Устройство для измерения дебита нефтяных скважин Советский патент 1984 года по МПК E21B47/10 

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а более конкретно к измерению дебита высокодебитных скважин. Известно устройство для измерения дебита при индивидуальном сборе нефти и газа, содержащее фонтанную, арматуру, штуцер, подающую линию, газосепаратор, мерник и контрольно-измерительные приборы 1. Недостатками известного устройства ив ляются высокая погрешность при измерении больших дебитов, а при особенно больших дебитах и вообще неосуш,ествимость такого измерения, в связи с тем, что объем мерника ограничен (недостаточен для измерения высокого дебита). Поэтому при дебите нефти порядка 500 т/сут и выше время наминутами, полнения мерника исчисляется т. е. нарушается основное условие объемного метода измерения дебита: дебит измеряется тем точнее, чем больше время замера (наполнения мерника). Недостатками данного устройства являются также его громоздкость (большая металлоемкость) и большая трудоемкость при его изготовлеНИИ и сооружении. Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения расхода жидкости, содержащее установленное в трубопроводе трубное сопротивление и коленообразную обводную трубку с выходным патрубком, подключенным к измерительному узлу 2. Недостатком известного устройства является невозможность точного измерения в широком диапазоне дебита высокодебитных скважин без нарушения их эксплуатационного режима. Цель изобретения - расширение диапазона и повышение точности измерения дебита высокодебитных скважин без нарушения их эксплуатационного режима. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения дебита нефтяных скважин, содержащем установленное в трубопроводе трубное сопротивление и коленообразную обводную трубку с выходным патрубком, подключенным к измерительному узлу, трубное сопротивление выполнено в виде двух сопряженных уплотненных дисков, каждый из которых имеет сквозные каналы одинакового диаметра, причем один из дисков установлен неподвижно, а другой - с возможностью углового поворота относиттельно первого, при этом один из каналов в неподвижном диске состоит из двух заглушенных с одной стороны и сообщающихся между собой посредством обводной трубки участков, один из которых сообщен с соответствующим каналом в подвижном диске, а другой - с трубопроводом. Устройство снабжено запорными вентилями, установленными в колене обводной трубки, сообщающемся с трубопроводом, и в выходном патрубке обводной трубки. Наличие в устройстве упомянутых дисков с каналами позволяет разделять поток продукции скважины перед его поступлением в трубопровод за трубным сопротивлением на множество одинаковых по расходу струй. Возможность углового поворота подвижного диска относительно неподвижного позволяет за счет регулирования взаимного положения каналов в этих дисках обеспечить равенство устьевого давления при измерении дебита нефти- устройством давлению во время работы скважины до начала измерения. Новое выполнение трубного сопротивления позволяет, в результате, производить замеры одним устройством без его переналадки, тарирования и градуирования на множестве скважин (в том числе и значительно отличающихся по своим характеристикам). Наличие двух упомянутых заглушенных участков в одном из каналов неподвижного диска позволяет отводить одну из струй в мерник и определять ее расход по времени наполнения мерника, а по найденному расходу определять, в результате, дебит высокодебитной скважины простым умножением этого расхода на число струй, Снабжение устройства упомянутыми запорными вентилями позволяет применять его в двух вариантах: как устройство с ответвленным возвращаемым потоком и с ответвленным невозвращаемым потоком. Все упомянутое позволяет, в совокупности, обеспечить расширение диапазона и повышение точности измерения дебита высокодебитнйх скважин без нарушения их эксплуатационного режима. На фиг. 1 схематически изображено устройство для измерения дебита нефтяных скважин, общий вид; на фиг. 2 - трубное сопротивление, продольный разрез; на фиг. 3 то же, разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4, 5 и 6 - схемы изменения проходных сечений трубного сопротивления при разных угловых поворотах подвижного диска. Устройство содержит фонтанную арматуру 1 ycfья скважины, трубное сопротивление 2, трубопровод 3, мерник 4 и контрольно-измерительные приборы 5. Трубное сопротивление 2 {фиг. 2-6) содержит два установленных между фланцами 6 и 7 для крепления корпуса штуцера уплотненных сопряженных диска: неподвижный 8 и подвижный 9. Неподвижный диск 8 установлен между фланцами 6 и 7 с использованием применяемых в фонтанных арматурах уплотнений 10. Подвижный диск 9 одной из торцовых и наружной диаметральной поверхностью установлен в неподвижном диске 8 с возможностью углового повоP относительно него. Для предотвращения осевых перемещений подвижного диска 9 относительно неподвижного 8 он застопорен кольцом 11 на болтах. В дисках 8 и 9 выполнены сквозные каналы одинакового диаметра соответственно 12 и 13. При этом один из каналов в неподвижном диске