Дегазатор непрерывного действия для автоматических газокаротажной и полевой геохимической станции Советский патент 1977 года по МПК E21B47/00 E21B21/06 G01V9/00 

имеют еще более случайный характер, чем при газовом каротаже. Наиболее близким к изобретению техническим решением является дегазатор не прерывного действия з. Дегазатор содержит pa6o4jTo камеру с аэратором, вывод ным патрубком и штуцерами, поплавки для установки рабочей камеры в желобе буровой, компрессор и пневмоконтур.. В этом дегазаторе газовая смесь, извлекаемая из бурового раствора, с помощью кoмпpecсора и пневмоконтура снова подается в дегазатор, где барботируется через слой дегазируемого буревого раствора, обеспечивая в рабочей камере дегазатора достижение положения, близкого к динамическому фа зовому равновесию, и усреднеш1е концентраци газов в циркулирующей по контуру газовой с си. Последнее обеспечивает пропорциональность содержания углеводородных газов в ra вой смеси средней газонасыщенности этими газами бурового раствора.. Часть газа из вневмоконтура отбирается в отборник определенного объема и затем подается в Хроматограф для компонентного анализа. Принимая расход Од бурового раствора через дегазатор за постоянную величину, при известном объеме пневмоконтура вмес те с рабочей камерой дегазатораV, , извес ном объеме отборникаУоУк/К где К-постоянный коэффициент, и заданном шаге ква тования по времени Л , с которым произв дятся измерения, по полученной в результат компонентного анализа абс-олютной концентр цииСв(п и -го компонента в газовой смесн отобранной в отбор вике, можно определить гааонасьпценность бурового раствора ц-ым компонентсы, а по суммарной концентра НИН углеводородных газе в газовой смеся суммарную газонасышеннрсть буpoBoiD раствора. Я„чо о ПС ЧД-АТ №1 где ТП- ЧИСЛО анализируемых информатив ных компонентов углеводородных газ(Ж} Ч, и (- в см/л; о-вл. Сал - в % объемы.; 1) - в л/мин{ Дт - в мйн; объем бурового раствора, продегазированного за интервал времени ,& л. Для поддержания 11Остоя 1ства коЕхМищиента К при дегазации элементы ггпсвмокоитура дегазатора помешены в термостат. Этот дегазатор теоретически обеспечивает определение по величинам С, , полученным в результате хроматографического анализа газовой смеси, извлеченной из бурового раствора, газоиасыщенности бурового раствора С|,. , необходимой для интерпретации резуль татов газового каротажа и полевой геохимической разведки. Однако он обладает определенными недостатками и ограничениями. Во-первых, при определении газонасы- шеяности бурового раствора по данным, полу юнным при использовании этого дегазатора, предполагается, что расход Q. бурового раствора через дегазатор поддерживается постоянным, что при установке дегазатора в желобе практически никогда не обеспечивается (для обеспечепия постоянства Од требуется подача бурового раствора в дегазатор с помош.ью насоса, что создает серьезные эксплуатационные затруднения). Во-торых, он требует поддержания постоянства величины коэффициента К, что довольно сложно обеспечить при эксплуатации в полевых условиях. Цель изобретения - повышение стабильности параметров дегазатора и автоматический учет измене шя расхода бурового раствора через дегазатор. Достигается это благодаря тому, что цегазатор содержит упругую мембрану с отверстиями, встроенную в верхнюю часть аэратора, масляный затвор, связанный через штуцер с рабочей камерой, дополнительный пневмоконтур, подключенный параллельно основному пневмоконтуру, а также регулируемые кронштейны для крепления рабочей камеры на поплавках. На фиг. 1 изображен дегазатор; на фиг. 2 - схема его работы. Дегазатор содержит рабочую камеру 1, аэратор 2 с упругой мембраной 3 (например, резиновой), масляный затвор 4, штуцеры S и 6, патрубок 7. с отводным штуцером, поплавки 8 и регулируемые кронштейны 9, Дегазатор включен в схему, где имеется компрессор 10, пневмоконтур 11 к 12, дозатор 13 хроматографа газокаротажной или геохимической станции. Рабочая камера 1 является объемом, гае производится дегазация протекающего через дегазатор бурового раствора. В нижней части камеры находится аэратор 2, представляющий герметизированную коробку, к которой через штуцер б подводится во дух от компрессора, а в верхнюю часть которой встроена мембрана 3 из маслостойкой резины с большим числом, $апри- мер 2ООО( отверстий дпаметром примерно ОД мм (при отсутстйш 11 аэраторе нзбыточиого давления), В оерхией части рабочей камеры 1 смонтирован пагрубок 7 с отводным urryuejjOM, подкл10че)1иьгм к комп рессору. Па верхней наружной часп дегаза тора смонтирован масляный затвор 4j который подключен к рабочей Kaviepe J, дегазатора через штуцер 5 на патрубке 7. С помощью масляного затвора из рабочей камеры дегазатора стравливается избыточный газ и в ней поддерживается заданное давление (порядка 1 кгс/см ). Камера 1 дегазатора подвешена на поплавках 8 с помоиаью регулируемых крон штейнов 9, обеспечивающих заданную глубину погружения камеры в буровой раствор -для поддержания в ней постоянного соотношения объемов газовой и жидкой фаз. Газовая смесь находящаяся в рабочей камере Iдегазатора, через патрубок 7 с помощью пневмоконтура 11 подается к компрессору 10, а затем от последпего через пневмоконтур 11 и штуцер 6 подает ся в аэратор 2. От компрессора 10 отходит второй пневмоконтур 12 с трубками меньшего сечения, чем в пневмоконтуре 