газа, многоходовый переключатель скважин, соединенный через общий трубопровод со сборным коллектором, обратные клапаны и блок управления. Дополнительно установка снабжена вторым сепаратором и вторым расходомером газа. Вход второго сепаратора соединен с выходом многоходового переключателя скважин. Нижний слив второго сепаратора соединен через обратный клапан со входом замерного сепаратора. Верхний слив второго сепаратора через второй расходомер газа и обратный клапан соединен со сборным коллектором. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Установка для измерения дебита скважин, включающая замерный сепаратор, соединенный через измерительный трубопровод и обратные клапаны с многоходовым переключателем скважин, расходомер жидкости, вход которого соединен с нижним сливом замерного сепаратора, а выход - через регулятор расхода жидкости - со сборным коллектором, поплавковый регулятор уровня, связанный с заслонкой на газовой линии, на которой установлен расходомер газа, электрогидравлический привод и связанный с последним и расходомерами жидкости и газа блок управления, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена вторым сепаратором и вторым расходомером газа, причем вход второго сепаратора соединен с выходом многоходового переключателя скважин, нижний слив второго сепаратора соединен через обратный клапан с входом замерного сепаратора, а верхний слив второго сепаратора через второй расходомер газа и обратный клапан соединен со сборным коллектором. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве второго сепаратора применяется вертикальный циклонный сепаратор, а в качестве расходомера газа - диафрагменный расходомер.