устройство для исследования пластовых флюидов

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЛАСТОВЫХ ФЛЮИДОВ, включающее измерительную камеру высокого давления, установленную в термостатирующем кожухе, разделительный поршень, размещенный в измерительной камере, и гидроприбор, выполненный в виде установленного в корпусе поршня со штоком, жестко связанным с разделительным поршнем измерительной камеры, отличающееся тем, что оно снабжено механическим реечно-зубчатым приводом низкого давления, зубчатое колесо которого размещено в корпусе гидропривода, а шток гидропривода выполнен в виде зубчатой рейки с нанесенной на нее линейной шкалой грубого измерения перемещения штока.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено круговой шкалой точного измерения перемещения штока, закрепленной на выходном конце зубчатого колеса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для изучения физических свойств пластовых флюидов и определения соотношения давления объема температуры (РУТ).

Известно устройство, содержащее измерительную камеру высокого давления в термостатирующем кожухе (автоклав), в котором перемещается разделительный поршень непосредственно со штоком гидропривода. Ход штока с разделительным поршнем изменяет объем камеры, а измерение перемещения поршня (штока) осуществляется линейной шкалой, расположенной на штоке [1]

Недостатком устройства является низкая точность измерения объема, а также отсутствие дополнительного (кроме гидравлического) перемещения штока, что ограничивает проведение исследования при малых давлениях пробы пластового флюида в измерительной камере, сравнимого с трением поршневых уплотнений.

Целью изобретения является повышение точности изучения соотношения РУТ за счет прямого и непосредственного измерения изменения объема пластового флюида с высокой точностью в пределах параметров давления от 0 до 100 МПа и любых пластовых температурах.

Цель достигается тем, что измерительная камера, имеющая разделительный поршень, смонтирована с гидроприводом как единая конструкция, где шток гидропривода выполнен без зазоров с разделительным поршнем камеры, и снабжено дополнительно реечно-зубчатым механическим ручным приводом, являющимся одновременно измерительным средством при изменении объема измерительной камеры. Шток содержит линейную шкалу с грубым отсчетом до 1 мм, а реечно-зубчатый привод снабжен круговой шкалой с конусом для точного отсчета перемещения штока до тысячных долей миллиметра.

Существенным отличием заявленного решения является то, что устройство имеет измерительную камеру с встроенным гидроприводом высокого давления и механическим приводом низкого давления, являющимся одновременно измерительным средством изменения объема в измерительной камере.

Вышеприведенные существенные отличия не известны из патентной и научно-технической информации и в совокупности с известным позволяют достичь цели изобретения. На основании изложенного считаем, что заявленное изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Изобретение соответствует критерию "промышленной применимости", так как опробировано в промысловых условиях.

На фиг. 1 изображено в исходном состоянии устройство в сборе с вспомогательным приспособлением качалкой для перемешивания исследуемой пробы; на фиг.2 вид А на фиг;1; на фиг.3 сечение Б-Б на фиг.2.

Устройство состоит из измерительной камеры 1 высокого давления в термостатирующем кожухе 2 с разделительным поршнем 3 и гидропривода 4 со штоком 5, зубчатым колесом 6 с закрепленной на нем круговой шкалой 7 в корпусе 8. На штоке по всей длине нарезана зубчатая рейка и линейная шкала. Линейная шкала снабжена указателем 9, а круговая шкала нониусом 10.

Измерительная камера 1 имеет распределительный узел 11 с манометром 12 с игольчатыми вентилями 13, а также шарик 14, предназначенный для более активного перемешивания пробы пластового флюида в камере.

Устройство закрепляется на шарнире качалки 15, позволяющей осуществить перемешивание пробы путем раскачивания устройства вокруг оси шарнира. Качалка снабжена фиксатором 16, позволяющим зафиксировать положение, требуемое для работы.

Устройство фиксируют в качалке 15, как показано на фиг.1. Подачей масла в гидропривод 4 приводят поршень 3 в крайнее верхнее положение, после чего гидропривод перекрывают вентилями 13. Производят вакуумирование "мертвого объема" распределительного узла 11 и заполняют его исследуемой пробой.

Осуществляют перевод исследуемой пробы в камеру 1. Переводимую пробу переводят под давлением, превышающим давление насыщения, путем контролирования по манометру 12 и открывают вентиль "Слив" гидропривода 4. Для правильного заполнения пробы необходимо так отрегулировать производительность вентиля "Слив", чтобы процесс заполнения камеры 1 осуществлялся постоянно под давлением выше давления насыщения.

После перевода пробы в камеру 1 перекрывают все вентили 13 и производят термостатирование в кожухе 2 до пластовой температуры. Проба готова к исследованию.

Пример определения давления насыщения.

Подачей масла в гидропривод 4 создают давление в камере 1, соответствующее пластовому. Снимают фиксатор 16 и перемешивают пробу до однофазного состояния путем раскачивания устройства в качалке 15. По манометру 12 контролируют состояние пластового давления, управляя вентилями гидропривода. Считывают показания манометра по указателю 9 целые величины, по указателю 10 доли десятые, сотые и тысячные.

Вентилем "слив" гидропривода 4 снижают давление в камере 1 на ступень в соответствии с технологией. Перемешивают пробу до однофазного состояния. Считывают показания манометра и указателей 9 и 10.

Таким порядком снижают давление в камере 1 по нескольким промежуточным ступеням и отмечают момент, когда объем пробы в камере увеличивается (расширяется) и шток 5 перемещается, а показания манометра 12 остаются постоянными, значит начинается выделение газа, проба переходит в двухфазное состояние. Это положение соответствует давлению насыщения.

Выпуск пробы для изучения плотности, вязкости, разгазирования.

Гидропривод настраивают на поддержание в камере 1 давления выше насыщения, осуществляя нужный перепад вентилями "Подача" и "Слив". Для этого в гидравлическую схему вводят предохранительный клапан или автоматический регулятор давления. После стабилизации работы гидропривода открывают вентиль "Выпуск пробы", контролируя по манометру 12 давление выпуска не ниже насыщения.

Работа с малыми давлениями в измерительной камере 1.

Когда давление в камере 1 не может управляться гидроприводом (трение и сопротивление гидросистемы превышают давление в камере 1), нужно перейти на ручное управление реечно-зубчатым приводом. Для этого на головку шестигранник шкалы 7 устанавливают специальный ключ (или обыкновенный гаечный ключ), чтобы обеспечить поворот шестерни 6 и через зубчато-реечную передачу перемещать шток 5 с поршнем 3 в нужных параметрических величинах.