Устройство для определения содержания воды в продукции нефтяных скважин

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 8 27 2 Й."ВЩд Н где Еп и сти мате ды;О,г, изоляци вн ен его электрод ой)оболочки отношения увелижания солей в пла, например, 4% для 1 и -ОГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Московский институт нефти и газа им. И.М.губкина(56) Лозовский Л,И. и др. Автоматизация измерения продукции нефтяных скважин. - М.: Недра, 1975, с. 103-105.Авторское свидетельство СССР М 667883, кл, 6 01 М 27/22, 1977.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ВОДЫ В ПРОДУКЦИИ НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения содержания воды в продукции нефтяных скважин. Цель изобретения - поИзобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения содержания воды и нефти в продукции нефтяных: скважин.Целью изобретения является повышение точности определения содержания воды в продукции нефтяных скважин в диапазоне влагосодержания от 0 до 100%,Исследования показывают, что влияние солей в пластовой воде не превышает 1%, если выполняется неравенство 9 Ж 1682898 А 1 вышение точности определения, Устроиство для определения содержания воды в продукции нефтяных скважин содержит датчик с коаксиальными электродами и измерительную схему, причем внутренний электрод датчика покрыт изоляцией, толщина которой определяется неравенством:0,1(Ел/Е) ( 1 и О/г/1 и г/с 3 )0,2, где еи е - диэлектрические проницаемости материала изоляции и измеряемой среды; О, г, б - диаметры соответственно внешнего электрода, изоляционной оболочки, внутреннего диаметра, а измерительная схема состоит из последовательно соединенных таймера, квадратора, счетчика, блока деления, блока извлечения корня, функционального преобразователя, блока индикации, а также блока управления. 1 з,п. ф-лы, 2 ил, - диэлектрические проницаемо ала изоляции и измеряемой сре б - диаметры внешн а,анной(диэлектрическиутр него электрода,С увеличением этогочивается влияние содерстовой воде и составляетА = 5,3.Уменьшение влияния "сорта" нефти достигается уменьшением значения А. Однакопри уменьшении значения А уменьшаетсячувствительность и точность измерения содержания воды Юв.Компромисс достигается ограничением нижнего предела соотношения А, которое должно быть больше 0,10,Следовательно, для уменьшения влияния содержания солей, а также "сорта" нефти при достижении максимально возможной чувствительности и точности измерений необходимо выполнение неравенства0,10 А 020,Использование изоляционной (диэлектрической) оболочки позволяет включать емкостный датчик, заполненный пластовой водой, в частотазадающую цепь высокочастотного генератора, При этом не происходит срыва колебаний, а по изменению частоты высокочастотного генератора можно определять содержание воды в диапазоне ат О да 100%.На фиг. 1 приведен емкостный датчик; на фиг, 2 - блок-схема устройства для определения содержания воды и нефти в продукции нефтяных скважин.Устройство содержит ем костный датчик 1 с кааксиально расположенными электродами, внутренний электрод которого по- крит изоляционной диэлектрической) обачачкой, высокочастотный генератор 2 и изм рительную схему, включаащую в себя последовательно соединенные таймер 3, квэдратар 4, счетчик 5, блок 6 деления, блок 7 извлечения корня, 4 ункциональный преобразователь 8, блок 3 индикации, а также блок 10 управления,В основу рабаты устройства положены результатц исслецавания зависимостей среднеквадратичного значения частоты 1 высокочастотного генератора от содержания воды Юв или нефти Юн и типа эмульсии,Из зависимости 1. р 1 (Ян) среднеквадратичного значения частоты Гвысокочэстотного генератора ат содержания нефти в эмульсии нефти в плэстовой воде следует, чта при увеличении содержания нефти В/н значения 1 увеличиваются от ее значения, соответствующего значению частоты 1 = 1 в для полного заполнения емкостного датчика пластовой водой до ее значения Г = 6 саответствующего обращению фаз эмульсии нефти в пластавой воде,Что касается зависимости т = 02 Ив) среднеквадратичного значения частоты 1 высокочастотного генератора от содержания Яв плагтовой воды в нефти, то в этом ипе эмульсии при увеличении содержания воды ЧЧв значения частотыуменьшаются от ее значения Г = Ь, .оответствующего значению для полного заполнения емкостного датчика обезвоженной нефтью, до ее энэчения 1 = 6, соответствующего абоэщениюфаз в эмульсии пластовой воды и нефти.Среднеквадратичные значения частоты1, соответствующие обращению фэз в эмуль 5 сии нефти в пластовой воде 1 = 1 и в эмульсии пластовой воды в нефти,1 - 12существенно различаются и при этом 116.Этот Факт устраняет неоднозначность вопределении содержания воды и нефти в10 области обращения Фаз и, следовательно,используя зависимость О 1 он) и (щ (Юв),можно определять содержание воды и нефти в продукции нефтяных скважин в диапазоне от О до 1000 ,15 В устройстве продукция нефтяной скважины поступает в межэлектрадное пространство емкостно го датчика 1,включенного в частотозадающую цепь высокочастотного генератора 2, и изменяетего частоту в зависимости от содержания20 воды в ней. Частота высокочастотного генератора 2 измеряется с помощью измерительной схемы.В измерительной схеме таймер 3 задает(формирует) временной интервал и пропу 25 скэет пачки импульсов (выборки), число импульсов в которых пропорциональночастоте Й высокочастотного генератора 2,При использовании таймера 3 с цифровым выходом на его выходе имеется сигнал,30 пропорциональный частоте 1 высокочастотного генератора 2,Сигнал с выхода таймера 3, пропорциональный частоте высокочастотного генератора 2, поступает на вход квадратора 4. С35 выхода квадраторэ 4 сигнал, пропорциональный 1 Р, поступает на вход счетчика 5.Последний представляет собой сумматор,выход которого соединен с входом блока 6деления, осуществляющего деление суммы40 2-, А на число выборок М.С выхода блока 6 деления сигнал поступает на блок 7 извлечения корня, на выходекоторого получают среднеквадратичноезначение частотывысокочастотного гене 45 ратора Сигнал, пропорциональный среднеквадратичному значению частоты Г высокочастотного генератора, поступает на функциональный преобразователь 8, который реализует зависимости среднеквадра тичного значения Г частотывысокочастотного генератора 2 от содержания воры И/в и нефти В/и типа эмульсии, 1882898На выходе функционального преобразователя 8 получают сигнал, пропорциональный содержанию воды Юв, Этот сигнал поступает на блок 9 индикации,Следовательно, измерительная схема реализует следующую последовательность 5преобразований:Ж = р(1).й й Работой измерительной схемы управля ет блок 10 управления.Формула и э о 6 рете н ия1. Устройство для определения содержания воды в продукции нефтяных скважин, содержащее датчик с коаксиально 15 расположенными. электродами, один из которых изолирован, и измерительную схему, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения, изоляция внутреннего электрода имеет толщину,определяемую неравенством 1 п -О0,1-- 02,Еп Г1 пцгде Ь и е - диэлектрические проницаемости материала изоляции и измеряемой среды,О, г, б - диаметры соответственно внешнего электрода, изоляционной оболочки,внутреннего электрода.2; Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что измерительная схема выполнена в виде последовательно соединенныхтаймера, квадратора, счетчика, блока деления, блока извлечения корня функционального преобразователя, блока индикации, атакже блока управления,1682898 г ставитель В.Немцевхред М.Моргентал Корректор О. Крае Редактор обкова ка СССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 408ИПИ Г Тираж ударственного комитета по изо 113035, Москва, Ж, Р