Индикатор уровня жидкости в скважине, оборудованной глубинным плунжерным насосом

(5 Н 5 Е 21 В 47/О БРЕТЕНИ МУ СВИДЕТЕЛЬС АВ учно-исситут нефИ. ОпераМ,; Недра. ЖИДКО- ВАННОЙ АСО СОМ, отверстияюаааЪ ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И(71) Пермский государственный нледовательский и проектный инстяной промышленности(56) Васильевский В.Н. и Петров Атор по исследованию скважин. -1983, с.199 - 201,. Авторское свидетельство ССМ 859615, кл, Е 21.В 47/04, 1979(54 К 57) 1. ИНДИКАТОР УРОВНЯСТИ В СКВАЖИНЕ, ОБОРУДОГЛУБИННЫМ ПЛУНЖЕРНЫМ Нсодержащий корпус с входными Изобретение относится к области нефтедобычи, в частности к устройствам для определения уровня жидкости. преимущественно в малодебитных нефтяных скважинах, оборудованных глубинными плунжерными насосами,Целью изобретения является повыше- ние надежности работы и повышениеточности определения уровня жидкости в скважине,На фиг,1 представлен индикатор уровня жидкости в скважине, оборудованной глубинным плунжерным насосом, уровень жидкости выше приемной части насоса. поперечный разрез; на фиг,2 - то же, уровень жидкости ниже приемной части насоса.Индикатор уровня жидкости в скважине, оборудованной глубинным плунжерным ми и поплавок, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения надежности работы и повышения точности определения уровня жидкости, он снабжен переходником и кольцевой заслонкой с тягой, а поплавок выполнен в виде пустотелого тора. причем поплавок и кольцевая заслонка охватывают корпус индикатора и соединены между собой с помощью тяги, при этом заслонка расположена с возможностью перекрытия входных отверстий корпуса индикатора, а последний жестко соединен через переходник с корпусом насоса.2. Индикатор по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что корпус индикатора и кольцевая заслонка выполнены в виде расширяющихся конусов. насосом, содержит корпус 1 с входными отверстиями 2, выполненными на боковой по- д верхности корпуса 1 индикатора. Снаружи корпус 1 индикатора охвачен кольцевой заслонкой 3, которая установлена напротив входных отверстий 2. Заслонка 3 прикреплена посредством тяги 4 к поплавку 5, который также установлен снаружи корпуса 1 индикатора с возможностью его перемещения вместе с заслонкой 3 вдоль корпуса 1 индикатора, Поплавок 5 выполнен пустотелым в виде тора.Корпус 1 и заслонка 3 индикатора уровня жидкости могут быть выполнены в виде расширяющегося конуса для более надежного перекрытия входных отверстий 2. Корпус 1 индикатора соединен с корпусом 6 глубинного плунжерного насоса, например, с помощью переходника 7. При этом загруб 1717807ное пространство 8 скважины через входные отверстия 2 в корпусе 1 индикатора,внутреннюю полость 9 индикатора, всасывающий клапан 10 глубинного насоса связано с нагнетательной полостью 11 5глубинного насоса. Объем нагнетательнойполости 11 определяется величиной ходаплунжера 12 насоса,На погруженные в жидкость поплавок 5,тягу 4 и заслонку 3 действует выталкивающая сила, направленная вверх, Причем выталкивающая сила Еь для поплавка 5, тяги 4и заслонки 3 определяется выражениемЕВ = (Ч 1 + Ч 2 + ЧЗ) Р Я,где Ч 1 - объем вытесненной поплавком жидкости, мз,Ч 2 - объем вытесненной тягой жидкости, м;з,Чз- объем вытесненной заслонкой жидкости, м;з.20р - плотность жидкости, кг/м;3,р - ускорение свободного падения,м/с .Благодаря тому, что вес поплавка 5, тяги4 и заслонки 3 меньше выталкивающей силы 25Еь, то поплавок 5 с тягой 4 и заслонкой 3,полностью погруженные в жидкость, находятся в ней во взвешенном состоянии,Индикатор уровня работает следующимобразом. 30Глубинный плунжерный насос и.индикатор уровня жидкости на насосно-компрессорных трубах 13 опускают в скважинупод динамический уровень жидкости, Принормальной подаче насоса, когда уровень 35жидкости в затрубном пространстве 8 скважины значительно выше приема глубинного.насоса, поплавок 5 индикатора всплывает иувлекает за собой заслонку 3. При этомвходные отверстия 2 в корпусе 1 индикатора 40открыты для прохода добываемой жидкости(фиг.1). При ходе плунжера 12 глубинногонасоса вверх открывается всасывающийклапан 10, жидкость из затрубного пространства 8 поступает в нагнетательную полость 11 глубинного насоса, При ходеплунжера 12 вниз перекачиваемая жидкость вытесняется их нагнетательной полости 11 через нагнетательный клапан 14 и поколонне насосно-компрессорных труб 13 50выводится на поверхность при следующемходе вверх плунжера 12.