Устройство для определения содержания воды в продукции нефтяных скважин Советский патент 1991 года по МПК G01N27/22 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения содержания воды и нефти в продукции нефтяных скважин.

Целью изобретения является повышение точности определения содержания воды в продукции нефтяных скважин з диапазоне влагосодержания от 0 до 100%.

Исследования показывают, что влияние солей в пластовой воде не превышает 1%, если выполняется неравенство

А-а

л Ini

0,2.

где Јп и Е- диэлектрические проницаемости материала изоляции и измеряемой среды;

D, r, d - диаметры внешнего электрода, изоляционной (диэлектрической) оболочки и внутреннего электрода

С увеличением этого отношения увеличивается влияние содержания солей в пластовой воде и составляет, например, 4% для А 5,3.

Уменьшение влияния сорта нефти достигается уменьшением значения А. Однако при уменьшении значения А уменьшается чувствительность и точность измерения содержания воды WB

о

00

ьо

00

ю

оо

Компромисс достигается ограничением нижнего предела соотношения А. которое должно быть больше 0,10.

Следовательно, для уменьшения влияния содержания солей, а также сорта неф- ти при достижении максимально возможной чувствительности и точности измерений необходимо выполнение неравенства

0,10 А 0,20.

Использование изоляционной (диэлектрической) оболочки позволяет включать емкостный датчик, заполненный пластовой водой, в частотозадающую цепь высокочастотного генератора. При этом не происхо- дит срыва колебаний, а по изменению частоты высокочастотного генератора можно определять содержание воды в диапазоне от 0 до 100%.

На фиг, 1 приведен емкостный датчик; на фиг. 2 - блок-схема устройства для опре- деления содержания воды и нефти в продукции нефтяных скважин.

Устройство содержит емкостный датчик 1 с коаксиально расположенными электродами, внутренний электрод которого по- крыт изоляционной (диэлектрической) обоючкой, высокочастотный генератор 2 и изм -рительную схему, включающую в себя последовательно соединенные таймер 3. квадратор 4, счетчик 5, блок 6 деления, блок 7 извлечения корн-я, функциональный преобразователь 8, блок 9 индикации, а также блок 10 управления.

В основу работы устройства положены результаты исследования зависимостей среднеквадратичного значения частоты f высокочастотного генератора от содержания воды WB или нефти WH и типа эмульсии.

Из зависимости f tp (WH) среднеквадратичного значения частоты Гвысокочастот- ного генератора от содержания нефти в эмульсии нефти в пластовой воде следует, что при увеличении содержания нефти WH значения f увеличиваются от ее значения, соответствующего значению частоты f f в для полного заполнения емкостного датчика пластовой водой до ее значения f f1 соответстоующего обращению фаз эмульсии нефти в пластовой воде.

Что к г сается зависимости f рг (We) среднеквадратичного значения частоты f яысокочастотного генератора от содержания WB пластовой воды в нефти, то в этом ипе эмульсии при у сличении содержания аоды WB значении частоты f уменьшаются от ее значения f fM,( оответствующего значению для полного заполнения емкостного датчика обезвоженной нефтью, до ее значения f f, соответствующего обращению фаз в эмульсии пластовой воды и нефти.

Среднеквадратичные значения частоты f, соответствующие обращению фаз в эмульсии нефти в пластовой воде Т FI и в эмуль- сии пластовой воды в нефти .f - 2 существенно различаются и при этом fi г.

Этот факт устраняет неоднозначность в определении содержания воды и нефти в области обращения фаз и, следовательно, используя зависимость р (WH) и (We), можно определять содержание воды и нефти в продукции нефтяных скважин в диапазоне от 0 до 100%.

В устройстве продукция нефтяной скважины поступает в межэлектродное пространство емкостного датчика 1. включенного в частотозадающуга цепь высокочастотного генератора 2, и изменяет его частоту в зависимости от содержания воды в ней. Частота высокочастотного генератора 2 измеряется с помощью измерительной схемы.

В измерительной схеме таймер 3 задает (формирует) временной интервал и пропускает пачки импульсов (выборки), число импульсов в которых пропорционально частоте fi высокочастотного генератора 2.

При использовании таймера 3 с цифровым выходом на его выходе имеется сигнал, пропорциональный частоте fi высокочастотного генератора 2.

Сигнал с выхода таймера 3. пропорциональный частоте высокочастотного генератора 2, поступает на вход квадратора 4. С выхода квадратора 4 сигнал, пропорциональный fi , поступает на вход счетчика 5. Последний представляет собой сумматор, выход которого соединен с входом блока 6 деления, осуществляющего деление суммы Ј fi2 на число выборок N.

С выхода блока 6 деления сигнал поступает на блок 7 извлечения корня, на выходе которого получают среднеквадратичное значение частоты f высокочастотного генератора

г-Д

ff

2

N

Сигнал, пропорциональный средне- квадратичному значению частоты (высокочастотного генератора, поступает на функциональный преобразователь 8, который реализует зависимости среднеквадратичного значения f частоты высокочастотного генератора 2 от содержания воды WB и нефти WH и типа эмульсии.

На выходе функционального преобразователя 8 получают сигнал, пропорциональный содержанию воды WB. Этот сигнал поступает на блок 9 индикации.

Следовательно, измерительная схема реализует следующую последовательность преобразований:

-UUJH

N

(f)

Работой измерительной схемы управля- ет блок 10 управления.

Формула изобретения 1. Устройство для определения содержания воды в продукции нефтяных скважин, содержащее датчик с коаксиально расположенными электродами, один из которых изолирован, и измерительную схему, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения, изоляция внутреннего электрода имеет толщину. определяемую неравенством

In

0.1 ,2,

lnu

где Јп и е - диэлектрические проницаемости материала изоляции и измеряемой среды;

D, r, d -диаметры соответственно внешнего электрода, изоляционной оболочки, внутреннего электрода.

2v Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что измерительная схема выполнена в виде последовательно соединенных таймера, квадратора, счетчика, блока деления, блока извлечения корня функционального преобразователя, блока индикации, а также блока управления.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения содержания воды в продукции нефтяных скважин. Цель изобретения - повышение точности определения. Устройство для определения содержания воды в продукции нефтяных скважин содержит датчик с коаксиальными электродами и измерительную схему, причем внутренний электрод датчика покрыт изоляцией, толщина которой определяется неравенством. 0,1 (fn/f) (In D/r/ln r d ) 0,2 . где сп и Е- диэлектрические проницаемости материала изоляции и измеряемой среды, D, r, d - диаметры соответственно внешнего электрода, изоляционной оболочки, внутреннего диаметра, а измерительная схема состоит из последовательно соединенных таймера, квадратора, счетчика, блока деления, блока извлечения корня, функционального преобразователя, блока индикации, а также блока управления. 1 з п ф-лы, 2 ил. со с

Х/////////////////////////Л

фигЛ

фиг.2