Устройство для измерения жидких компонентов продукции скважины

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИ 4 ЕСНИХРЕСОУБЛИИ(51) 4 Е 21 В 47/10 В" Г.дй)МДЯ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК А ИТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ БИЬ,1 йо Ъ.,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(46) 15.10,86, Бюл. У 38 (71) Опытный завод по производству и ремонту геофизического и энергетического оборудования "Электрон" (72) С. А. Радомский и Д. В. Плюснин (53) 622,245,5(088,8)(56) Авторское свидетельство СССР У 276851, кл. Е 21 В 47/00, 1969.Авторское свидетельство СССР У 467255, кл. 0 01 И 9/26, 1975. ( 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЖИДКИХ КОМПОНЕНТОВ ПРОДУКЦИИ СКВАЖИНЫ (57) Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и позволяет повысить оперативность учета изменения соотношения жидких компонентов в продукции (П) скважины, Измеряемую П (нефть+пластовая вода+ +газ) периодически подают через патрубок 7 ввода в измерительную камеру (ИК) 2 первичного преобразователя 1. Образована ИК 2 жестко закрепленным на внутрикорпусном участке патрубка 7 опорным диском 1 О и чувствительным элементом (ЧЭ) в видеконической усеченной обечайки свободно надетой на диск 10 нижней широкой частью. Кинематически ЧЭ 3 соединен с элементами 4 и 5 преобразования времени заполнения ИК 2 и уровня П в ней. Элементы 4 и 5 подключенык измерительному блоку 9. При достижении в ИК 2 уровня П, при которомгидростатическое давление будет рав,но весу ЧЭ 3, он отрывается от диска 10. В этот момент ЧЭ 5 управляетпередачей сигналов времени 1 заполнения ИК 2 и уровня Ь в ней с элементов 4 и 5 в блок 9. Здесь происходит определение расхода жидкойчасти П в целом Чн покомпонентно(1 Ч. Для этого блок 9 оперируетэлектрическими эквивалентами величин, учитывающих конструктивное исполнение ИК 2 и физические свойствакомпонентов измеряемой П. Блок 9 выполнен на элементах микроэлектроники. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.1 1Изобретение относится к устройствам измерения и учета продукции нефтяных скважин по компонентам, т,е. по компонентам смеси нефть - пластовая вода - попутный газ,Цель изобретения. - повышение оперативности учета изменения соотношения жидких компонентов в продукциискважины.На фиг. 1 представлена конструкция устройства с продольным разрезом по оси корпуса-сепаратора; на фиг.2- структурная схема измерительного блока,Устройство содержит первичныйпреобразователь 1, состоящий из измерительной камеры 2 с чувствительным элементом 3 (его вертикальнаяось отдельной позицией не показана),элемент 4 преобразования времени заполнения измерительной камеры, элемент 5 преобразования уровня в измерительной камере (этой же позициейобозначена внутрикамерная часть элемента преобразования уровня), корпус-сепаратор 6 с патрубками ввода 7и вывода 8 продукции (позиция 8 показана на фиг. 1 дважды с учетом вывода жидкой и газообразной частейпродукции), измерительный блок 9 иопорный диск 10 для чувствительногоэлемента,Измерительный блок соединен с элементом 4 преобразования времени заполнения измерительной камеры и элементом 5 преобразования уровня вней линиями связи 11 и 12 и состоит( см, фиг. 2) из восьми умножителей13 - 20, семи уставок 21 - 27, суммирующего блока 28, двух вычитающихблоков 29 и 30 и двух делителей 31и 32.Измерительная камера 2 образованаопорным диском и чувствительным элементом, 3 в виде сквозной коническойусеченной обечайки с вертикальнойосью. Обечайка (чувствительный элемент) свободно, с возможностью вертикального перемещения вверх от опорного диска, надета нижней широкойчастью на опорный диск 10, которыйжестко закреплен на внутрикорпусномучастке подводящего патрубка 7, Внутри измерительной камеры 2 помещензонд элемента 5 преобразования уровня (обозначен на фиг. 1 той же позицией).263829 2 Устройство работает следующим об-. разом, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Измеряемую продукцию (нефть+пластовая вода+газ) периодически подают через входной патрубок 7 в измерительную камеру 2 с одновременным запуском элементов преобразования времени заполнения 4 и уровня 5, При достижении такого уровня продукции в камере 2, когда вертикальная составляющая Р силы 1" гидростатического давления Р продукции будет равна весу чувствительного элемента 3 (с осью), наступает момент подъема (отрыва) чувствительного элемента вверх от опорного диска. В этот момент времени чувствительный элемент разрешает функционально связанным с ним элементам 4 и 5 выдачу сигналов, характеризующих величины контролируемых ими параметров, в измерительный блок устройства. По замеренному элементом 4 промежутку времениа также уровню продукции Ь, измеренному элементом 5 в момент отрыва чувствительного элемента от опорного диска, измерительная схема определяет расход жидкой части продукции как в целом о так и покомпонентно о , о в. Для этого измерительный блок оперирует электрическими эквивалентами величин, учитывающих конструктивное исполнение измерительной камеры (таких как диаметр 0 опорного диска; диаметр Й малого усечения чувствительного элемента; высоту Н чувствительного элемента над плоскостью опорного диска; угол Ы наклона образующей чувствительного элемента к его оси; вес С чувствительного элемента, учитывающих физифеские свойства компонентов измеряемой продукции (таких, как плотность нефти 1, плотность воды 0 с учетом ее минерализации, объемное соотношение этих компонентов продукции в долях единицы Хв и Мв соответственно, а также плотность продукции), Так как плотность смеси в течение эксплуатации скважины меняется в диапазоне от ) до в а М от 1,0 до 0 (дпя воды