Устройство для отбора проб и визуального наблюдения за термодинамическим состоянием газожидкостной смеси Советский патент 1991 года по МПК F17D3/00 

. Изобретение относится к нефтедобыче, в частности к устройствам для отбора и исследования газожидкостных смесей сверхглубоких (свыше 5000 м) скважин.

Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей устройства и повышение оперативности контроля за термодинамическим состоянием газожидкостной смеси.

На фиг.1 представлено устройство, общий вид; на фиг.2 - смотровое окно, разрез; на фиг.З - схема размещения оборудования для исследования состояния газожидкостной смеси при высоких дебитах скважин.

Устройство для отбора проб и визуального наблюдения за термодинамическим состоянием газожидкостной смеси представляет собой цилиндрический корпус 1, выполненный из трубной заготовки 60x108 мм из стали С-45. с диаметрально расположенными на нем смотровыми окнами 2. Устройство снабжено соосно расположенными на торцовых поверхностях крышками 3 с вентилями 4 и 5, размещенным на выходе устройства манометром 6 и термометром 7, герметично закрепленным на корпусе 1. Каждое смотровое окно 2 состоит из полого металлического цилиндра 8 со ступенчатой внутренней и резьбовой наружной поверхностями и цилиндрического стержня 9 из оптического кварца. На внутренней поверхности цилиндра 8 большего диаметра выполнены по крайней мере две кольцевые канавки 10 для размещения уплотнитель- ныхтермонефтестойких колец 11. Стержень 9 размещен внутри цилиндра 8, причем между последним и торцовой поверхностью стержня 9 расположена уплотнительная шайба 12 из меди. Между торцовой поверхностью цилиндра 8 и корпусом 1 устройства размещено полированное опорное кольцо 13 из высокопрочной стали. Диаметр стержня 9 равен диаметру отверстия в стенке корпуса 1. но превышает меньший диаметр внутренней поверхности цилиндра 8. Стержень 9 может быть выполнен из плавленого оптического кварца, а устройство может быть снабжено осветительным блоком 14 в виде ряда осветительных приборов 15 и светофильтра 16, расположенных вдоль корпуса 1 напротив одного ряда смотровых окон 2.

Наличие совокупности уплотнительных элементов в виде полированного опорного кольца 13, термонефтестойких колец 11 и уплотнительной медной шайбы 12 обеспечивает целостность стержня 9 из оптического кварца при высоких давлениях газожидкостной смеси.

Полированное опорное кольцо плотно прилегает к стержню 9. что обеспечивает

равномерное распределение нагрузки на последний, а значит,резко снижает вероятность его разрушения.

Наличие манометра 6 и термометра 7

позволяет не только наблюдать за состоянием газожидкостной смеси, но также вести оперативный контроль по основным параметрам - давлению и температуре, что также обеспечивает достижение поставленной

цели.

На фиг.З приведена схема размещения оборудования для исследования состояния газожидкостной смеси при высоких давлениях и дебитах на примере отбора пробы

углеводородной смеси на устье фонтанной скважины № 1 Ханкала.

Устройство работает следующим образом.

Пробоотборник имеет два запорных

вентиля 4 и 5 и тройник для подключения манометра 6 с помощью стальной трубки высокого давления размером 6x4 мм.

Вентиль 4 пробоотборника соединяется стальной трубкой 17 высокого давления диаметром 6x4 мм с вентилем 18, установленным на буферной задвижке 19 фонтанной арматуры. Вентиль 5 пробоотборника соединяется стальной трубкой 20 высокого давления диаметром 6x4 мм с вентилем 21.

установленным на выкидной линии 22.

Открывают не полностью вентиль 21 при открытых на пробоотборнике вентилях 4 и 5 и закрытом вентиле 18. Проверяют герметичность соединения трубок 17 и 20.

Давление в системе проверяется по манометру 6. Закрыв вентиль 21, медленно открывая вентиль 18, производят опрессовку обвязки и пробоотборника высоким давлением с буфера.

При полной герметичности всей обвязки пробоотборника со скважиной приступают к его заполнению. Для этого на выкидной линии 22 плавно открывают вентиль 21 и по звуку определяют начало заполнения пробоотборника. Через смотровые окна в пробоотборнике наблюдают за процессом наполнения последнего, при этом давление в пробоотборнике должно поддерживаться вентилем 21 близким к буферному, соответствующему режиму работы скважины.

