Установка для измерения дебита скважин

СОЮЗ СО 8 ЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК зщ Е 21 В 47/10 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1. Автоматизированная групповаяустановка "Спутник А-10-1500"УПаспорт Ха 162.003, ПС. "Главтюменнефтегаз", опытный завод "Электрон",1977,2. Авторское свидетельство СССРВ 577290, кл, Е 21 В 47/00, 1977(54)(57) 1. УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕБИТА СКВАЖИН, содержащая горизонтальный сепаратор с цилиндрическим поплавком, связаным с заслонкой на газовой линии, регулирующий клапанф установленный на нефтяной линии, и счетчик жидкости, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что, с целью повыше" ния точности измерения дебита малодебитных скважин и повышения надежности работы установки, поплавок в нижнем фиксированном положении ус" тановлен по высоте, равной 1/6 диаметра сепаратора, при этом продоль" ные оси сепаратора и поплавка па1104256 2. Установка по п. 1, о т л ивч а ю щ а я с я тем, что поплавок 1Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и можетбыть применено в системах групповогосбора нефти н газа.Известны установки для измерениядебита скважины, состоящие из сепаратора с регулятором уровня, взаимосвязанным с пневматическим клапаномна нефтяной линии, счетчика жидкости и регулятора давления на газовой 1 Олинии 1 .В указанной установке необходи.мость поддержания перепада избыточного давления газа между газовойполостью сепаратора и общим коллектором, используемого в качестве источника энергии для управления мембранным пневматическим клапаном,создает дополнительные требованияк параметрам попутного газа. В част-. 20ности, давление газа в сепараторе,должно быть постоянным при любыхпульсациях попутного газа, поступающего иэ скважины, подключенной наизмерение. Во время вытеснения жидкости из сепаратора по расчетномузначению уровня в нем подходит момент закрытия пневматического клапана. Если этот момент совпадает смоментом "впадина" давления в динамике пульсирующего потока жидкости скважины, может оказаться, что энергия(закрытия) пневматического клапананедостаточна, в результате чего выдав"ливается расчетная "гидравлическаяподушка" с дна сепаратора. В дальнейшем непосредственно через счетчикуже постоянно вытесняется газонефтяная смесь, т.е. работа установки из 4 Оимпульсного (дискретного) режима переходит в постоянное вытеснение (аналоговое), что приводит к большой погрешности в измерениях.Наиболее близким к предлагаемому 45является устройство для измерениядебита скважин, содержащее сепараторс поплавком, связанным с заслонкойпо газовой линии, регулирующий кла" заполнен азотом с заданным давлением. пан, установленный на нефтяной линии, и счетчик жидкости Г 2 3.Недостатком известного устройства является то, что при измерении продукции малодебитных скважин с низкими газовыми факторами данная система иэ импульсного режима работы переходит в аналоговую, так как тарелка мембранного клапана останавливается в промежуточном положении (зависает). Накопление перепада избыточного давления настолько мало, что вытеснение жидкости идет в таком темпе, при котором показания занижаются до 603, т.е. его работа происходит в зов нечувствительности счетчика.Кроме того, установка оборудована газовой заслонкой пластинчатого типа, которая является одним иэ элементов следящей системы, включающей всебя также поплавок, управляемый динамикой жидкости в сепараторе. При поступлении в сепаратор газо- нефтяной смеси поплавок через рычажную систему воздействует на заслонку на газовой линии (в данном случае прикрывает). Конструкиця установки и поплавковой системы такова, что жидкость начинает контактировать непосредственно с поплавком только тогда, когда уровень ее достигает половины геометрических размеров сепаратора. Если учесть, что сепаратор представляет собой горизонтально расположенную емкость диаметром 1200 мм и длиной 2500 мм, то зеркало жидкости, при котором поплавок начинает управлять работой газовой заслонки, наибольшее, т.е. получается, что соотношение приращения уровня к приращению производительности скважины наименьшее, а потому и приращение угла поворота заслонки на газовой линии- наименьшее по сравнению с возможныя уровнями жидкости, где поплавок не взаимодействует с последней. Малое приращение уровня приводит к медлен"з 1104 ному закрытию заслонки, т.е. к постепенному уменьшению проходного сечения газовой заслонки, а соответственно, к медленному росту перепада избыточного давления газа в полости сепа 5 ратора, особенно на малодебитных скважинах, необходимого для срабатывания мембранного клапана.В известных установках при сравнительно небольшом объеме поплавка, вес которого большой и поэтому конструктивно часть веса компенсируется весом груза, устанавливаемого на . противоположном (наружном) конце рычага, что уменьшает момент поплавка в динамике, последнее в свою очередь приводит к неплотному закрытию заслонки на газовой линии.Кроме того,при существующей схеме размещения поплавка в сепараторе поплавок начинает реагировать на изменение уровня только тогда, когда большая часть поплавка уйдет в жидкость, из-за чего инерционность системы повышается.25Цель изобретения - повышение точ- ности измерения дебита малодебитных скважин.