Устройство для измерения дебита нефтяных скважин Советский патент 1989 года по МПК E21B47/10 

1

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно измерению дебита скважин.

Цель изобретения - повыщение точности и диапазона измерений дебита нефтяных скважин.

На фиг. 1 схематично изображено устройство для измерения дебита нефтяных скважин, общий вид; на фиг. 2 - трубное сопротивление в трубопроводе с обводной трубкой и узлом возвратно-поступательного перемещения подвижного диска относительно неподвижного; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - узел I на фиг. 2; на фиг. 5 - схема перекрытия сквозных каналов при угловом перемещении подвижного диска относительно неподвижного; на фиг. 6 - схема перекрытия сквозных каналов при возвратно-поступательном переме- Н1ении подвижного диска относительно неподвижного; на фиг. 7 и 8 - схема к подсчету выполнения возможного количества сквозных каналов при угловом перемещении подвижного диска относительно неподвижного (при диаметре подвижного диска d 64 и .2 мм соответственно); на фиг. 9 и 10 - схема к подсчету выполнения возможного количества сквозных каналов при возвратно- иоступа цельном перемещении подвижного диска относительно неподвижного (при диаметре подвижного диска rf 64 и 72 мм соот- ветствен 1о).

Устройство содержит (фиг. .1) фонтанную арматуру 1 устья скважины, трубное сопротивление 2, трубопровод 3, измерительный узел, включающий мерник 4 и контрольно-измерительные приборы 5.

Трубное сопротивление установлено перпендикулярно оси трубопровода 3, в вертикальном участке 6 колена 7, выполненного в этом трубопроводе. Трубное сопротивление (фиг. 2}содержит два установленных между

фланцами 8 и 9 уплотненных сопряженных диска: неподвижный 10 и подвижный 11.

Неподвижный диск 10 установлен между фланцами 8 и 9 с использованием приме- г няемых в фонтанных арматурах уплотнений 12. Подвижный диск 11 одной из торцовых и наружной диаметральной поверхностями установлен в неподвижном диске 10 с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно него. На поверхности 10 дисков 10 и 11 выполнены прямолинейными параллельными рядами, идентично расположенными, выходные отверстия одинакового диаметра каналов 13 и 14.

Обводная трубка 15 с выходным патруб- ком 16 выполнена в виде единой вертикальной трубки, которая верхним концом соединена с одним из сквозных каналов 13 трубного сопротивления 2, выполненным в неподвижном диске 10, и герметично пропущена через обойму 17, установленную в месте 0 перехода вертикального участка 6 в горизонтальный участок 18 колена 7 с возможностью углового поворота относительно обводной трубки 15. В месте сопряжения обоймы 17 с обводной .трубкой выполнены совмещен- ные сквозные отверстия 19 и 20 соответственно, сообщенные с полостью колена 7 трубопровода 3. Выходной патрубок 16 подключен к мернику 4 (фиг. 1).

Устройство снабжено запорным вентилем 21, установленным между обводной трубкой д 15 на ее выходе из колена 7 трубопровода и мерником 4.

Для осуществления возвратно-поступательного перемещения подвижного диска 11 относительно неподвижного диска 10 предус- мотрен узел 22 возвратно-поступател ьного 5 перемещения.

Узел 22 (фиг. 2-4) содержит корпус 23, нижний резьовой конец которого герметично закреплен в неподвижном диске 10, а в верхний конец ввинчен ниппель 24. В ниппеле с

ходовой посадкой установлена упорная резьбовая гайка 25. Нижний конец резьбовой гайки выпол11ен в виде упорного цилиндрического бурта, а верхний в виде четырехгранника для установки в него штурвала 26. Упорная резьбовая гайка 25 установлена в ниппель 24 с возможностью вращения вокруг своей оси и крепится в ниппеле с помощью наконечника 27. В резьбовую гайку 25 резьбовой частью ввинчен шток 28, который с ходовой посадкой пропущен через ниппель 24 и со скользящей посадкой через корпус 23. В нижней части корпуса 23 шток 28 герметизируется кольцевым уплотнением 29.

В средней части корпуса 23 имеется сквозная прорезь 30. С одной стороны прорези установлена планка 31 со шкалой. Через прорезь 30 к штоку 28 крепится указатель 32. Указатель на шкале планки 31 показывает величину возвратно-поступательного перемещения подвижного диска 11 относительно неподвижного 10.

В подвижном диске 11, в его верхней части, имеется Т-образный паз 33, в котором с ходовой посадкой установлен нижний конец 34 штока 28, имеющий Т-образную четырехгранную форму, вследствие чего при установке нижнего конца 34 штока 28 в Т-образный паз 33 подвижного диска II шток не сможет вращаться вокруг своей оси.

Для углового поворота обоймы 17 относительно обводной трубки 15 в корпусе 35 обоймы 17 выполнена прорезь 36 сегментного профиля, в которую заведена рукоятка 37, соединенная с обоймой 17.

Возможно выполнение узла возвратно- поступательного перемещения подвижного диска относительно неподвижного в виде реечного, червячного или любого другого механизма.

Устройство работает следующим образом.

При открытии запорных вентилей фонтанной арматуры 1 устья скважины, ее продукция поступает по трубопроводу 3 в колено 7. В вертикальном участке 6 этого колена поток продукции скважины .гомогенизируется и поступает к трубному сопротивлению 2, в котором равномерно разделяется совмещенными- каналами 13 и 14, выполненными прямолинейными параллельными рядами в сопряженных дисках 10 и 11, на соответствующее число одинаковых по расходу струи.

