Стенд для исследования процесса образования эмульсий

(51) М. Кл, Е 21 В 43/00 присоединением заяви23) Приорктет -Опубликовано 15.0Дата опубликован Гооударстееииый комитет СССР ла делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения ле) Заявитель проектный институт ашкирский научно-исследовательс нефтяной промышленности) СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕС ОБРАЗОВАНИЯ ЭМУЛЬСИЙ Изобретение относится к лабораторным исследованиям процессов, происходя; щих в глубиннонасосных скважинах, и может быть использовано дпя оценки илияс ния работы штанговых колонн на свойства нефтяных эмульсий, образуемых в насосных трубах.Период безводной эксплуатации нефтя:- ных масторожденнй сравнительно короткий и поэтому продукция скважин в боль 0 шинстве случаев представляет собой эмульсию типа вода в нефти. Известно, что формирование высокодисперсных структур водонефтяных эмульсий при механизированной добыче нефти штанговыми насосами происходит, в основном, в подземной части установок.Жидкость, пройдя через насос, продол жительное время движется в пространстве между насосными трубами и штангами. В атом случае кольцевые пространства межу между насосными трубами н штангами, а особенно муфтами, образуют относительно. узкие дросселирующие щели, обуславлн-. вающие большие градиенты скоростей иведущие к дроблению капелек многокомпсг.нентной жидкости и, как итог, к образованию вязкой водонефтяной эмульсииОбразование вязких эмульсий вскважинах резко ухудшает условия работынасосного оборудования, а также транспорта,Для разработки эффективных 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 вработающей скважине путем отбора сраз-.личной глубины не представляется возможным из-за наличия в насосной трубе подвижной штанговой колонны. Кроме того,, операция подъема проб с глубины скважины сопровождается изменением свойствэмульсии.Известно устройство для фотометри"ческого исследования газовых включенийв жидкости, содержащее сосуд для жнд982 4пластин 7, Приводом насоса и штангислужит кривошипно-шатунный механизм 8,соединенный со штангой с помощью системы блоков и троса 9.Система имеет патрубки для вязкипроб 10, расположенные по высоте труб.В нижней части колена, в котором помещена штанга, имеется устройство 11цля,ввода газа, в верхней - предохранительный клапан 12.Работа стенда и провецение исслецова-ний заключается в следующем.Кривошипно-шатунный механизм 8 обесобеспечивает возвратно-поступательноедвижение штанги 2 и вращение колен:- чатого вала 5. Кулачки коленчатого валас помощью толкателей 6 и прижимныхпластин 7 попеременно пережимают поперечное сечение эластичной трубы, за счетчего достигается плавное перемещениежидкостей по кольцу системы. Скоростьдвижения жидкостей, число качаний и длина хода штанги могут регулироваться числом оборотов приводного механизма и изменением плеча кривошипа.После раздельного заполнения гйцравлической системы нефтью и пластовой(либо имитирующей ее) водой стенц включается в работу.Через необхоцимые промежутки времениперекачки (равносильно определенно-заданным интервалам глубины скважины),изпатрубков берутся пробы жидкости. Сцелью опрецеления свойств образующейэмульсии по всему объему системы всеполученные на данный момент пробы жидкости перемешиваются и подвергаютсяопрецеленному анализу.Стенд позволяет исследовать влияниегаза на процесс формирования эмульсии.Для эт:ого прецусмотрено входное устройство цля ввода газа и удаление его изсистемы с помощью предохранительногоклапана 12. 3 747кости Я . В ту часть сосуда, в которойпроводятся фотометрические измерениявводятся газовые пузырьки,Однако за поведением газовых пузырьков при движении жидкости наблюдатьневозможно.5Наиболее близким к изобретению иэизвестных является стенд дпя исследования процесса образования эмульсий, соцержащий две вертикальные трубы соединенные в замкнутую систему, патрубки дляотбора проб, насос и привоц 2 .Недостатком указанного, стенда .являуется невозможность обеспечения оценкиработы труб и штанг в штанговых глубиннонасосных установках,Действительно, жидкость, перемещаемая в системе псц действием поршня, подостижению последним своего крайнегоположения, вынуждена протекать в обратном направлении, Такая схема не позволяет исследовать поведение инородных включений (газа или капель внутренней фазыэмульсий) в потоке с постоянной циркуляцией в одном направлении. Сформировавшийся поток при изменении направлениядвижения на противоположное будет полностью нарушен,и поэтому появятся условия дополнительной коалесценции капель .(газа), а также изменения концентрации фаз по сечению трубки вследствиеразности инерцпонных свойств компонентов смеси. Многократное изменение направления перемещения не позволяет оценить изменение свойств эмульсии во вре- З 5мени.Целью изобретения является обеспечение возможности оценки работы труби штанг в штанговых глубиннонасосныхустановках. Поставленная цепь достигается тем,что в качестве насоса использован насосперистальтического типа, привод которого выполнен в вице кривошипно-шатун 45ного механизма, механически связанногосо штангой, причем насос установлен воцной трубе, а штанга - в другой.Схема стенца показана на чертеже.Стенд .состоит из кольцевого трубопро 50вода 1, собранного на насосно-компрессорных труб. Внутри одного из копен кольца помещается штанга 2, имеющая муфту 3, выполненную в форме патрона, геометрически. подобного муфтовому соединению.В другое кольцо системы устанавли,вается насос. перистальтического типа, состоящий из эластичной трубы 4, коленчатого вала 5, толкателей 6 и прижимных Стенд позволяет обеспечить следующее:1, Возможность всестороннего исследования характера образования водо- нефтяной эмульсии в процессе добычи нефти установками штанговоглубинных насосов.2, Предсказатель свойства будущих водо-нефтяных эмульсий.3. Оценитьмощности технологического оборудования по тоанспорту образующейсяэмульсии и послецующей обработки нефти. В послецнем случае возможен рассчет расхода реагента на разбивание во.Ужго 5 7479до-нефтяной эмульсии и отделение нефтиот воцы. формула изобретения Стенд для исследования процесса образования эмульсий, соцержащий две вертикальные трубы, соединенные в замкнутую систему, патрубки цля отбора проб 10 насос и привод, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью обеспечения возможности оценки работы труб и штанг в штанговых глубиннонасосных установ 82 6ках, в качестве насоса использован насос перистальтического типа, привод которого выполнен в виде кривошипно-щатунного механизма, механически свяцанного со штангой, причем насос установлен в одной трубе, а штанга - в другой. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Патент США М 3709616,кл, 356-246, опублик. 1972. 2. Авторское свидетельство СССР