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

2. Установка по п. 1, о т л н - заполнен чающаяся тем, что поплавок лением.

азотом с заданным дав-.

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕБИТА СКВАЖИН, содержащая горизонтальный сепаратор с цилиндрическим поплавком, связанЬм с заслонкой на газовой линии, регулирующий клапан, установленный на нефтяной линии, и счетчик жидкости, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности измерения Дебита малодебитных скважин и повышения надежности работы установки, поплавок в нижнем фиксированном положении установлен по высоте, равной 1/6 диаметра сепаратора, при этом продольные оси сепаратора и поплавка параллельны. вйяапяр

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть применено в системах грУппового сбора нефти и газа,

Известны установки для измерения дебита скважины, состоящие из сепаратора с регулятором уровня, взаимосвязанным с пневматическим клапаном на нефтяной линии, счетчика жидкости и регулятора давления на газовой линии с 1 Зв указанной установке необходи.мость поддержания перепада избыточного давления газа между газовой полостью сепаратора и общим коллектором, используемого в качестве источника энергии для управления мембранным пневматическим клапаном, создает дополнительные требования к параметрам попутного газа. В частности, давление газа в сепараторе . должно быть постоянным при любых пульсациях попутного газа, поступающего из скважины, подключенной на измерение. Во время вытеснения жидкости из сепаратора по расчетному значению уровня в нем подходит момент закрытия пневматического клапана. Если этот момент совпадает с моментом впадина давления в дина.ми ке пульсирующего потока жидкости скв жины, может оказаться, что энергия (величина давления) для срабатывания (закрытия) пневматического клапана недостаточна, в результате чего вьща ливается расчетная гидравлическая подушка с дна сепаратора. В дальнейшем непосредственно через счетчик уже постоянно вытесняется газонефтяная смесь, т.е. работа установки из импульсного (дискретного) режима перекодит в постоянное вытеснение (аналоговое) , что приводит к большой ПО1- решности в измерениях.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения дебита скважин, содержащее сепаратор с поплавком, связанным с заслонкой по газовой линии, регулирующий клапан, установленный на нефтяной линии и счетчик жидкости Г2.

Недостатком известного устройства является то, что при измерении продукции малодебитных скважин с низкими газовыми факторами данная система из импульсного режима работы переходит в аналоговую, так как тарелка мембранного клапана останавливается в промежуточном положении (зависает). Накопление перепада избыточного давления настолько мало, что вытеснение жидкости идет в таком темпе, при котором показания занижается до 60%, т.е. его работа происходит в зоне нечувствительности счетчика.

Кроме того, установка оборудована газовой заслонкой пластинчатого типа, которая является одним из злемен:тов следящей системы, включающей в себя также поплавок, управляемый динамикой жидкости в сепараторе.