Посредством возвратно-поступательного перемещения подвижного диска 11 относительно неподвижного диска 10 с помощью узла возвратно-поступательного перемещения 22 регулируют взаимное положение ка- налов 13 и 14, которые в необходимой мере перекрываются. Регулировку эту производят вращением щтурвала 26 и, вместе с ним, упорной резьбовой гайки 25 на резьбовой части штока 28 по часовой стрелке.

0

При вращении штурвала 26 и резьбовой гайки 25 по часовой стрелке шток 28 и закрепленный к его нижнему концу 34 подвижный диск 11 перемещают вверх. При

этом указатель 32, закрепленный на штоке 28, по шкале планки 31 показывает величину перемещения (величину взаимного перекрытия каналов 13 и 14) подвижного диска 11 относительно неподвижного диска 10.

Q При вращении штурвала 26 и резьбовой гайки 25 против часовой стрелки шток 28 и закрепленный к его нижнему концу 34 подвижный диск 1 1 перемещается вниз в направлении своего первоначального положения относительно неподвижного диска 10.

5 При этом указатель 32 по щкале на планке 31 показывает величину перемещения (величину взаимного открытия каналов 13 и 14) подвижного диска 11 относительно неподвижного диска 10.

Регулировку эту производят таким образом, чтобы обеспечить равенство устьевого давления при измерении дебита давлению на устье до начала измерения. За изменениями устьевого давления следят по показаниям манометра, устанавливаемого на фонтанной

5 арматуре.

После регулировки взаимного положения каналов 13 и 14 подвижный диск 11 фиксируется прекращением вращения штурвала 26.

0 Одна из струй при открытом вентиле 21 и перекрытых совмещенных сквозных отверстиях 19 и 20, выполненных в обводной трубке 15 и обойме 17 (фиг. 2), прямоточно отводится по обводной трубке и выходному патрубку 16 в мерник 4.

5 После проведения замеров вентиль 21 закрывается, а отверстия 19 и 20 совмещаются с помощью рукоятки 37 (фиг. 2), в результате чего ранее отводившаяся для измерения струя подается в трубопровод.

Дебит продукции скважины определяется путем измерения расхода одной струи по наполнению мерника 4 в течение определенного времени и умножением этого расхода на число струй.

При возвратно-поступательном переме5 щении подвижного диска 11 относительно неподвижного диска 10 (фиг. 6) все сквозные каналы 13 и 14 перекрываются в одинаковой мере, в то время как при угловом перемещении (фиг. 5) подвижного диска относительно неподвижного сквозные кана0 лы, расположенные на разных окружных осях, перекрываются в разной мере.

В то же время (фиг. 7 и 9) при одном и том же диаметре подвижного диска мм в трубном сопротивлении по известному устройству можно выполнить 16 сквозных ка5 налов 03 мм, в то время, как в трубном сопротивлении по предлагаемому устройству можно выполнить 39 сквозных каналов 03 мм, т. е. в 2,3 раза больще.

0

При диаметре подвижного диска d 72 мм в трубном сопротивлении можно выполнить соответственно 18 и 50 сквозных каналов 03 мм, т. е. в 2,8 раза больше (фиг. 8 и 10).

В результате использование изобретения можно получить по сравнению с известным устройством следующие технико-экономические преимущества: расширение диапазона измерений, повышение их точности, а также уменьшение габаритов оборудования для измерения дебита.

Формула изобретения

Устройство для измерения дебита нефтя- ных скважин, содержащее установленное перпендикулярно оси трубопровода в вертикальном участке его колена трубное сопротивление, выполненное в виде двух сопряженных уплотненных дисков, в каждом из которых выполнены сквозные каналы с выходными отверстиями одинакового диаметра, один из дисков установлен подвижно, а

0

5

0

другой - неподвижно, обводную трубку с выходным патрубком и запорным вентилем, подключенным к измерительному узлу, причем обводная трубка с выходным патрубком выполнена в виде единой вертикальной трубки, которая верхним концом соединена с одним из сквозных каналов трубного сопротивления и герметично пропущена через обойму, установленную в месте перехода вертикального участка колена в горизонтальный с возможностью углового поворота относительно обводной трубки, а в месте сопряжения этой обоймы с обводной трубкой выполнены с возможностью их перекрытия совмещенные сквозные бтверстия, сообщенные с полостью трубопровода, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и диапазона измерений, выходные отверстия каналов выполнены идентично расположенными на поверхности дисков прямолинейными, параллельными рядами, а подвижный диск установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно неподвижного диска.

Изобретение относится к нефтяной пром-сти. Цель - повышение точности и диапазона измерений. Устр-во содержит установленное перпендикулярно оси трубопровода 3 в вертикальном участке 6 его колена 7 трубное сопротивление. Оно выполнено в виде двух сопряженных уплотненных дисков 10 и 11. В каждом из последних выполнены

/////////////////////,

Фиг.1

у// ////////////////

А

,26

I

jfttL. ,гь

d- ВЦ МП

fT KttH - / (кан Фиг.7

с1-72пп

Физ.в

a/i -

KQH

Фиг. 9

A cf 7ZMn