Устройство для измерения дебита нефтяной скважины Советский патент 1993 года по МПК G01F23/16 

газовой заслонкой 2, установленной на газовой линии 3,

Клапан б имеет привод 16. состоящий из корпуса -цилиндра 7, внутри которого расположен штока 10, связанный с герметич- ной перегородкой, выполненной в виде сильфона 11, постоянным магнитом 9. пружиной 15 и тарелкой клапана 14. Тарелка клапана снабжена уплотнителем 13, расположенным у основания верхнего цилиндра тарелки.

После клапана установлен газосборник 18, соединенный трубкой 17с верхней полостью привода 16. Нижняя часть корпуса-цилиндра 7 имеет каналы 12 для подвода жидкости.

Устройство работает следующим образом. Поступающая в сепаратор 1 продукция скважины повышает в нем давление, которое воздействует на тарелку клапан 14, при- жимая его к седлу и на сильфон 11, создавая усилия на открытие клапана. Открытию клапана препятствуют также усилие пружины 18 и постоянного магнита 9. При повышении перепада давления в сепараторе 1 итрубрп- роводе 19 после клапана расчетной величи- ны, обусловленной диаметрами сильфона и тарелки клапана, усилиями пружины и постоянного магнита, тарелка клапана приоткроется. Одновременно постоянный магниты отходит от нижнего магнитопрово- да и его противодействие открытию клапана резко уменьшается.

В начальный момент открытия тарелки клапана жидкость попадает под верхний ци- линдр тарелки, в результате уменьшается усилие, действующее на закрытие клапана, и облегчается его открытие. При дальнейшем перемещении тарелки клапана со штоком, вверх, усилие, препятствующее открытию, исчезает.

При достижении верхнего положения постоянный магнит соприкасается с магни- топроводом и усилие пружины, направленное на закрытие, уменьшается. В результате открытия клапана жидкость из сепаратора проходит в сборный коллектор через счетчик 5, с помощью которого фиксируется ее количество.

По мере опорожнения сепаратора пере- пад давлений снижается и при расчетном значении происходит отрыв магнита от верхнего регулируемого магнитопровода, усилие, направленное на закрытие клапана и оказываемое пружиной, увеличивается, и шток с клапаном устремляется на закрытие. При подходе тарелки клапана к седлу это усилие возрастает вначале за счет воздействия потока на малый цилиндр тарелки, а затем и на большой, а в конце хода клапана

вступает во взаимодействие с магнитопр о- водом 8 постоянный магнит 9. Таким образом обеспечивается надежное закрытие клапана.

После закрытия клапана прекращается поток жидкости в трубопроводе 19 и работа счетчика 5. Измерение жидкости, поступающей от скважины, будет продолжено при открытии клапана.

Для эффективного обеспечения турбулентного течения жидкости в измерительном устройстве, т.е. моментов срабатывания клапана .на открытие и закрытие, соотношение диаметров тарелки клапана и сильфона-поршня должна быть в пределах 1,5-1,85. Это соотношение получено расчет- но-экспериментальным путем.

Предлагаемое устройство обладает следующими преимуществами в сравнении с существующими:

- обеспечивает постоянство пределов срабатывания клапана при меньших значениях перепада давления, что позволяет снизить протечки и тем самым повысить точность измерения и надежность работы;

- повышает надежность работы в несколько раз за счет возможности уменьшения пар, трения в несколько раз, доведя их до двух-трех, а это, в свою очередь, уменьшает протечки привода и способствует по- вЫшению точности измерения;

- снижается в несколько раз металлоемкость и трудоемкость изготовления клапана за счет обеспечения возможности уменьшения количества узлов и деталей, уменьшение же количества деталей повышает надежность;

- обеспечивает снижение эксплуатационных затрат на обслуживание, ремонт и проверку за счет выполнения привода в виде единого корпуса-цилиндра, в свою очередь, единый блок резко повышает надежностные характеристики системы.

Введения совокупности взаимосвязанных существенных признаков позволит получить совокупность положительных качеств, которые дополняют одно другим, позволяют получить сверхсуммарный эффект.