11, в результате чего расход газовой смеси во втором пневмоконтуре много меньше, чем в первом. Пневмоконтур 12 проходит через дозатор 13 хроматографа автоматической т зокаро -ажной станции (АГКС) или автоматический полевой геохимической станции (АПГС) 14. В результате через пневмоконтур 12 отводится часть газовой смеси, которая, проходи через дозатор хроматографа АГКС или АПГС, сно ва попадает в компрессор Ю и далее в рабочую камеру 1 дегазатора. В результате средняя концентрация С tl -го компонента в пневмоконтуре l2,a следователь но и в дозаторе 13 хроматографа АГКС ил АПГС становится пропорциональной средней газонасыщенности бурового раствора Ti-ыМ компонентом . Установка в аэратор 2 мембраны 3 из резины обеспечивает при включении компрессора 10 и создании в аэ раторе 2 давления,Примерно равного 1,01 кгс/смГ принятие ею цилиндрической формы с радиусом, зависящим от перепада давлений в аэраторе и в рабочей камере 1 дегазатора. При протекании бзфмзого растг вора через рабочую камеру 1 дегазатора у мембраны 3 происходит разреженве, велф чина которого зависит от линейной скс ости бурового раствора, протекающего у мем раны, т.е. от расхода бурового раствора че рез дегазатор. Поэтому при изменении расхода бурового раствора через дегазатор нэ меняется и радиус искривления мембраны 3 ;.:,эр-Г10рг. Ьскэльку при измеиенки раднуса искри15.1еиия :.омбраиьт ааратсра язманяет- ся диаметр этвег;стнй в мембране (диаметр барботируклднх через раствор пузырьков ra:ja) и. траек ojMni дитжепия этих ..ipbков от аэратора 2 до выводного патрубки 7,- то обвсиечпвается автократическая связь между расходом бурэвогО раствора через дегазатор к количоство л извлеченного из раствора в едиии.цу времени газа ( при дан(он гб- зонасыщеиности бурового раствора) т.е. независимость вдэстаточн.ых для практики прй долах параметров дегазатора от расходп бурового раствора чзрез него. Поскольку в камере 1 нредлагаемотх дегазатора обеспечивается,, как и в известном дегафаторе ), приближение системы к дт1« HaMviHBCKOMy фазовому равновесию, то такая система описывается законом Генрн 1. --Ю-&пК /Р,Т/, &iniRTtn 7 п р и м О, где - мольная доля rt -го.компонергга в газовой фазе (летучесть); N. - мсжьная доля 71 -го ка шонента в жидкой фазе R - газовая постоянная; Т - температура; К - коэф(( Генри для п -го кш4 понента (предел отношения летучести компонента в газовой фазе к его мольной до-, ле в жидкой фазе, когда последняя стремится к нулю); Р - давление. В данном дегазаторе давление в рабо чей камере поддерживается постоянным Р 1 кгс/см , поэтому величина коэффициента К„ зависит только от температуры Т бурового раствора, которая меняется в зависимости от Глубины скважины весьма медленно и для определенного интервала скважины может считаться величиной постоянной. При использовании предлагаемого дегазатора обсолютная концентрация tl -го компонента в буровом растворе может быть легко определена по формуле Намиота Сс,. где уг1 - в % объемн; 124 - коэффициент пропорциональности, учитывающий переход от величины в мольных долях в формуле (З) к величине CQ. объем н в %; К - коэффициент конструкцин дегазатора, псжазьгоающий соотношение объеме® газовой фазы и дегазируемого бурового раствора в дегазаторе; К - коаффициент Генри онстанта фазо хбого равнсжесия для ц -го компонента при данной температуре Т бурового paciBtv ре. Вдегазаторе, разработанном по данной заявке К 5 с учетом этого формула (4) принимает вид 15) Сарг- - б Отсюда следувТ| что при использовании да ROTO дегазатора концентрации отдельных компонентов в де газируемом буровом растворе ; и в raisoBou емесй, язвлеченН{А из бурсюСя р раствора npaefо дегазации, Оа св 1зань1 пскомноиеатным ксвффкцие том извлечения Ку, 24,8/К;„ . аависяшвмн только от т:емпературы бурового рас вора Кип F/T и явлшощш нся поэтому по тояннымв величинами для определенных .иате валов скважины : . г - к 0|рТ7. UT1 Поэтому при использгаэании предлагаемого дегазатора по измеренным величинам постоянным (для данного интервала скважины с температурой бурового раствора ) коэффициентам извлечения К легко стределить основной параметр, использу&Мыв при интерпретации данных газой or о каротажа 8 нолевой геохимической разведки газонасыщанность бурового раствора - без дополнительного нормирования объема и;жлеченного «а газа mm , где (ц, - в см /л; объемн.%. Формула изобретения Дегазатор непрерывного действия для автоматических газокаротажной и полевой геохимической станций, содержащий рабочую камеру с аэратором, выводным патрубкам и штуцерами, поплавки, компрессор и пневмрконтур, отличающийся тем, что, с целью псчвьшения стабильности параметров дбгазатвра и автоматического учета изменения расхода бурового раствора через дегазатор, он содержит упругую мембрану с отверстиями, встроенную в верхшвор часть аэратора, масляный aaiiBOp, связанный через штуцер с рабочей камерой, дополнительний пневмсжонтур, подключенный параллельно основному пневмоконтуру, а также регулируемые кронштейны для креп ления рабочей камеры на поплавках. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Померанц Л. И. и др.. Автоматические газокаротажные станции, М,, Недра, 1969 Г. 2.Левит А. М„ Анализ газа н дегазацни при разведке нефтяных, газовых н угольных месторождений, М., Недра, 1974 г. 3.Авторское свидетельство СССР № 27О647 Mi, кл. Б 21 В 47/00 от 31.12.68г.