и повышение надежности работы установки.Поставленная цель достигается тем, что в установке для измерения дебита скважин, содержащей горизонтальный сепаратор с цилинлрическим поплавком, связанным с заслонкой на газовой линии, регулирующий клапан, установленный на нефтяной линии, и счетчик жидкости, поплавок в нижнем фиксированном положении установлен на высоте, равной 1/6 диаметра седаратора, при этом продольные оси сепаратора и поплавка параллельны.Кроме того, поплавок заполнен азотом с заданным давлением.На фиг, 1 изображен технологический узел измерительной установки, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1,Установка состоит из сепаратора 1, поплавка 2, мембранного клапана 3, установленного на нефтяной линии 4, заслонки 5 на газовой линии 6 и счет.чика 7 жидкости. 50ФПоплавок 2 расположен в сепараторе 1 таким образом, что продольная ось 8 поплавка 2 параллельна оси 9 сепаратора 1. При этом поплавок 2 установлен с возможностью началавзаимодействия с жидкостью в сепараторе 1 на уровне, соответствующем 1/6 части диаметра сепаратора (фиг.2),256 4Установка работает следующим образом.При закрытом положении мембранного клапана со штоком 3 в результатепоступления продукции скважины в сепараторе 1 повышается уровень жидкости и при достижении предусмотренногорасчетного его значения посредствомгазовой заслонки 5 перекрывается путьгазу по газовой линии 6 непосредственно в коллектор. В сепараторе 1 повышается перепад избыточного давления относительно коллектора,При достижении величины перепададавления до порога срабатывания клапана 3 (0,008 - 0,12 МПа) последнийоткрывает путь для прохождения жидкости через счетчик 7 по линии 4 вколлектор. В сепаратор 1 продолжаетпоступать газонефтяная смесь и подизбыточным давлением газа жидкостьвытесняется, уровень ее снижаетсяи при достижении значения перепададавления до величины 0,04 МПа клапан.3 срабатывает, закрывает путь жидкости в коллектор через счетчик 7 ипоток жидкости прекращается.Поплавок 2 в вьппеуказанных режимах функционирует следующим образом.При достижении уровня жидкости всепараторе до величины 1/6 диаметра,т,е. 200 мм, поплавок входит в соприкосновение с жидкостью. Расчетные200 мм оставлены как "гидравлическаяподушка", предотвращая попадание газа в жидкостную линию 4, конструктив"но ось 8 поплавка 2 параллельна оси9 сепаратора 1. Поэтому контакт жидкости и поплавка происходит по полной длине образующих с взаимосвязьюпо большой площади, а потому динамическая связь их надежна, вследствиечего увеличивается ход из-за уменьшения общей длины поплавковой системы и уменьшается инерционность системые Теперь соотношение приращений производительности скважин и уровня представляет собой величину пропорциональную, т.е. используется для управления газовой заслонки и сбора сепарированной жидкости нижняя наиболее4узкая часть емкости (сепаратора), Поэтому скорость закрытия заслонки увеличивается при одной и той же производительности скважины в несколько раз и соответственно продолжительность времени, при котором скважина/23 Тираж 565 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 13035, Москва, Ж, РаушПодписноемитета СССРоткрытий кая наб., д. Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 работает с противодавлением, резко уменьшается и как результат точность измерений повышается. Использование нижней части сепаратора. создает эффект использования сепаратора меньше-го диаметра (объема), так как для работы поплавка используется малое зеркало жидкости. Однако общий объем сепаратора остается без изменения, изменяется только соотношение пропорций объемов газа и жидкости, Освободившийся от жидкости объем используется для заполнения попутным газом, т.еувеличивается объем газовой шапки. Так как жидкость практически не 15 сжимаема, а сжимается газ, то соот" ветственно повышаются объем и внутренняя энергия газа в газовой полости сепаратора, т.е. условия работы для пневматического клапана улучша ются. Это приводит к тому, что "зависание" мембранного клапана не происходит.В предлагаемой установке для осуществления начала взаимодействия поплавка 2 с жидкостью в сепараторе 1 на уровне ниже,чем в известной, ры-, чаг поплавка выполняется ломаным (фиг. 2). Крепление поплавка к рычагу осуществляется посредством специального кронштейна с осью, позволяющей поворот рычага на 90 ф для проталкивания поплавка во внутреннюю полость емкости через горловину и для установки его в рабочее положение, т.е. с осью, параллельной оси емкости. Увеличение объема поплавка почти в 2 раза при его неизменном весе осуществляется путем уменьшения толщины стенок. Во избежание сдавливания его давлением внутри емкости последний заполняется базовым давлением, составляющим 2/3 величины рабочего давления. В качестве рабочего агента используется инертный газ, например азот. При таком исполнении необходимость в использовании контр- . груза отпадает и он снижается.1 Предлагаемая реконструкция позволяет повысить надежность установки и точность, измерений.