Предварительные испытания, проведенные автором на стендах и объекте в НГДУ Туймазанефть, позволили подтвердить получение перечисленных выше новых положительных качеств, таких, как высокая точность и надежность измерения дебита нефти при относительно простой конструкции узла системы в целом.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения дебита нефтяной скважины, содержащее газосепаратор с поплавковым датчиком, с входным

патрубком для газожидкостной смеси и двумя выходными линиями, одна из которых для газа, а другая - для жидкости и в ней последовательно установлены счетчик жидкости, клапан, тарелка со штоком, седло и газовый сборник. причем поплавковый датчик связан с заслонкой, установленной на га;$овой линии, а привод штока выполнен в вице пружины с герметичной перегородкой

щ то

плотнительным элементом, о т л и ч а ю- е е с я тем. что, с целью повышения ности и надежности, клапан выполнен в

вице цилиндрического корпуса, внутри кото эого расположены герметичная перего- рсдка, выполненная в виде си чьфона-поршня, шток, проходящий через внутреннюю полость сильфона-поршня и охваченный пружиной, тарелка, выполнен- ч ступенчатой в виде двух цилиндров различного диаметра с уплотнительным эл 5ментом на верхнем большего диаметра цилиндра, введенный постоянный магнит, срепленный на верхнем конце штока и положенный между двумя введёнными в

за ра ве хнюю часть цилиндрического корпуса

0

5

0

магнитопроводами, при этом сильфон-пор- шень верхней частью прикреплен к нижнему магнитопроводу. нижней частью - к штоку, а седло выполнено ступенчатым в основании цилиндрического корпуса, внутренняя полость которого над сильфон-пор- шнем связана с газосборником, а нижняя часть цилиндрического корпуса снабжена входными отверстиями.

2. Устройство по п. 1,отличающееся тем, что отношение диаметра сильфона- поршня к диаметру тарелки находится в пределах 1,5-1,85.

3..Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что отношение диаметра тарелки к диаметру седла находится в пределах 1,1- 1А

4. Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что верхний магнитопровод выполнен с возможностью вертикального перемещения.

5. Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что объемы верхней полости цилиндрического корпуса Vie и газосборника Vce 5 выбирают из соотношения VC6 « V.

Использование: в нефтедобывающей промышленности в системах сбора нефти и газа на промыслах. Сущность изобретения: в устройстве для измерения дебита скважин, содержащем газосепаратор с входным патрубком Для газожидкостной смеси и двумя выходными линиями, одна из которых для газа, а другая для жидкости, и в ней последовательно установлены счетчик жидкости, клапан и газовый сборник, причем в газосепараторе установлен поплавковый уровнемер, управляющий заслонкой, установленной на газовой линии, соединенной с выходом устройства, в клапане привод штока выполнен в виде пружины с герметичной перегородкой, клапан выполнен в виде цилиндрического корпуса, внутри которого расположены герметическая перегородка. Изобретете относится к нефтедобывающей промышленности и может быть применено в системах сбора нефти и газа на промыслах. Цель изобретения - повышение точности измерения и надежности в работе с одновременным упрощением конструкции. выполненная в видесильфона, шток, проходящий через внутреннюю полость сильфона и охваченный пружиной, тарелка, выпол- . пенная ступенчатой в виде двух цилиндров различного диаметра с уплотнительным элементом на верхнем цилиндре большего диаметра, введенный постоянный магнит, закрепленный на верхнем конце штока и расположенный между двумя введенными в верхнюю часть цилиндрического корпуса магнитопроводами, при этом сильфон верхней частью прикреплен к нижнему магнито- проводу, нижней частью - к штоку, а седло выполнено ступенчатым в основании цилиндрического корпуса, внутренняя полость которого над сильфоном связана с газосборником, а нижняя часть цилиндрического корпуса снабжена входными отверстиями, диаметры сильфона и тарелки клапана относятся между собой в пределах 1,5-1,85, а соотношение диаметров цилиндров тарелки и седла находятся в пределах 1,1-1,4, объемы верхней полости цилиндрического корпуса и газосборника выбираются из соотношения VC6« VK, a магнитопровод выполнен с возможностью вертикального перемещения. 4 з.п. ф-лы, 1 ил. На чертеже дана принципиальная схема предлагаемого устройства. Устройство состоит из сепаратора 1, счетчика жидкости 5, клапана 6 и газосборника 18, установленных на выходном трубопроводе 19. Сепаратор снабжен поплавковым уровнемером 4. связанным с 00 00 00 VI о 00