Способ автоматического измерения дебита нефти и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК G01F1/00 

Изобретение относится к добыче нефти и может быть использовано в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности.

Цель изобретения - повышение точно- сти измерений и расширение функциональных возможностей за счет измерения дебита нефти и пластовой воды.

На чертеже изображено устройство (система) реализации способа.

Нефтяная жидкость (НЖ) со скважины (не показана), содержащая пластовую воду, нефть и газ, по трубопроводу 1 через диафрагму 2 поступает в измерительный сепаратор 3, где разделяется на газовую и жидкую фазы. Газовая фаза из верхней части сепаратора 3 по трубопроводу 4 параллельно поступает в верхнюю часть цилиндрической вертикальной емкости 5 и общий коллектор 6, а жидкая фаза накапливается в сепарато- ре. Момент поступления НЖ в сепаратор определяется на блоке 7 управления, При заполнении сепаратора исполнительный механизм (ИМ) 8, установленный в линии отбора давления в отрицательную камеру дифманометра 9 закрыт. Когда уровень НЖ в сепараторе достигает заданной высоты h, то по сигналу бесконтактного сигнализатора 10 уровня блок 7 управления закрывает ИМ 2 наливной линии и открывает ИМ 8 отбора давлений. После этого начинается цикл измерения, состоящий в измерении перепада давления в дифманометре 9 с отрицательной камерой через разделительный сосуд 11, соединенный с датчиком 12, установленный в нижней части сепаратора, а с положительной камерой - через разделительный сосуд 13 с датчиком 14, установленный в нижней части емкости 5, по измеренному значению, который с выхода дифманометра 9 поступает в блок 7, и с учетом плотностей воды рв и нефти р . вводимых вручную, по формулам расчета определяется в блоке 7 весовой дебит НЖ, нефти и пластовой воды. Причем емкость 5 заранее через линии 15 и открытый вентиль 16, закрытые вентили 17 и 18 заполняется водой с определенной плотностью РВ (р рь). После заполнения емкости закрывается вентиль 16 и открывается вен- тиль 17. При этом уровень воды в емкости 5 за счет линии 19 устанавливается равным высоте h. Результаты измерения выводятся к блоку 20 регистрации. После измерения по сигналу, поступающему с блока 7, открывается ИМ 8 и начинается слив НЖ с сепара- тора 3 в коллектор 6. Момент окончания слива определяется по информации, поступающей с дифманометра 21 с отрицательной камерой через разделительный сосуд 22, соединенный с датчиком 23, расположенный в нижней части сепаратора, выше на некотором расстоянии от датчика 12, а с положительной камерой через разделительный сосуд 24 с датчиком 12. Температуру окружающей среды измеряют датчиком, подключенным к блоку 7.

Формулу разработанную для данного способа и определяющую содержание воды в НЖ, выводят следующим образом.

Для бинарных систем, каковыми является НЖ, плотность определяют последующему аналитическому выражению

р„ж Оря + (1 - Орн

Данное выражение можно написать в следующем виде

РМЖ орв + (1 -а)рн +ЈА -рл.

Умножая обе стороны равенства на gh, после соответствующих преобразований получаем

РА -рн gh(pA -рнж РВ-РН gh(pB -ру)

РА -рн1 др

РВ -рн дп(рв -рн)

Принцип работы способа, представленный на чертеже, заключается в следующем.

Вначале по линии 15 через открытый вентиль 16 емкость 5 заполняется антифризом плотностью РА. При заполнении емкости вентили 17 и 18 закрыты и емкость находится под атмосферным давлением. После заполнения емкости вентиль 16 закрывается, а вентиль 17 открывается. При этом излишек антифриза выше отметки h за счет ее гидростатического давления через линию 19 и трубопровод 4 переливается в коллектор 6.

