Устройство для исследования фазовых состояний газожидкостной смеси Советский патент 1983 года по МПК G01N7/00 

со со со Изобретение относится к нефтегаэодобыпаюгцей пpo ышпeннocти, а именно к устройствам для исспедования пластовых нефтей и газов. Известны усгановки дпя исспедбвания ппастовых нефтей типа УИГ1Н-2М, АСМ300, , УПН-Гнпротюменьнефггераз и УПН-Башнипинефть С -ЗОсновным уэпом этих установок дпя исследования фазовых состояний нефтегазовой смеси явпиается сосуд равновесия который представляет собой цитгандр переменного объема. Изменение объема ци пиндра производится при .помощи ппу жера с винтом, привод которого ocyuie ствпяется от электродвигателя или вручную. На установках можно определить давление насыщения, плотность нефти и газа,Газосодержание. Недостатками установок являются: громоздкость и большая металлоемкость, низкая точность измерения объема исследуемой жидкости, невозможнЬсть определения объемов, занимаемъ1х отдельно нефтью и газом в процессе разгазирования, необходимость транспортировки проб нефтей, так как установки стационарные; необходимость наличия электроэнергии для привода отдельных узлов; невозможность исследования процесса выделения газа из и наоборот задавливания . (растворений) газа в нефть с (шксапией в отдельности объемов, занимаемых нефт и газом в процессе этих операций, что необходимо знать, так к;ак эти процессы протекают во всех технологических установках и трубопроводах при добыче нефти Наиболее близким по технической сущности k предлагаемому является устройство дня исследования пластовых нефтей и газов непосредственно на промыслах t2 Устройство состоит из герметичного цилиндрического корпуса с терморубашкой, штока, жестко соединенного с порцнем, патрубком ввода и вывода. Основными недостатками устройства являются: возможность определения только ограничешюго количества параметров (давление насыщешш, газовый фактор); количество выделяющегося газа при одно кратном или ступенчатом разгазировании можно определить только путем вь1пуска газа из устройства в газомер. Обратный ввод в устройство выпускаемого газа практически невозможен без дополнителы ных установок, поэтому устройство не позволяет моделировать и изучать процессы фазовых переходов (выделение и растворение .газа) в технологических ап-г паратах и трубопроводах; значителькый i вес и габариты устройства. Цель изобретения - повышение то нооти исследований при определении фазового перехода в исследуемой смеси за счет поддерхсания объема выделившегося газа и осуществления одновременного кокшлексвого исследования смеси. Поставленная цепь достигается тем, что в устройстве для исспедования фазовых состояний газожидкостной смеси, включающем герметичный цилнндрнчеокий корпус с терморубашкой, размещеиплй внутри корпуса поршень со штоком, патрубки ввода и вывода, шток выполнен в виде двух коаксиально уставовленных с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно друг друга и корпуса полых стержней, ю наружном из котогялхзакре плен поршень, внутренний стержень снабжен контактами, один из которых установлен внутри стержня и зач крбплен в верхней его части; а другой установлен в нижней части. На фиг. 1 представлено устройство, общий вид; на фиг. 2 - узел 1 на фиг. 1. Устройство состоит из герметичного цилиндрического корпуса 1 с терморубашкой 2, который снабжен патрубком 3 для ввода и патрубком 4 для вывода исследуемой смеси. В корпусе 1 разметен подвижный поршень 5 со штоком, кото-.з рый выполнен в виде коаксиально установленных полъ1х стержней, наружного 6и внутреннего 7. Полые стержни 6 и 7имеют возможность возвратно-поступательного движения относительно друг друга и корпуса 1 при помощи рукояток 8и 9 и резьбовых соединений 10 и И. Поршень 5 прикреплен к наружному стерж ню 6. Через сквозное отверстие поршня 5 проходит внутренний стержень 7 штока. Нижний конец стержня 7 снабжен подвижным контактом 12 с поплавком 13 из легкого материала, уравновешенным пружиной 14. Подвижный контакт 12 фик- сирует границу раздела жидкость - газ. Внутри стержня 7 размещен второй контакт 15. Верхймй конец стержня 7 снабжен распределитепьнъ1м узлом 16, представляющим собой сальниковое устройство, через которое проходит изопирова ный провод от . верхнего контакта 15. Диаметр провода меньше внутреннего диаметра полого стержня 7. Образовавшийся зазор и патрубок 4 сдужат для выпуска газа. Наружные поверхности внутреннего я наружного стержней штока проградуировань что дает возможность в время оаредепить объемы, занимаемые нефтью н вылепившимся газом. Устройство снабжено манометром 17 термометром (не показан) н вторичным прибором 18 дпя контроля момента заксыкания контактов 12 и 15 на границе жидкость - газ. Устройство работает спеЯукгагам образом., Перед вводом исследуемой пробы нефти, поршень 