Стенд для исследования процесса образования эмульсий Советский патент 1980 года по МПК E21B47/00 

(54) СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА Изобретение относится к лаборато| ным исследованиям процессов, происходящих в глубиннонасосных скважинах, и может быть использовано вля оценки влияния работы Штанговых колонн на свойства нефтяных эмульсий, образуемых в насосных трубах. Период безводной эксплуатации нефт$ ных масторождений сравнительно короткий и поэтому продукция скважин в большинстве случаев представляет собой эмуль сию типа вода в нефти. Известно, что фори мирование высокодисперсных структур водонефтяных эмульсий при механизи ванной добыче нефти штанговыми насосами происходит, в основном, в подземной части установок. Жидкость, пройдя через насос, продолжительное время движется в пространстве между насосными трубами и штангами. В этом случае кольцевые пространства межу между насосными трубами и штангами, а особенно муфтами, образуют относительноузкие дросселирующие щели, обуславли-ОБРАЗОВАНИЯ ЭМУЛЬСИЙ Бающие большие градиенты скоростей и ведущие к дроблению капелек многокомпонентной жидкости и, как итог, к образованию вязкой водонефт5Шой эмульсии. Образование вязких эмульсий в скважинах резко ухудшает условия работы насосного оборудования, а также транспорта. Для разработки аффективных мер борьбы с таким нежелательным явлением необходимо располагать данными о характере и степени формирования эмульсии в трубах, ее устойчивости, дисперсности и др. Исследование указанного процесса в работающей скважине путем отбора с раз-. личной глубины не представляется возможным иэ-за наличия в насосной трубе подвижной штанговой колонны. Кроме того, операция подъема проб с глубины скважины сопровождается; изменением свойств аиульсии. Известно устройство для фотометричеркого исследования газовых включений в жидкости, содержащее сосуд РЛя жидкости tl. в ту часть сосуда, в которой проводятся фотометрические измерения;, вводятся газовые пузырьки . Однако за поведением газовых пузырьков при движении жидкости наблюдать невозможно. , Наиболее близким к изобретению из извесгных является стенд РИЯ исследования процесса образования эмульсий, соаер жащий две вертикальные трубы соепиненные в замкнутую систему, п ;трубки пля отбора проб, насос и привод f2 . Недостатком указанного, стенда .является невозможность обеспечения оценки работы труб и штанг в штанговых глубин нонасосных установках. Действительно,жидкость, перемешавмая в системе под действием поршня, по достижению последним своего кр19йнего положения, вынуждена проте;кать в обратном направлении. Такая схема не позволя ет исследовать поведение инородных вклю чений (газа или капель внутренней фазы эмульсий) в потоке с постоянной циркуля цией в одном направлении. Сформировавшийся поток при изменении направления движения на противоположное будет полностью нарушении поэтомупоявятся усло - ВИЯ дополнительной коалесценцви капель . (газа), а также изменения концентрации фаз по сечению трубки вследствие райности инерцпонньЁх свойств компонентов смеси. Многократное изменение направления перемещения не позволйет оценить изменение свойств эмульсии во времени.:, , Целью изобретения является обеспечение возможности оценки работы труб И штанг в штанговых глубиннонасосных устанрвках, Поставленная цель достигается, тем, что в качестве насоса использован насос Перистальтического типа, привод которого выполнен в виде кривошипно-шатун- ного механизма, механически связанного со штангой, причем насос установлен в одной трубе, а шт-анга - в другой. Схема стенда показана на чертеже. Стенд состоит из кольцевого трубопро вода 1, собранного на насосно-компрессо ньрс труб. Внутри одного из колен кольца помещается штанга 2, имеющая муфту 3, выполненную в форме патрона, геометрически., подобного муфтовому соединению. В щэугоё кольцо системы устанавли,вается насос перистальтического типа, состоящий из эластичной трубы 4, коленчатого вала 5, толкателей 6 и прижимны пластин 7. Приводом насоса и штанги служит кривошипно-шатунный механизм 8, соединенный со штангой с помощью системы блоков и троса 9. Система имеет патрубки для вязки проб 10, расположенные по высоте труб. В нижней части колена, в котором помещена штанга, имеется устройство 11 для.ввода газа, в верхней - предохранительный клапан 12. Работа стенда и проведение исследова- -,. НИИ заключается в следующем, Кривошипно-шатунный механизм 8 обесобеспечивает возвратно-поступательное движение штанги 2 и вращение колен .чатого вала 5. Кулачки коленчатого вала с помощью толкателей 6 и прижимных пластин 7 попеременно пережимают поперечное сечение эластичной трубы, за счет чего достигается плавное перемещение жидкостей покольцу системы. Скорость движения жидкостей, число качаний и длина хода штанги могут регулироваться .числом оборотов приводного механизма и изменением плеча кривошипа. После раздельного заполнения гидравлической системы нефтью и пластовой (либо имитирующей ее) водой стенд вклк чаётся в работу./„ Через необходимые промежутки времени перекачки (равносильно определенно-заданным интервалам глубины скважины) .из патрубков берутся пробы жидкости. С целью определения свойств образующей эмульсии по всему .объему системы все Полученные на данный момент пробы жидкости перемешибаются и подвергаются определенному анализу. . Стенд позволяет исследовать влияние, газа на процесс формирования эмульсии, Для Э7Ого предусмотрено входное устройство для ввода газа и удаление его из системы с помощью предохранительного клапана 12. Стенд позволяет обеспечить следующее:1. Возможность всестороннего исследования характера образования водонефтяной эмульсии в процессе добычи нефти установками штанговоглубинных насосов,. . 2.Предсказатель свойства будущих водо-нефтяньос эмульсий. 3,Оценитьмощности технологического оборудования по транспорту образующейся эмульсии и последующей обработки нефти. В последнем случае возможен рассчет расхода реагента на разбивание во