Устройство для определения содержания нефти и твердой фазы в буровом растворе Советский патент 1982 года по МПК G01N7/14 

Изобретение относится к устройствам предназначенным для анализа жидких и газообразных сред, в частности для определения состава промывочных жидкостей, и может найти применение при контроле состава промьгеочных жидкостей, которые используют для бурения скважин для неф ти и газа. Известно устройство, содержащее камеру с электронагревателем. В камере УС тановлен стакан, служащий пробоотборником, в котором вьшолнено отверстие для наполнения испытуемой пробой пр.омывочной жидкости с помощью медицинского шприца.- Камера с пробоотборником подсоединена к холодильнику-конденсатору, заполненному водой. Жидкая фаза из холодильника-конденсатора стекает в мерный цилиндр .. Однако для определения анализа необходима сточная вода, которая не всегда . бывает в полевых условиях, отбор пробы медицинским шприцом вносит погре(шность за счет расслоения раствора при всасывании его через малое .отверстие, кроме того, шприц быстро изнашивается под действием абразивных частиц. Конструкция камеры такова, что возможность определить только объемные проценты содержания Шодкой фазы, определить общий баланс компонентов взвешиванием невозможно, что увеличивает погрешность при измерениях. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство, содержащее испаритель с фильтром, соединенный трубкой с конденсатором, пробоотборник с крышкой, электронагреватель и мерную колбу 2.. Однако устройство обладает неДостетками. Для изготовления конденсатора большого объема требуется большой расход цветных металлов, большой расход в эксплуатации фильтрующих элементов (металлической ваты) - на каждое нзмерение свой фильтрующий элемент, недсютаточно высокая точность определения с держания твердой фазы расчетным методом, недостаточно высокая точность определения содержания углеводородов за счет ненадежной герметизации соединения пробоотборника; недопустимо больша погрешность определения состава при те пературе окружающей среды более 25 С (до 5(ТС). Цель изобретения - повыщение точнос ги определения за .счет герметичности . разъемных соединений, а также экономия цветных металлов. Поставленная цель достигается тем, что известное устройство, содержащее ис паритель с фильтром, соединенный трубкой с конденсатором, пробоотборник с крьппкой, электронагреЬатель и мерную трубку, снабжено размещенными в испарителе над фильтром и над крышкой уплотнительными кольцами, содержащими отбойники, и выполненными из материала, имеющего коэффициент линейного темпера турного расширения больший, чем у испа рителя и крышки, а соприкасающиеся с уплотнительными кольцами поверхности .испарителя и пробоотборника выполнены с острой кромкой. Кроме этого, с целью обеспечения ра боты устройства при температу ре окружающей среды до плюс , внутренняя полость конденсатора заполнена гипосуль фитом натрия. Расположение фильтра и в верхней части испарителя обеспечивает работу внутренней полости испарителя как предварительного фильтра, куда вместе с паром из испытуемого раствора вылетают дисперсные частицы. Вьшолнение конструкции узла, разъемной нарезьбеСпробоотборник, испарител крьщ1ка) Позволяет в процессе измерения контролировать взващиванием испытуемы буровой раствор до и после эксперимента (жидкую и твердую фазы отдельно) и, таким офазом, подсчитывать ойций баланс после опыта. Размещенные в крышке и испарителе уплотни тельные кольца с отбойниками обеспечивают герметичность. Особенно велики погрешности от негерметичности углеводородов жидкостей с низким поверхностным натяжением , которые как бы всасываются в имеющиеся щели. Отбойники на кольцах препятствуют постоянному притоку выброшенных на стенку испарителя кппель затекать в щели разъемного соединения. Вьшолнение колец из металла, имеющего больший коэффициент линейного температурного расширения, чем у испарителя и крьпцки, обеспечивает самоуплотнение при