5 находится в крайнем нижнем положении (мертвый объем сведен к минимуму). При этом поплавок подвижного контакта 12 находится в углублении выполненном в нижней части поршня 5, и подвижный контакт 12 будет замкнут с с верхним контактом 15. Врашениец рукояток 8 стержня 6 штока поршень 5 и поплавок 13 плавно поднимается вверх и 11ространство под ними заполняется нефтью. Во избежание разгазирования пробы при переводе ее из пробоотборника в устройство необходимо поднимать поршень 5 с такой скоростью, чтобь давление по манометру 17 было неШ1же давления в пробоотборнике. После заполнения корпуса исследуемой пробой нефти (отключив пробоотборник) по шкапе наружжлч) стержня 6 штока, фиксируют начальш 1й , занимаемый нефтью,и медпЬнно поднимают поршень 5 выше, снимая при этом зависимость Р-, (давление - объем). По показаниям стро ят график. Давление, соответствующее точке перегиба этой прямой на графике, соотйетствует давлению нась1щения. При этом образование газовой шапки можно . зафиксировать по вторичному прибору 18 в этот момент поплавок 13 своим весо сожмет пружину 14 и контакты 12 и 15 разомкнутся. Разошли фактор на данном приборе можно определить двумя способами. При определении объема выделившегося газа прсгю фиксирования общего обье ма, занимаемого нефтью и выделившимся газом, с помощью внутреннего стержня 7 штока (при помощи рукояток 9) пошгавок 13 плавно опускают вниз. На гранюце нефть - газ поплавок остановится и контакты 12 и 15 замкнутся. По длине хода стержня 7 штока определяют объем выделившегося газа, не ш пуская газ из прибора. При ощэеделении газового фактора с помощью газомера после фиксирования общего объема, занимаемого нефтью и выделившимся газом, постепенно опускают поршень 5 с поплавком вниз, газ через зазор в полости внутреннего стержня 7 выпускается через верхний патрубок 4 в газомер до появления в нем nepBcdt капли нефти, при этом контакты 12 и 15 замкнутся. Фиксируя каждый раз при повышении Ш1В вбнижешш давления в устройстве объемы, занимаемые отдельно нефтыо в газом, можно изучить процесс выделения газа из нефти и, наоборот, его растборение в нефти, что очень важно знать при проектировании и эксплуатации тех нологических установок и нёфтепрсжодов. Предлагаемое устройство позволит изу чить процесс фазовых переходов в нефтегазовых (газожидкостных) системах и опредепитЬ| какие объемы газов (и их состав) могут выделяться в трубопроводах и устаношсах при их аварийной остановке и понижении в них давления при , сборе, транспорте и подготовке {шфтей какие давления необходимо соэдать, чтобы выделившийся газ вновь раоТворищ:Я в нефти; определить давление (тсыщенЕП нефтей, количество растворе №Уго в нефти газа непосредственно в по левых условиях; определить время, иеоб: холимое для пуска нефтепровода в эксплуатацию. . Устройство имеет малъ1й вес, дабольшие габариты, не требует эдектроэнер1 ии и обеспечивает возможность проведеш я исследований в полевых условиях непосредственно на скважинах, техноло г ческих установках и на нефтепроводах. Использование предлагаемого устройства повышает точность исследования при опредёпешси фазовых переходов в газожидкостных смесях за счет сохранения посТояннсяо кс люнентного состава таза виут|ж устройства. : j Возможность проведения комплексных исследований , газожидкостнъ1Х смесей нв:посредственно на промысле повышает ка|Чество исследований, так как не сказыва- ется процесс старения пробы при ее тране1юртировке и хранении. Возможность изучения состава и ко.личества газа, который может выделиться в нефтепроводе или технологическом оборудовании при изменении температуры и давления, а также возможность изучения вопросов задавливання и растворе ния выделившегося газа вновь при дав$1033932«

пеянях, на которые рассчитаны магист-что расширяет воэможкости применения и

рапьнмб нефтепроводы, позволяют изучить транспортировки нефти в газонасы1цеиноМ| фазовые переходы, происходяише в них,состоянии.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ФАЗОВЫХ СОСТОЯНИЙ ГАЗОЖИДКОСТНОЙ CMEOi, включающее герметичный цилиндрический корпус с терморубашкой, размешенный внутри корпуса поршень со , патрубки ввода и вывода исследуемой смеси, о т п и ч а ю щ е е с я тем, что с цепью повышения точности исследований при определении фазового перехода в Исследуемой смеси за счет поддержания объема выделившегося газа и осуществпе ния одновременного комплексного исследования смеси, шток выполнен в-видё двух коаксиально установ,ленны X с возможностью возврат нопоступатёпьного перемещения относительно друг друга и корпуса потгых стержней, на наружном из которых закреплен пйршень, внутренний стержень снабжен контактами, один из которых установлен § внутри стержня и закреплен в верхней (Л его части, а другой установлен в нижней части.. cz

ге

Фuг,f