Устройство для исследования PVT - соотношений газожидкостных смесей Советский патент 1993 года по МПК G01N33/26 G01N7/14 G01N7/00 

визуализации 4, каналы 12 ввода и вывода пробы, идентичные плавающие поршни 5 и б в верхнем и нижнем цилиндрах, элемент для перемешивания в виде металлических колец 7 и 8, расположенных между поршнями и кэналсЛи визуализации и по.форме совпадающих с верхними частями поршней, На поверхности цилиндров размещены электромагнитные катушки 13, выполняющие роль термоэлемента для элемента перемешивания. Датчики давления 11 и температуры 10 расположены в блоке визуализации, измеритель объема, выполненный в виде стержня 9 из материала с малым коэффициентом расширения, закреплен на торцовой части поршней, 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Использование: определение физических свойств и зависимостей PVT глубинных и рекомбинированных проб пластовых неф- тей и газоконденсатов. Устройство содержит помещенные в термостатическую оболочку 1 верхний и нижний полые цилиндры 2 и 3, соединенные каналом в блоке

Изобретение относится к нефтегазовой геологии и может быть использовано для определения физических свойств и зависимостей PVT (давление-обьем-температура) глубинных и рекомбинировэнных проб пластовых нефтей и газоконденсатов. Позволяет, в частности, определить давление начала конденсации, коэффициент сверхсжимаемости пластового газа и давление насыщения нефти по параметрам с тройным контролем.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства.

На чертеже представлена принципиальная схема анализатора (продольный разрез).

Анализатор содержит термостатическую оболочку 1, внутри которой расположены полые цилиндры 2 и 3, укрепленные на блоке визуализации 4, расположенном в центре оболочки и разделяющем цилиндры на верхний и нижний. В месте соединения цилиндры имеют конусообразную форму. Блок визуализации представляет собой толстостенное тороидальное тело, по внутреннему диаметру которого выполнен канал в виде капилляра, соединяющий верхний и нижний цилиндры. В цилиндрах размещены симметрично относительно блока визуализации идентичные плавающие поршни 5, 6 и металлические кольца 7, 8. Кольца примыкают к блоку визуализации, а внутренняя часть колец имеет форму усеченного конуса со скользящей посадкой на поршень, аналогичной формы. К торцовой части поршней прикреплены стержни 9 из материала с минимальным коэффициентом расширения, например из инвара, по которым производят измерения обьема. Стержни имеют также малый коэффициент деформации. В визуализаторе расположены датчики температуры 10 и давления 11 на основе тензо- метрического измерителя, имеющего вход и капилляр. В визуализаторе выполнены каналы 12 с вентилями для подвода и отвода конденсата .из пробоотборника, блока реи

комбинаций. На внешней поверхности цилиндров через равные промежутки располо- жены электромагнитные катушки 13, являющиеся одновременно термонагрева5 тельными элементами, регулирующими тем- пературу, и электромагнитами для перемешивающего элемента. В нижней и верхней частях анализатора выполнены отверстия, через которые в цилиндры поступа10 ет поджимная жидкость от гидронасоса, . например масло, силиконовая жидкость. В блоке визуализации выполнены каналы, в которых расположены волоконные световоды 14, к одному концу которых подсоединен

15 источник света 15, второй конец (смотровое окно) через оптический делитель 16 соединен с фотодиодом, видеокамерой или входом для прямого визуального наблюдения, Устройство работает следующим обра20 зом.

Из пробоотборника блока рекомбинации проба по каналам 12с вентилями поступает в канал блока визуализации 4, При передвижении из нижней полости в верх25 нюю производят контроль через смотровое окно. Цель контроля-фиксация и отсечение поддавочиой жидкости воды от исследуемого флюида. В том случае, если вода попала в емкость, перемещают пробу из нижнего

30 цилиндра 3 в верхний 2 и с помощью вентиля сбрасывают воду. Нижний поршень 6 при этом должен находиться в крайнем верхнем положении. Закрываем вентиль - ввод пробы закончен.

35 Проба находится в нижнем цилиндре 3 (верхний, поршень 5 в крайнем положении). Производят перемешивание пробы (давление в цилиндре с исследуемым флюидом равно давлению открытия проб отборника).

40 Перемешивание пробы в цилиндрах осуществляют путем возвратно-поступательного движения колец 7 и 8, которые приводятся в движение электромагнитной катушкой 13, После перемешивания синхронно верхний

45 и нижний поршни 5, 6 поднимают и через смотровое окно просматривают пробу. Давление при этом поддерживают равным давлению открытия пробоотборника.

Возможны два варианта: проба однородная (однофазная), проба находится в двухфазном состоянии.

В первом случае определяют кондиционность пробы. Регулятором задается температура и давление; Для создания требуемого температурного режима используется обмотка катушки 13. Давление должно быть близко к пластовому. Это будет показывать, что проба кондиционна. Затем определяют тепловое расширение, т.е. объем по инваровому стержню 9 в зависимости от температуры. Давление поддерживается постоянное (пластовое) как при увеличении температуры, так и при ее уменьшении. Коэффициент теплового расширения выражается формулой

а AVVAT

Во втором случае, когда перемешивание не дало результатов, поднимают температуру до пластовой, проводят перемешивание (давление поддерживают на 50-100 атм выше пластового). Если проба остается в двухфазном состоянии, то она должна быть признана некондиционной. В случае, если проба в однофазном состоянии, производят снижение давления до пластового и замер ее объема, который должен быть равен объему пробоотборника.

Подобным образом анализатор позволяет определить давление начала конденсации, насыщение нефти и другие параметры пробы.

Сравнительная характеристика с прототипом по измеряемым параметрам приведена в таблице.Из таблицы видно, что предлагаемый анализатор обладает широким диапазоном подавлению и температуре, Повышается надежность измерений за счет уменьшения мертвого объема, проведения замера параметров непосредственно в визуальном

канале (в испытуемом флюиде) и увеличения размера поля зрения, уменьшения погрешности по температуре. Кроме того, снижается токсичность за счет замены ртути маслом 5 или другими аналогичными нетоксичными веществами. Возможна работа, как и в прототипе, с кислыми газами.

Формула изобретения

5 с корпусом воронкообразными торцами и соединяющим их сквозным каналом, размещенные снизу вверх над блоком визуализации, перемешивающее приспособление и поршень со штоком, подводящий и отводя0 щий патрубки, датчики давления и температуры, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в работе устройства, оно снабжено размещенными под блоком визуализации сверху вниз

5 дополнительным перемешивающим приспособлением и поршнем со штоком, оба поршня выполнены в виде конуса, сопряженного с цилиндром со стороны соединительного канала, а перемешивающие

0 приспособления выполнены в виде конусообразных металлических колец, сужающихся от поршней к блоку визуализации, и размещены соосно с корпусом с возможностью возвратно-поступательного движения,

5 термостатическая оболочка выполнена в виде последовательности изолированных электромагнитных обмоток, подсоединена к перемешивающему приспособлению и ох-, ватывает корпус сверху и снизу от блока

0 визуализации.

2. Устройство по п. 1, отличающее- с я тем, что датчики температуры и давления размещены в соединительном канале, подводящий и отводящий патрубки подсое- 5 динены к соединительному каналу, а штоки поршней выполнены из материала с малым коэффициентом расширения.