пределы изменения в обратные), то текущую плотность продукции определяют по общеизвестной формуле Мн + Рвв Рнн + Р( ,)1263 829 Ьведения п 1 т", а седьмой умножительа 1оСуммирующий блок 28 производит вычисление тто определению количествапродукции н измерительной камере погФормуле=Ю -тп 1 т +пЬ , оперируя выходными сигналами умножитепей 13,1 би 17,Выходные сигналы умножителей 18и 19 поступают на первый нычитающийблок 29, который Формирует и выдаетсигнал, характеризующий разностьооВыходной си гнал с пер но го вычи т а ющего блока 29 поступает нп делитель 31, ко торый произ водит делениесигнала устпвки 2 б, характеризующеговеличину с/(-, ня выходной сигналнычитяющего блока 29. Выходной сигнал делителя 31 характеризует величину (/(в-(являющуюся вычитаемымн Формуле (2)., Из выходного сигналаустанки 27, характеризующего н фор-муле (2) величину,1 ц /р - р, второевычитпющее устройство 30 вычитаетвыходной сигнал с делителя 31 и выдает выходной сигнал, характеризующий количество нефти в продукции,т.е, Х .Выходной сигнал суммирующего блока 28 первый делитель 32 делит насигнал преобразователя времени л ивыдает на выходе сигнал,характеризующий расход продукции в единицу наблюдаемогоинтервала времени, т.е. ц. для нефти 10 Выходной сигнал с умножителя 15,Эхарактеризующий 1 т, одновременно по ступает на шестой и седьмой умножители 17 и 19, при этом шестой умно- житель производит определение произРв сгДеК,пт,п, а,Ь, с,О и О-пос -тоянные величины (константы), представляемые в измерительном блоке выходными сигналами соответствующихустанок, я именно:уставка 21 выдает сигнал, характеризующий 1;уставка 22 выдает сигнал, характеризующий т 1",устанка 23 выдает сигнал, характеризующий и;уставкя 24 выдает сигнал, характеризующий и;устанка 2" выдает сигнал, характеризующий Ь; 20уставка 2 выдает сигнал, характеризующий ь /(е )н;уставка 27 выдает сигнал, характеризующий с/(1 ц - 1 К.Например, расход (производительность) 25скважины по нефтяной компоненте из -мерительный блок 9 (фиг. 2) определяет в следующем порядке (с учетомтого, что все у ставки определены изаданы) .30Сигнал преобразователя 5 уровняпоступает однонременне на первый,второй и третий умножители 13, 1 ли 15 соответственно, Умножитель 13производит умножение константы К, 35представленной (за данной) сигналомсоответствующей формы, на сигнал,характеризующий уровень н измерительной камере 1 т. Умножитель 1 цпроизводит возведение сигнала, характеризующего В во нторую степень.Умножитель 15 производит определение 1 тВыходной сигнал с умножителя 14,гхарактеризующий 1 т Одновременно 45поступает на умножители четвертый ипятый 1 б и 18, при этом четвертыйумножитель производит умножение сиггнала уставки 22 нп Ь , а пятый умножитель производит умножение сигнала уставки. 2 Й на ту же величину,гт.е. Ь,. Умножитель 20, умножая выходныесигналы с делителя 32 и вычитающегоблока 30, выдает сигнал расхода понефтяной компоненте продукции,й о р м у л а и з обре т е н и я 1 Устройство для измерения жидких компонентов продукции скважины, содержпщее первичный треобразонятель, состоящий из сепаратора измерительной камеры с чувствительным элементом и элементом преобразования времени ее заполнения и уровня в ней, размещенных внутри корпуса-сепаратора, имеющего патрубки ввода и вывода продукции, а также измерительный блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения оперативности измерений за счет учета изменений соотношения компонентов в продукции скважины, измерительная камера образована жестко закрепленным на внутфигаР -ель А. РыбаковКравчук орректор Л, Пилипенко ка П ое тета СССРкрытийнаб., д. 4/ Произво нно-полиграбическое предприятие, г, Ужгоро роектная,рикорпусном участке подводящего патрубка горизонтальным опорным дискоми чувствительным элементом, выполнен"ным в виде конической усеченной обечайки, надетой нижней широкой частьюна опорный диск с возможностью вертикального перемешения вверх относительно него, при этом чувствительный элемент кинематически соединен сэлементами преобразования времени 10заполнения измерительной камеры иуровня продукции в ней, а выходы этихэлементов соединены с измерительнымблоком. 152. Устройство по п. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что измерительный блок состоит из восьми умножителей, семи уставок, суммирующего блока, двух вычитающих блоков и двух де лителей, причем выход элемента преобразования уровня соединен с первым входом первого и входами второго и третьего умножителей, второй вход первого умножителя соединен с первой 25 уставкой, выход второго умножителя соединен с первым входом четвертого Состав Редактор М, Бандура Техред535/32 тираж 548ВНИИПИ Государственного копо делам изобретений и13035, Москва, Ж, Раушск 829 8и пятого умножителей, вторые входы каждого из которых соединены с второй и третьей уставкой соответственно, выход третьего умножителя подключен к первым входам шестого и седьмого умножителя, вторые входы каждого из которых соединены .с четвертой и пятой уставкой соответственно, выходы первого, четвертого и шестого умножителей соединены с входами суммирующего блока, а выходы пятого и седьмого умножителя подключены к входам первого вычитавщего блока, выход суммирующего блока и выход элемента преобразования времени наполнения измерительной камеры соединен с входами первого делителя, выход которого подключен к первому входу восьмого умножителя, второй вход которого соединен с выходом второго вычитающего блока, один из входов которого подключен к шестой уставке, а другой его вход соединен с выходом второго делителя, один из входов которого подключен к седьмой уставке, а другой - соединен с выходом первого вычитающего блока.