При падении уровня жидкости в затрубном пространстве 8 скважины до приемнойчасти насоса и ниже вес поплавка 5, тяги 4 55и заслонки 3 будет больше выталкивающейсилы ЕВ. Заслонка 3 опускается вниз и перекрывает входные отверстия 2 индикаторауровня (фиг.2), Тем самым внутренняя полость 9 индикатора и нагнетательная полость 11 глубинного насоса будут отделены от затрубного пространства 8 скважины,При уровне жидкости, превышающем приемную часть насоса,и при открытом всасывающем клапане нагрузка на полированный шток глубиннонасосной установки равна весу насосных штанг в жидкости, весу столба жидкости в насосно-компрессорных трубах и силе трения при ходе плунжера вверх относительно цилиндра насоса, При закрь 1 том всасывающем клапане и открытом нагнетательном клапане нагрузка на полированный шток равна весу насосных штанг в жидкости за вычетом силы трения при ходе плунжера вниз относительно цилиндра насоса, При этом процесс восприятия нагрузок и снятия нагрузок регистрируется, например, динамометрическим датчиком, Причем зависимость нагрузки на полированном штоке от хода плунжера, воспринимаемая датчиком, при нормальной подаче насоса имеет форму неправильного параллелограмма, две противоположные сторонь 1 которого смещены на величину веса столба жидкости,Когда уровень жидкости в скважине будет на приемной части насоса ниже, при закрытых входных отверстиях 2 нагрузка на полированный шток будет равна весу насосных штанг за вычетом усилия на разрежение в нагнетательной полости 11 и силе трения при выходе плунжера 12 вниз относительно цилиндра насоса, При ходе плунжера насоса вверх при закрытом приеме глубинного насоса нагрузка на полированный шток будет равна весу столба жидкости в насоснокомпрессорных трубах, весу насосных штанг в жидкости плюс дополнительное усилие, определяемое величиной разрежения в нагнетательной полости 11 глубинного насоса и внутренней полости 9 индикатора. уровня жидкости.Так как добываемая жидкость является газосодержащей(плотность нефти в пластовых условиях составляет 0,640 г/см; плотз, ность в поверхностных условиях 0,810 г/см,з газонасыщенность нефти в промысловых условиях 325 м /т, объемный коэффициент 1,720; давление насыщения нефти газом 182 кгс/см 2), то для нее справедлив закон Бойля-МариоттаР 1 Ч 1 = Р 2 /2,где Р 1 - давление газожидкостной смеси в цилиндре насоса при нижнем положении плунжера;Ч 1 - объем нагнетательной полости глубинного насоса под плунжером при его нижнем положении;раолотпоТаким образом, появление в цикле боты глубинно-насосной установки до нительной нагрузки в зависимости величины разрежения в нагнетательной лости позволит судить достоверно об ур Ч 2 - объем нагнетательной полости глубинного насоса при верхнем положении плунжера глубинного насоса:Р 2 - давление газожидкостной смеси в нагнетательной полости глубинного насоса 5 при верхнем положении плунжера глубинного насоса.Следовательно, давление в нагнетательной полости 11 глубинного насоса и во внутренней полости 9 индикатора при допу щении, что утечки отсутствуют, равноР 1 Ч 1 Р 2 Дополнительное усилие, вызванное разрежением в нагнетательной полости 11 15 глубинного насоса, равно Р Р 1 -Р 2 Р 1 Ч 2 - Ч 1Я ЯЧ не жидкости по отношению к приему глубинного насоса, Причем зависимость нагрузки от хода полированного штока, имеющая форму узкой щели, указывает на снижение уровня жидкости ниже приема насоса.Уровень линии восприятия нагрузки и уровень снятия нагрузки в полученной петле (т,е. в полученном графике зависимости нагрузки от хода полированного штока) за счет дополнительного усилия, получаемого разрежением в нагнетательной поло-. сти 11, позволяет однозначно определять уровень жидкости по отношению к приемной части насоса,Сигнал об уровне жидкости по отношению к приемной части насоса с выхода динамометрического датчика передается на диспетчерский пункт для принятия решения о работе скважины. При падении уровня жидкости ниже приемной части глубинного насоса электродвигатель глубинно-насосной установки отключается от сети на время накопления жидкости в скважине.1717807 едактор А,Мотыль Техред М.Моргентал Коррек Демч Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 каз 862 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по 113035, Москва, ЖПодписноебретениям и открытиям при ГКНТ ССаушская наб 4/5