способ измерения дебита скважины и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ измерения дебита скважины, включающий периодическое пропускание предварительно отсепарированного от газа потока жидкости через измерительный блок при постоянных пределах перепада давления в измерительной линии и снятие с него показаний, характеризующих дебит скважины с его последующим определением, отличающийся тем, что определение дебита скважины производят по количеству времени протекания потока жидкости в измерительной линии в пределах установленных перепадов давления за время измерения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что пределы перепадов давления выбираются из условия обеспечения скорости протекания жидкости в пределах Re_minRe_гр.

3. Устройство для измерения дебита скважины, содержащее газосепаратор с поплавковым датчиком уровня, связанным с газовой заслонкой входной патрубок для газожидкостной смеси и две выходные линии для газа и жидкости с установленным в них клапаном-регулятором перепада давления с запорным элементом, выполненным в виде тарелки и соединенным с измерительным блоком, отличающееся тем, что клапан-регулятор перепада давления выполнен с датчиком положения тарелки клапана, связанным с измерительным блоком, выполненным в виде блока питания, генератора опорной частоты, делителей частоты, одновибраторов и связанных с ними контактных реле и счетчиков импульсов.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что генератор опорной частоты выполнен с возможностью ее регулировки.

5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что клапан-регулятор перепада давления имеет на выходе сопло "четверть круга".

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в системах сбора продукции скважин на промыслах.

Известен способ измерения дебита скважин [1] заключающийся в периодическом пропускании потока жидкости скважины, предварительно отсепарированной от газа, через измерительное устройство при постоянных пределах перепада давления на нем. По показаниям измерительного устройства определяется количество жидкости, прошедшее через него за время измерения, и следовательно дебит скважины.

Известно устройство [2] для осуществления способа измерения дебита, содержащее газосепаратор с поплавком, связанным с заслонкой на газовой линии, регулятор перепада давления и турбинный счетчик жидкости, установленные на жидкостной линии, а так же вторичное устройство, регистрирующее показания турбинного счетчика.

Недостатком указанного способа и устройства является необходимость применения измерителя количества жидкости с вторичным устройством, что приводит к усложнению и снижению надежности всего устройства.

Целью изобретения является повышение точности измерения и надежности работы устройства с одновременным упрощением конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что по способу измерения дебита скважины, заключающемуся в периодическом пропускании потока жидкости скважины, предварительно отсепарированной от газа, через измерительное устройство при постоянных пределах перепада давления в измерительной линии и снятии с него показаний, характеризующих дебит скважины, измерение дебита скважины производят по количеству времени протекания потока в пределах установленных перепадов давления, а пределы перепадов давления выбирают из расчета обеспечения скорости протекания жидкости в условиях Re_minRe гр.

Описанный способ позволяет производить измерение дебита скважин по суммарному количеству времени нескольких циклов протекания потока жидкости при его периодическом пропускании из сепаратора при постоянных перепадах давления за время измерения. Это возможно ввиду постоянства гидравлических характеристик гидравлического тракта данного измерительного устройства.

Для повышения точности измерения в описанном способе перепады давления при пропускании потока жидкости выбирают такими, чтобы обеспечить скорость протекания жидкости при Re_min Re гр. для обеспечения турбулентного режима протекания жидкости, при котором наименьшие влияния на гидравлические характеристики тракта от изменения вязкости, плотности и скорости жидкости.

Поставленная цель достигается так же тем, что для осуществления способа измерения дебита скважин в известном устройстве, содержащем газосепаратор с поплавковым датчиком уровня, входной патрубок для газожидкостной смеси и две выходных линии, одна из которых для газа, а другая для жидкости, с установленным в нем клапаном-регулятором перепада давления и счетчиком жидкости, связанным со вторичным устройством, клапан снабжен датчиком положения, связанным со вторичным устройством, состоящим из блока питания, генератора опорной частоты с возможностью ее регулирования, делителей частоты и одновибраторов, связанных с исполнительными реле, а на выходе клапана установлено сопло "четверть круга".

Предлагаемое устройство содержит (см. чертеж) из газосепаратора 1 с входным патрубком 2 и выходными линиями для газа 3 и жидкости 4. В газосепараторе установлен поплавок 5, связанный с газовой заслонкой 6. На выходной линии установлен клапан-регулятор перепада давления 7 с постоянным магнитом 8 на штоке 9. В верхней части клапана установлен датчик положения тарелки клапана 10 в виде магнитоуправляемого контакта. Датчик связан со вторичным устройством 11, состоящим из блока питания 12, генератора опорной частоты 13, одновибраторов 14 и исполнительных реле 15.

Внутри клапана после его тарелки установлено сопло "четверть круга" 16, обеспечивающее стабильность коэффициента гидравлического сопротивления при турбулентном режиме течения жидкости.

Устройство работает следующим образом. Поступающая в сепаратор 1 продукция скважины повышает в нем давление, которое воздействует на механизм клапана и при достижении перепада давления заданного значения, перемещает тарелку, шток и закрепленный на нем магнит 8 вверх, открывая выход жидкости из сепаратора.

При срабатывании клапана магнит воздействует на магнитоуправляемый контакт датчика положения, замыкая его, и начинается отсчет импульсов во вторичном устройстве. Частота следования импульсов выбирается расчетно, в зависимости от среднего перепада и диаметра сопла или устанавливается при градуировке устройства (клапана).

По мере освобождения сепаратора от жидкости или в результате сброса накопившегося газа через газовую заслонку 6, перепад давления на клапане уменьшается и при снижении до заданного, клапан закроется, движение жидкости прекратится и одновременно прекратится счет импульсов во вторичном устройстве 10.

Количество импульсов вторичного прибора будет пропорционально количеству прошедшей через устройство жидкости.

Для обеспечения необходимого коэффициента пропорциональности генератор выполнен с возможностью регулирования опорной частоты, что дает возможность получать результаты в именованных единицах объема или массы.

Предлагаемое устройство обладает следующими преимуществами: обеспечивается снижение затрат за счет совпадения функций регулирования и измерения в одном устройстве; повышается надежность работы в несколько раз за счет исключения применяемых сложных турбинных счетчиков жидкости; повышается точность измерения за счет исключения инерционности турбинных счетчиков; значительно снижается металлоемкость и трудоемкость изготовления устройства.

Таким образом, совокупность взаимосвязанных существенных признаков позволит получить совокупность положительных качеств и суммарный положительный эффект.

Испытания опытных образцов на стендах и в промысловых условиях подтвердили получение новых положительных качеств, в том числе, высокую надежность в работе при измерении дебита нефти.