Устройство измерения дебита нефти Советский патент 1993 года по МПК G01F1/00 

Изобретение относится к измерению дебита нефти и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства. . - : ;. .. - ;

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее измерительный сепаратор, специальную емкость для антифриза, пьезометрические датчики давления, расположенные в.нижней части сепаратора и емкости, блок управления и регистрации, два дифманометра, входы которых подключены к датчикам, а выходы к входам блока управления, сигнализатор уровня .нефтяной жидкости в сепараторе, подключенный к входу блока управления, выход которого соединен с блоком регистрации, дополнительно введены расширитель, сифон, исполнительный механизм, .установленный на линии отвода газа и соединенный с выходом блока управления, датчики и соответствующие преобразователи для измерения давления и

температуры в газовой фазе сепаратора, подключенные к блоку управления.

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства.

Нефтяная жидкость (НЖ) со скважин, подключенных к измерению (на схеме не показано), содержащая пластовую воду, нефть и газ, по трубопроводу 1 поступает & расширитель 2, где разделяется на газовую и жидкую фазы. Газовая фаза по трубопроводу 3 поступает в верхнюю часть сепаратора 4, специальную емкость для антифриза 5 и по трубопроводу 6 и 7 отводится в общий коллектор (на схеме не показано). Жидкая фаза по трубопроводу 8 поступает в измерительный сепаратор 4 и накапливается в нем. При достижении накапливаемой жидкости нижнего датчика 9 на выходе преобразователя (Сапфир-22 ДД) }0 появляется сигнал, и в блоке правления-11 по данному сигналу (команде) запускается таймер. При заполнении сепаратора исполнительный механизм 12, установленный в линии 6, открыт. Когда уровень нефтяной жидкости в сепараторе

|

S ю

OJ

достигает заданной высоты Ь. датчик бесконтактного сигнализатора уровня 13 срабатывает и на выходе преобразователя 14 появляется единичный сигнал (1). в блоке управления 11 по данному сигналу останавливается таймер, фиксируется сигнал, поступающий с выхода преобразователя 15 (Сапфир-22ДД), закрывается исполнительный механизм 12.

Емкость 5 заранее через линии 17 и открытый вентиль 18 при закрытом значении вентиля 19 заполняется антифризом (диэтиленгликоль .+ вода) с определенной ПЛОТНОСТЬЮ/ОА (/ЭА рь ) в. После заполнения емкости закрывается вентиль 19. При этом уровень антифриза в емкости 5 за счет линии 20 устанавливают равным высоте h, a датчики 9 и 21 устанавливают таким образом, чтобы уровень жидкости в 4 (при срабатывании 13) был равен уровню антифриза в емкости 5- После закрытия исполнительного механизма 12 давление в 4 начинает подниматься, и повышение давления на поверхности НЖ приведет к тому, что НЖ начинает переливаться через сифон 22. трубопровод 7 в общий коллектор (на схеме не показано). При этом сепаратор 4 опорожняется, и скорость понижения уровня НЖ будет пропорциональна повышению перепада давлений между сепаратором и общим коллектором. Как только уррвен ь жидкости становится ниже h (точки установки 13), то на выходе 14 появляется сигнал О и в блоке управления 11 по данному сигналу запускается таймер. Как только на выходе преобразователя 10 появляется сигнал О ив блоке управления 11 по данному сигналу останавливается таймер и открывается .исполнительный механизм 12, снова начинается накапливание жид кости в qena рато ре. По показани ю таймераi И формулам (4); (5) с.учатком температуры и давления в газовой фазе, измеряемых датчиками 23,24 и преобразователями 25,26. рассчитывается значение. Qr-н, и этим один цикл измерения заканчивается, начинается новый цикл измерения.

Для нормальной (без вибрации) работы датчика сигнализатора 13 во внутренней части сепаратора со стороны установкидатчика 13 вмонтирован гаситель 27, Отрицательная камера дифмэнометра 10 соединена с датчиком 28, а положительная камера - с датчиком 9, причем точность измерения нижнего уровня жидкости будет зависеть от расстояния между 9 и 28, расположенными по высоте сепаратора. Дифма- нометр 15 положительной камерой соединен с датчиком 21, расположенным в

нижней части 5, отрицательной камерой - с датчиком 9.

Устройство работает следующим образом,

.После подключения измеряемой скважины (система подключения скважин на схеме не показана) нефтяная жидкость после выделения газа в расширителе (технологическом входном сепараторе) 2 по линии 8

поступает в измерительный сепаратор 4 и накапливается в нем. При этом исполнительный механизм 12 открыт. Как только уровень нефтяной жидкости превышает точку 9, в дифманометре. 1Q появляется сигнал,

. и по данному сигналу в блоке управления 11 запускается таймер. Когда нефтяная жидкость достигает уровня датчика сигнализатора 13, на выходе 14 появляется единичный сигнал, и по данному единичному сигналу

останавливается таймер и показаниетайме- ра Т1 запоминается. Одновременно по единичному сигналу, полученному от 14 с помощью блока управления 11, показание, дифманометра 15 ДР, соединенного с датчихами 9 и 22, также фиксируется, и закрывается исполнительный механизм 12, После закрытия 12 давление в с.епарационной зо- . не (над уровнем жидкости) повышается пропорционально газовому фактору

