ПРОБООТБОРНИК ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОЛЩИНЫ СЛОЯ НЕФТИ НАД ВОДОЙ Российский патент 2012 года по МПК G01N1/10 

Устройство относится к устройствам для отбора проб жидкости из нефти и воды с технологической емкости или природного водоема, загрязненного нефтепродуктами. Устройство применяется для оценки содержания нефти и воды в продукции высокообводненных скважин, а также для определения масштаба аварийного разлива нефтепродукта над водой.

Известен пробоотборник прямоточного принципа действия, имеющий пробозаборный цилиндр, нижний впускной и верхний выпускной клапаны (а.с. СССР №1693433, кл. G01N 1/10. 1991 г.). Изделие служит для отбора пробы воды с необходимой глубины водоема или емкости, но его конструкция не позволяет отсекать цилиндрический столб жидкости с поверхности водоема для установления толщины загрязненного нефтепродуктами слоя воды.

Известен трубчатый мерный щуп, состоящий из пробозаборной сквозной трубы и направляющей рейки с сырой пластичной глиной на конце, выполняющий роль отсекателя жидкости в трубе (Василевский В.Н., Петров А.И. Оператор по исследованию скважин. - М.: Недра, 1983. - С.104). Устройство требует фиксации направляющей рейки на поверхности водоема, а это усложняет отбор экологических проб, особенно в болотистой местности.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство для определения толщины слоя нефти над водой по патенту РФ №2267765, опубл. 10.01.2006. Устройство состоит из цилиндрического тонкостенного корпуса с конусным клапаном в нижней части и механизмом спуска тяжелого шара в верхней части. Наличие шаровых соединений и поплавков усложняет изготовление и эксплуатацию изделия, растет продолжительность отмыва устройства от нефти и подготовки его к следующему замеру. Вторым недостатком является то, что часть нефти при прохождении в устройство снизу вверх остается на внутренней поверхности устройства до седловины клапана.

Целью изобретения является создание изделия аналогичного назначения с более простой конструкцией при одновременном повышении представительности отобранных проб нефти и воды. Выбранная цель достигается тем, что в пробоотборнике, содержащем тонкостенный вертикальный корпус с ручкой в верхней части и конусную седловину клапана в нижней части, шар для перекрытия седловины подвешивается к ручке в двух положениях с помощью лески так, чтобы по необходимости клапанную седловину можно было закрывать или открывать, перед спуском пробоотборника в исследуемую жидкость конусную седловину закрывают шаром, а корпус заполняют водой с плотностью, превышающей плотность исследуемой воды под слоем нефти.

Конструкция пробоотборника и его предварительное заполнение тяжелой водой направлены на обеспечение отбора пробы нефти над водой такой же толщины, какой она является в действительности. Устройство пробоотборника видно по фиг.1, где 1 - корпус, как правило, цилиндрической формы, 2 - ручка П-образной формы, 3 - конусная седловина клапана, 4 - шар клапана, 5 - леска, соединяющая шар с ручкой, 6 - нижняя точка крепления лески к ручке, 7 - верхняя точка крепления лески, 8 - вода с повышенной плотностью, 9 - острая кромка корпуса.

Пробоотборник используется следующим образом.

1. Конусную седловину 3 закрывают шаром 4, а леску 5 в свободном состоянии закрепляют к нижней точке крепления 6.

2. Корпус 1 заполняют водой с плотностью, превышающей плотность исследуемой воды.

3. Пробоотборник за ручку 2 вертикально опускают в слой нефти, корпус пропускают через нефть и фиксируют в водной части емкости на 10-15 см ниже предполагаемой границы слоя воды.

4. С помощью лески 5 шар 4 отрывают от седловины 3 и фиксируют на высоте нескольких сантиметров от седловины. Для этого необходимо конец лески 5 закрепить на верхней точке крепления 7. Благодаря этому тяжелая вода 8 под действием силы тяжести начнет движение вниз и вытеснит за пределы пробоотборника ту нефть, которая в небольшом количестве осталось на входе в нижней части конусной седловины 3 при прохождении пробоотборником слоя нефти.

5. Для восстановления толщины слоя нефти над водой корпус пробоотборника на несколько минут выдерживают в чистом водном слое емкости и после этого движением ручки 2 начинают медленно и вертикально поднимать из емкости. Присутствие двух факторов: открытое состояние конусной седловины 3 и наличие острой режущей кромки 9 верха корпуса 1 обеспечивает при плавном вертикальном подъеме пробоотборника забор в пробоотборник слоя нефти без нарушения его первоначальной толщины.

6. После выхода кромки 9 над поверхностью нефти на несколько сантиметров шар 4 опускают на седловину 3, консервируя тем самым содержимое пробоотборника: интересующий исследователя слой нефти и нижележащий слой воды.

7. Пробоотборник извлекают из водоема, снаружи насухо протирают ветошью от нефти и просвечивают направленным потоком света. Прозрачная и светопроницаемая вода будет хорошо визуально отделена от темной и светонепроницаемой нефти. С помощью мерной линейки определяется толщина слоя нефти над водой.

Полученная информация используется для оценки объема нефти над водой. В частности, при оценке состава добываемой скважинной продукции с помощью пробоотборника оценивают долю нефти и воды. Такая первичная информация всегда важна и для повседневного текущего учета работы скважины и нефтяного пласта, а также позволяет правильно оценить эффективность различных геолого-технических мероприятий.

Технико-экономическая эффективность от применения пробоотборника складывается от возможности своевременного принятия решений по двум направлениям.

1. По оценке рентабельности эксплуатации высокообводненных скважин.

2. По оценке объема аварийно излившейся нефти на поверхности природного водоема: реки, озера.

Изобретение относится к устройству для измерения толщины слоя нефти над водой и может быть использовано для оценки количества нефти в скважинной продукции с большой долей воды, а также для определения объема нефти на поверхности природного водоема при аварийных разливах нефти из трубопровода или резервуара. Пробоотборник содержит тонкостенный вертикальный корпус с ручкой в верхней части и конусную седловину клапана в нижней части, а также шар для перекрытия седловины. Шар подвешен на леске к ручке с обеспечением двух положений шара относительно седловины. Причем в нижней точке крепления лески к ручке шар свободно лежит на седловине и перекрывает ее, а в верхней точке крепления шар приподнят над седловиной. Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении представительности отобранной пробы по толщине слоя нефти над водой. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Пробоотборник для определения толщины слоя нефти над водой, содержащий тонкостенный вертикальный корпус с ручкой в верхней части и конусную седловину клапана в нижней части, шар для перекрытия седловины, отличающийся тем, что шар подвешен на леске к ручке с обеспечением двух положений шара относительно седловины, причем в нижней точке крепления лески к ручке шар свободно лежит на седловине и перекрывает ее, а в верхней точке крепления шар приподнят над седловиной.

2. Пробоотборник по п.1, отличающийся тем, что перед спуском пробоотборника в исследуемую жидкость конусную седловину закрывают шаром, корпус заполняют водой с плотностью, превышающей плотность исследуемой воды под слоем нефти.