состоит из двух заглушенных с одной стороны участков 14 и 15. Эти участки сообщены между собой сквозными радиальными каналами 16 и 17 выполненными в теле неподвижного диска 8, и коленообразной обводной трубкой 18, соединенной с каналами 16 и 17. Обводная трубка 18 имеет выходной патрубок 19, подключенный к мернику 4. Заглушенный участок 14 сообш,ен с соответствующим каналом в подвижном диске, а участок 15 - с трубопроводом 3. Колено обводной трубки 18, сообщающееся с трубопроводом 3, и выходной патрубок 19 обводной трубки снабжены запорными вентилями 20 и 21. Для осуществления углового поворота подвижного диска 9 относительно неподвижного диска 8 в последнем выполнена прорезь 22 сегментного профиля. На неподвижном диске 8 установлена панель 23 с угловой прорезью 24. В угловую прорезь 24 заведен резьбовой палец 25, фиксируемый в нужном угловом положении гайками 26. Подвижный диск снабжен рукояткой 27, установленной в прорези 22. В верхней части рукоятки 27 предусмотрена обойма 28, ось которой совмещена с осью резьбового пальца 25, а внутренний диаметр обоймы и наружный диаметр пальца выполнены одинакового размера с ходозой посадкой. Устройство работает следующим образом. При открытии запорных вентилей фонтанной арматуры 1 устья скважины ее продукция поступает к трубному сопротивленнию 2 и перед поступлением в трубопровод 3 разделяется совмещенными сквозными каналами одинакового диаметра 12 и 13, выполненными в сопряженных дисках 8 и 9 трубного сопротивления, на соответствующее число одинаковых по расходу струй. Посредством углового поворота подвижного диска 9 (фиг. 4-6) относительно неподвижного диска 8 с помощью рукоятки 27 регулируют взаимное положение каналов 12 и 13, которые в результате таких поворотов в необходимой мере перекрываются. Регулировку эту производят таким образом, чтобы обеспечить равенство устьевого давления при измерении дебита нефти устройством давлению во время работы скважины до начала измерения, так как дебит скважины определяется устьевым давлением (а устьевое давление, в свою очередь, зависит от дебита скважины). Эта связь сохраняется значительное время, во много раз превышающее время проведения измерения (так, если время проведения измерения 1 - 1,5 ч, то упомянутая связь между дебитом и устьевым давлением сохраняется в течение многих суток). За изменениями устьевого давления следят по показаниям манометра, предусмотренного в фонтанной арматуре. После того, как отрегулировано взаимкое положение (перекрытие) каналов 12 и 13, отвинчивают гайки 26, освобождают резьбовой палец 25 и устанавливают его напротив обоймы 28 рукоятки 27. Затем заводят освобожденный палец в обойму и завинчивают гайки 26, в результате чего подвижный диск 9 фиксируется в необходимом угловом положении относительно неподвижного диска 8. Далее одна из струй при закрытом вентиле 20 и открытом вентиле 21 по радиальному каналу 16, обводной трубке 18 к выходному патрубку 19 отводится в мерник 4. После проведения замеров в мернике вентиль 21 закрывается, а вентиль 20 открывается, в результате чего отведенная для измерения струи уже попадает в трубопровод 3. Дебит нефти скважины определяется измерением расхода одной струи по наполнению последней мерника 4 в течение определенного времени и дальнейшим умножением этого расхода на число струй. Таким образом, использование изобретения позволяет расширить диапазон измерения за счет портативности и автономности устройства, устранения необходимости переналадки устройства при переходе от оДной скважины к другой, повысить точность измерения дебита нефти высокодебитных скважин за счет увеличения времени измерения (наполнения мерника) при одновременном значительном уменьшении габаритов (металлоемкости) устройства, а также проводить измерения дебита без нарушения эксплуатационного режима скважин за счет возможности регулирования значении устьевого давления.

25

Ь

Г / / 21

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗ/УВЕРЕНИЯ ДЕБИТА НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН, содержащее установленное в трубопроводе трубное сонротивление и коленообразную обводную трубку с выходным патрубком, подключенным к измерительному уз;% Ш ;,Ш5 %;®йг $§ йШйШ%Ш;Ш лу, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона и повышения точности измерения дебита высокодебитных скважин без нарушения их эксплуатационного режима, трубное сопротивление выполнено в виде двух сопряженных уплотненных дисков, каждый из которых имеет сквозные каналы одинакового диаметра, причем один из дисков установлен неподвижно, а другой с возможностью углового поворота относительно первого, при этом один из каналов в неподвижном диске состоит из двух заглушенных с одной стороны и сообшающихся между собой посредством обводной труб ки участков, один из которых сообщен с соответствующим каналом в подвижном диске, а другой - с трубопроводом. 2. Устройство по п. 1, отличающееся § тем, что оно снабжено запорными венти,1ями, уустановленными в колене обводной //1 трубки, сообщающемся с трубопроводом, и в выходном патрубке обво.аной трубки. , оо С5 N оо PU.1