измеряемой скважины. Повышением давления вi 4. повышается движущая сила (перепад давлений газа) между сепаратором 4.и линией 7, что вызывает отвод жидкости Через сифон 22. При этом уровень жидкости с

определенной скоростью начинает падать, и когда проходит через точки .установки датчика 1 3, на выходе данного датчика исчезает единичный сигнал, и Опять в блоке 11 включается таймер. Когда уровень жидкости по

нижается иi проходит точку установки

датчика 9, на выходе дифманометра 15 по- является нулевой сигнал, и по данному сигналу Ьстанавлйвдется таймер и открывается исполнительный механизм 12. С учетом по- казания таймера та. значений температуры и давлений, измеряемых датчиками 23,24 и соответствующими преобразователями 25. и 26, плотностей нефти р и пластовой воды . р в, вводимых в 11 вручную, и ДР и г . в 11

по следующим алгоритмам рассчитывается дебит нефти, пластовой воды и нефтяного газа и результат регистрируется в блоке регистрации 16. :

5

G Gb

GH

GH + Gb. - kVh«A9

Г1

kVh

Г1

(1 -«)рнд

(1)

(2)

(3)

Qm 270,5 QrpP 10

-4

Г2

(4)

(5)

(6)

(7)

, (8)

fJO pn ) У

Уь-лг И ,. (9) где рн .рь - соответственно плотности нефти и пластовой воды, вводимые вручную; -. а, - содержание воды в добываемой нефтяной жидкости;

G, GH. бь- соответственно весовой дебит нефтяной жидкости, нефти и воды в течение К;

r.h - соответственно радиус сепаратора и уровень жидкости в нем;

Vh - объем сепаратора до уровня Ь; TI , Га - соответственно время заполнения и опорожнения сепаратора до уровня h: ДР - перепад давления, создаваемый пьезометрическими столбами воды в нефтяной жидкости высотой h;

g ускорение свободного падения;

РА - плотность антифриза (раствор 70 % этиленгликоля с водой);

Pp., tp - соответственно давление и температуры газа в рабочих условиях;

Qrw. Qrp - объемный дебит газа в нор- .мальных и рабочих условиях.

П р и м е р. г 0,6 м; РА 1150 кг/м3; рь 1100 кг/м3; р 866 кг/м3: h 2 м; . г- И.5ч; Т2 0,2ч;к 24:

Р 50 Ю4 кг/м3; t 27°С : g 0,981; ДР (РА-рнд) ( 1150-1000); 0.981х 2 297.2 мм вод;ст...

В блоке 11 по формулам (1) -(9) определяют:

-рн ; г ,

а-&

хДР

11Э)

Г/51

(рь -рн)д h 1

Ш-fcB) рЮ)-Шэ)-ЦУВ1-2

Х297.2 - 0.568 ;

Vh К-.З.Ц 0,36 2 2.26м3 ,

,. л . 2,26-24 ( 1 - а )рн д х

866 0,981 12205,77 кг/сут,

5

Съ

VH 24

«рьд 1100

2,26 24

1,5 0,981 11077,76

0

5

0

5

0

5

0

Г1

х 0.568 кг/сут,

G Gb + GH 11077,76 + 13205.77 24283,53 кг/сут,

+ kVh

«.Je.iLiwi-.o

- 326.2 + 28.1

Сгн 270,5 Qrp

0.2 0.2 - 331.82 м°сут,

P fCT4

,52

x 331,82

(273 +t) 50- iO«. - l

270,5x

x 331.82

273 4-27 50

270,5x

300

270,5 331,82

1

14958,65 м3/сут. ; :

Формул a изобретени я Устройство для измерения дебита нефти, содержащее измерительный сепаратор, емкость для антифриза, пьезометрические датчики давления, расположенные в нижней части сепаратора и емкости, блоки управления и регистрации, два дифманометра, входы которых подключены к пьезометрическим датчикам давления; а выходы к входам блока управления, сигнализатор уровня нефтяной жидкости в сепараторе, подключенный к входу блока управления, выход которого соединен с блоком регистрации, и линию отвода газа, от ли ч а ю щ е ее я тем, что. с целью расширения функциональных возможностей, в «его дополнительно введены расширитель, соединенный с верхней частью измерительного сепаратора, гаситель, установленный внутри измерительного сепаратора над сигнализатором уровня, сифон, установленный в измерительном сепарато- ре, исполнительный механизм,установленный на линии отвода газа и соединенный с выходом блока управления, датчики давления и температуры газовой фазы измерительного сепаратора, подключенные через соответствующие преобразователи к блоку управления.

Использование: измерение дебита нефти в нефтедобывающей промышленности. Сущность изобретения: устройство содержит измерительный сепаратор, специальную емкость для антифриза, пьезометрические датчики давления, блок управления и регистрации, два дйфмано- метра, сигнализатор уровня нефтяной жидкости в сепараторе, расширитель, гаситель, сифон, исполнительный механизм, установленный на линии отвода газа, датчики и преобразователи для измерения давления и температуры в газовой фазе сепаратора, подключенные к блоку управления. 1 ил.