Процесс промывки пробоотборника продолжается до тех пор, пока состав продукции в нем станет однородным, что устанавливается по визуальному наблюдению

через смотровые окна, а давление и температура в пробоотборнике будет соответствовать температуре перед штуцером фонтанной арматуры.

По окончании заполнения пробоотборника отобранную пробу герметизируют еледующим образом: закрывают на пробоотборнике вентиль 5, затем вентиль 18 на буферной задвижке 19, после чего вентиль 4 на пробоотборнике и затем на выкидной линии 22 вентиль 21.

Стравливают в атмосферу давление из трубок 17 и 20 путем плавного откручивания болтов на вентилях 18 и 21.

После снижения давления в трубах 17 и 20 до атмосферного разбирают соединения этих труб с вентилями 18 и 21, 5 и 4. Устанавливают заглушки на вентилях 4 и 5 в местах разъема трубок 17 и 20.

Для изучения фазового распределения углеводородной смеси в стволе скважины и при сепарации отбор пробы по ранее описанному плану производят на трех режимах работы фонтанирующей скважины: при существующем режиме; при работе скважины на минимально возможном диаметре штуцера с последующей остановкой скважины; при работе скважины на максимально возможных диаметрах штуцеров. Скважина работает одновременно по двум струнам,

Формула изобретения 1. Устройство для отбора проб и визуального наблюдения за термодинамическим состоянием гаэожидкостной смеси, содержащее цилиндрический корпус с диаметрально расположенными на нем смотровыми окнами, отличающееся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей и повышения оперативности

контроля, устройс.г-о «л-аолчено соосно расположенными на торцовых поверхностях крышками с вентилями, размещенным на выходе устройства манометром и термометром, герметично закрепленным на корпусе, при этом каждое смотровое окно состоит из полого металлического цилиндра со ступенчатой внутренней и резьбовой наружной поверхностями, на внутренней поверхности

большего диаметра которого выполнены по крайней мере две кольцевые канавки для размещения уплотнительных термонефте- стойких колец, и цилиндрического стержня из оптического кварца, размещенного внутри цилиндра, причем между цилиндром и торцовой поверхностью стержня из оптического кварца расположена уплотнительная шайба из меди, между торцовой поверхностью цилиндра и корпусом устройства размещено полированное опорное кольцо из высокопрочной стали/а диаметр стержня из оптического кварца равен диаметру отверстия в стенке корпуса, но превышает меньший диаметр внутренней поверхности

цилиндра

2.Устройство по п. 1, отличающее- с я тем, что стержень смотрового окна выполнен из плавленого оптического кварца.

3.Устройство по пп. 1 и2,отличаю- щ е е с я тем, что оно снабжено осветительным олоком в виде ряда осветительных приборов и светофильтра, расположенных вдоль корпуса напротив одного ряда смотровых окон.

Изобретение м.б. использовано в устр- вах для отбора проб и исследования газожидкостных смесей сверхглубоких скважин. Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей и повышение оперативности контроля за термодинамическим состоянием газожидкостных смесей устр-вом. На цилиндрическом корпусе 1 диаметрально расположены смотровые окна 2. На торцовых поверхностях соосно расположены крышки 3 с вентилями 4 и 5. На выходе размещен манометр 6. Термометр 7 герметично закреплен на корпусе 1. Каждое окно 2 состоит из полого металлического цилиндра (Ц) со ступенчатой внутренней и резьбовой наружной поверхностями На внутренней поверхности Ц большего диаметра выполнены по крайней мере две кольцевые канавки для размещения уплот- нительных термонефтестойких колец 11. Внутри Ц размещен цилиндрический стержень из оптического кварца. Между Ц и торцовой поверхностью стержня 9 расположена уплотнительная шайба из меди. Между торцовой поверхностью Ц и корпусом 1 размещено полированное опорное кольцо из высокопрочной стали. Дня метр стержня равен диаметру отверстия в стенке корпуса 1, но превышает меньший диаметр внутренней поверхности Ц. Осветительный блок 14 в виде ряда осветительных приборов 15 и светофильтра 16 расположен вдоль корпуса 1 напротив одного ряда окон 2. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. сл с о 00 00 о ho о

фиг. 2

19

От уешь скба UHjy.f/f faUfc QAtt

TtpripNtrfy

От устья скважины V/ Шкала.

-/Фиг.з