При поступлении в сепаратор газонефтяной смеси поплавок через рычажную систег у воздействует на заслонку на газовой линии (в данном случае прикрывает). Конструкиця установки и поплавковой системы такова, что жидкость начинает контактировать непосредственно с поплавком только тогда, когда уровень ее достигает половины геометрических размеров сепаратора. Если учесть, что сепаратор представляет собой горизонтально расположенную емкость диаметром 1200 мм и длиной 2500 мм, то зеркало жидкости, при котором поплавок начинает управлять работой газовой заслонки, наибольшее, т.е. получается, что соотношение приращения уровня к приращению производительности скважины наименьшее, а потому и приращение угла поворота заслонки на газовой линии наименьшее по сравнению с возможными уровнями жидкости, где поплавок не взаимодействует с последней. Мало приращение уровня приводит к медленному закрытию заслонки, т.е. к постепенному уменьшению проходного сеча ния газовой заслонки, -а соответствен но, к медленному росту перепада избы точного давления газа в полости сепа ратора, особенно на малодебитных скважинах, необходимого для срабатывания мембранного клапана, В известных установках при сравни тельно небольшом объеме поплав.ка, вес которого большой и поэтому конст руктивно часть веса компенсируется весом груза, устанавливаемого на . противоположном (наружном) конце рычага, что уменьшает момент поплавка в динамике, последне е в свою очередь приводит к неплотному закрытию заслонки на газовой линии. Кроме того,при существующей схеме размещения поплавка в сепараторе поплавок начинает реагировать на изменение уровня только тогда, когда большая часть поплавка уйдет в жидкость, из-за чего инерционность системы повышается. Цель изобретения - повышение точности измерения дебита малодебитных скважин-и повышение надежности работы установки. Поставленная цель достигается тем, что в установке для измерения дебита скважин, содержащей горизонтальный сепаратор с цилинлрическим поплавком, связанным с заслонкой на газовой линии, регулирующий клапан, установленный на нефтяной линии, и счетчик жидкости, поплавок в нижне фиксированном положении установлен на высоте, равной 1/6 диаметра сепаратора, при этом продольные оси сепаратора и поплавка параллельны. Кроме того, поплавок заполнен азо том с заданным давлением. На фиг. 1 изображен технологический узел измерительной установки; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Установка состоит из сепаратора поплавка 2, мембранного клапана 3, установленного на нефтяной линии 4, заслонки 5 на газовой линии 6 и счет чика 7 жидкости. Поплавок 2 расположен в сепараторе 1 таким образом, что продольная ось 8 поплавка 2 параллельна оси 9 сепаратора 1 При этом поплавок 2 установлен с возможностью начала .взаимодействия с жидкостью в сепараторе 1 на уровне, соответствующем 1/6 части диаметра сепаратора (фиг,2 564 Установка работает следующим образом. При закрытом положении мембранного клапана со штоком 3 в результате поступления продукции скважины в сепараторе 1 повышается уровень жидкости и при достижении предусмотренного расчетного его значения посредством газовой заслонки 5 перекрывается путь газу по газовой линии 6 непосредственно в коллектор. В сепараторе 1 повышается перепад избыточного давления относительно коллектора, При достижении величины перепада давления до порога срабатывания клапана 3 (0,008 - 0,12 МПа) последний открывает путь для прохождения жидкости через счетчик 7 по линии 4 в . коллектор. В icenapaTop Г продолжает поступать газонефтяная смесь и под избыточным давлением газА жидкость вытесняется, уровень ее снижается и при достижении значения перепада давления до величины 0,04 МПа клапан. 3 срабатывает, закрывает путь жидкости в коллектор через счетчик 7и поток жидкости прекращается. Поплавок 2 в вышеуказанных режимах функционирует следующим образом. При достижении уровня жидкости в сепараторе до величины 1/6 диаметра, т.е. 200 мм, поплавок входит в соприкосновение с жидкостью. Расчетные 200 мм оставлены как гидравлическая подушка, предотвращая попадание газа в жидкостную линию 4, конструктивно ось 8 поплавка 2 параллельна оси 9 сепаратора 1. Поэтому контакт жидкости и поплавка происходит по полной длине образующих с взаимосвязью по большой площади, а потому динамическая связь их надежна, вследствие чего увеличивается ход из-за уменьшения общей длины поплавковой системы и уменьшается инерционность системы. Теперь соотношение приращений производительности скважин и уровня представляет собой величину пропорциональную, т.е. используется для управления газовой заслонки и сбора сепарированной жидкости нижняя наиболее узкая часть емкости (сепаратора). Поэтому скорость закрытия заслонки увеличивается -при одной и той же производительности скважины в несколько раз и соответственно продолжительность времени, при котором скважина 51 работает с противодавлением, резко уменьшается и как результат точность измерений повьшается. Использование нижней части сепаратора, создает эффект использования сепаратора меньше го диаметра (объема), так как для работы поплавка используется малое зеркало жидкости. Однако общий объем сепаратора остается без изменения, изменяется только соотношение пропор ций объемов газа и жидкости. Освободившийся от жидкости объем используется для заполнения попутным газом, т.е. .увеличивается объем газовой шап ки. Так как жидкость практически не сжимаема, а сжимается газ то соответственно повьшаются объем и внутренняя энергия газа в газовой полости сепаратора, т.е. условия работы для пневматического клапана улучшаются. Это приводит к тому, что зависание мембранного клапана не происходит. В предлагаемой установке для осуществления начала взаимодействия поп лавка 2 с жидкостью в сепараторе 1 566 на уровне ниже,чем в известной, ры- , чаг поплавка выполняется ломаным (фиг. 2). Крепление поплавка к рычагу осуществляется посредством специального кронштейна с осью, позволяющей поворот рычага на 90® для проталкивания поплавка во внутреннюю полость емкости через горловину и для установки его в рабочее положение, т.е. с ОСЬЮ;параллельной оси емкости. Увеличение объема поплавка почти в 2 раза при его неизменном весе осуществляется путем уменьшения толщины стенок. Во избежание сдавливания его давлением внутри емкости последний заполняется базовым давлением, составляющим 2/3 величины рабочего давления. В качестве рабочего агента используется инертный газ, например азот. При таком исполнении необходимость в использовании контргруза отпадает и он снижается. Предлагаемая реконструкция поз- воляет повысить надежность установки и точность.измерений.