нагреве (испаритель нагревается раньше, чем испытуемая проба промъточной жидкости), а при остывании обеспечивается легкая разборка и оперативность работы. Заполнение конденсатора гипосульфитом натрия обеспечивает работу 1ртройства без дополнительной погрешности при температуре окружающей среды до +5О°С за счет того, что при температуре +(5О 52) С гипосульфит натрия плавится, а на его плавление затрачивается большое количество тепла, тем самым обеспечивается хорошая конденсация воды и углеводородов, кроме того, снижается расход цветных металлов. На фиг. 1 изофажеча схема устройства; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1.. в увеличенном масштабе; на фиг. 3 - узел II на фиг. 1 в увеличенном масиггабе. Ус тройство .СОСТОИТ из корпуса 1, в котором установлен испаритель 2, закрытый крьшдкой 3, под которой расположен фильтрующий элемент 4 (металлическая сетка). К нижней части испарителя 2 присоединен пробоотборник 5, куда заливается проба испытуемого бурового раствора, подогреваемого электронагревателем 6. Пробоотборник 5 закрывается крышкой 7 с отверотнями для отсечки определенного объема пробы. Крьпцка 3 трубкой 8 соединена с конденсатором 9, конденсат стекает в мерную колбу 1О. В крьпику 3 впаяно уплотнительное кольцо 11, а в испаритель 2 впаяно уплотнительное кольцо 12. Работает устройство следующим образом . В пробоотборник 5 заливают пробу исследуемого бурового раствора, взвешивают пробоотборник 5 вместе с испарителем 3 и фильтром 4, а затем включают электронагреватель 6. Жидкая фаза исследуемой промьюочной жидкости испаряется, проходя испаритель 2 и фильтр 4, очищается от захваченной твердой фазы и, пройдя по трубке 8, попадает в конденсатор 9, в котором конденсируются пары и конденсат стекает в мерную колбу 1О. В мерной колбе Ю вода и нефть разделяются, и по границе раздела определяют объем воды и отдельно объем жидкости углеводородов. После прекращения выделения жидкой фазы нагреватель отключают, устройство охлаждается и пробоотборник вместе с испарителем и фильт ром снова взвешивают. Массу жидкой фаз определяют как разность взвешиваний до и после вьтаривания. Массу твердой фазы определяют как разность массы после прогрева и массы TfycTbrpr пробоотборника с испарителем и фильтром. Для подсчета полного баланса определяют также массу испытуемой пробы как разность взвешиваний пробоотборника с буровым раствором и пустого . Внедрение устройства для определения содержания нефти и твердой фазы на буровых предприятиях позволяет увеличить механическую скорость бурения за счет поддержания содержания твердой фазы в промывочной жидкости на оптимальном уровне, снизить расход нефти для обработка за счет оперативной информации, уменьшить возможность возникновения аварийных ситуаций за счет поддержания рационального состава проК1ь1вочной жидкости. Формула изобретен и-я 1. Устройство для определения соаер жания нефти и твердой фазы в буровом растворе, содержащее испаритель с фияьт ром, соединённый трубкой с конденсатором, пробоотборник с крьппкой, электронагре;ватель и мерную колбу, о т л и ч а куш е е с я тем, что, с целью повышения точности определения за счет герметичности разъемных соединений, оно снабжено размешенными в испарителе над фильтром и над крьшгкой уплотнительными кольцами содержащими отбойники в Bt monненными из материала, имеющет о коэффициент линейного температурного расширения больший, чем у испарителя в крышкн, а соприкасающиеся с уплотнительными кольцами поверхности испарителя в пробоотборника выполнены с острой кромкой. 2. Устройство по п. 1, отличают е е с я тем, что, с целью обеспечения работы устройства при температуре окружающей среды до -«-БО С, внутренняя полость конденсатора заполнена гипосульфитом натрия. Источники информашга,принятые во внимание при экспертизе 1.Реферативный научно-технический сборник Автоматизация и телемеханика нефтяной промышленности , ВНИИОЗНГ, 1974, №3. 2.Патент США № 2723228, кл.-202-189, 1974.

/0