Нижняя часть емкости с помощью разделительной жидкости соединена с положительной камерой дифманометра и вентиль, стоящий в линии положительной камеры (не показано), закрыт. В начале цикла по единичному сигналу 1, выработанному блоком 7, открывается исполнительный механизм 2 и скважина по линии 1 подключается к измерительному сепаратору 3 и од- новременно включается таймер. Начинается слив НЖ. При этом ИМ 8 и 2 закрыты. Когда уровень НЖ в сепараторе 3 доходит до отметки h, по сигналу бесконтактного сигнализатора 10 уровня закрывается 2. отключается часовой механизм. По опросу сигнал, пропорциональный перепаду давлений, создаваемый на одинаковых высотах h пьезометрическими столбами антифриза в емкости 5 и нефтяной жидкости в сепараторе, с выхода дифманометра поступает в блок 7 и с учетом значений плотностей пластовой воды Д и нефти pL, полученных в результате химаналиэа НЖ данной 1-й скважины с требуемой частотой и записанных в ППЗУ блока, происходит расчет значения Свбн и G. Результат с целью использования передается в вышестоящую ступень и регистрируется там в блоке 20 регистрации. После передачи результатов расчета в верхнюю ступень по единичному сигналу, поступающему с блока 7, открывается ИМ 8 и начинается опорожнение сепаратора. Момент полного сброса НЖ в коллектор 6 определяется по нулевому сигналу, полученному с выхода дифманометра 2 f. Как только в блоке 7 от дифманометра 21 появляется нулевой сигнал, тут же по программе к данной системе измерения подключается следующая по очереди скважина (не показано).

Формула изобретения 1. Способ автоматического измерения дебита нефти, включающий измерение давления пьезометрического столба жидкости в сепараторе и определение весового дебита нефтяной жидкости, отличающий - с я тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения функциональных возможностей за счет возможности измерения пластовой воды, измеряют перепад давлений между двумя точками, расположенными в нижней части сепаратора, и по измеренному перепаду определяют момент опорожнения сепаратора, измеряют перепад давлений, создаваемый на одинаковых высотах и пьезометрическими столбами нефтяной жидкости и антифриза, размещенного в специальной емкости, а дебит нефти и пластовой воды определяют по формулам

(l-d.)

АР

)

PS-PH (

где/Эн/ъ - соответственно плотности нефти и пластовой воды;

0а - содержание воды в добываемой

нефтяной жидкости;

Vh - объем сепаратора до уровня h; г - время заполнения сепаратора до уровня h;

5 GH, GB- соответственно суточный весовой дебит нефти и пластовой воды.

2. Устройство для автоматического измерения дебита нефти, содержащее сепаратор, пьезометрический датчик давления,

0 исполнительные механизмы, установленные на наливной и сливной линиях, и блоки управления и регистрации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения функциональных

5 возможностей за счет возможности изме- рения пластовой воды, дополнительно введены специальная емкость для воды, верхняя часть которой сообщена с газовой линией сепаратора, пьезометрические дат0 чики давления, установленные в нижней части сепаратора и специальной емкости, два дифманометра, входы которых через разделительные сосуды подключены к датчикам. 3 выходы - к входам блока управления, сиг5 нализатор уровня нефтяной жидкости в сепараторе, подключенный к входу блока управления, выходы которого соединены с блоком регистрации и исполнительными механизмами.

Изобретение относится к добыче нефти и может быть использоно в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности. Целью изобретения является повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей за счет измерения дебита нефти и пластовой воды. В начале цикла открывается исполнительный механизм 2 и скважина по линии 1 подключается к измерительному сепаратору 3 и одновременно включается таймер. Начинается слив нефтяной жидкости до уровня H, при котором срабатывает сигнализатор 10, при этом закрывается исполнительный механизм 2, отключается таймер. Сигнал, пропорциональный перепаду давлений, создаваемому на одинаковых высотах и пьезометрическими столбами антифриза и нефтяной жидкости, с выхода дифманометра поступает в блок 7 управления, и с учетом плотностей пластовой воды и нефти происходит расчет значений суточного весового дебита нефти и пластовой воды. Результат регистрируется в блоке 21 регистрации. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.