измерительная линия и способ измерения газодинамических параметров

Формула изобретения

1. Измерительная линия, включающая измеритель расхода с диафрагмой, узлы измерения давления и температуры, пробоотборник и фланцевые соединения, отличающаяся тем, что она оснащена диафрагменным штуцером и установленной перед ним компенсационной раздвижной муфтой, при этом диафрагменный штуцер выполнен в виде корпуса с обоймой, состоящей из диафрагмы, которая установлена в обойме, выполненной в виде пластины, верхняя часть которой снабжена съемно-уплотнительным кольцом и выполнена с четырьмя кольцевыми пазами, заполненными уплотнителями, а нижняя часть пластины выполнена в форме поверхности вращения, причем верхняя и нижняя части пластины снабжены соответственно верхней и нижней опорно-съемными планками, а корпус снабжен верхней и нижней съемными камерами и соединен с ними шлицевыми соединениями.

2. Линия по п.1, отличающаяся тем, что компенсационная муфта выполнена в виде двух патрубков, расположенных в корпусе с разносторонней резьбой на внутренней стенке, а между корпусом и патрубками размещены уплотнения, обеспечивающие перемещение патрубков вдоль продольной оси рабочей линии под давлением.

3. Способ измерения газодинамических параметров, в котором измеряют дебит газа, устьевые и забойные давления и температуру при работе скважины на нескольких установившихся режимах, производят смену диафрагм с прерыванием потока газа при переходе с одного стационарного режима на другой после замера дебита газа и других газодинамических параметров и проводят повторные измерения всех газодинамических параметров, отличающийся тем, что переход с одного стационарного режима на другой осуществляют без остановки скважины за счет установленного на измерительной линии диафрагменного штуцера, смену диафрагмы производят в потоке газа, расход газа измеряют с кратковременным прерыванием потока газа в течение 2 3 мин, а повторные измерения всех газодинамических параметров осуществляют после стабилизации режима и газодинамических параметров.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к газодобывающей промышленности, в частности, к газодинамическим исследованиям газовых и газоконденсатных добывающих скважин.

Известны способ и устройство для газодинамического исследования скважин, включающие измеритель расхода газа с диафрагмой, узлы измерения давления и температуры, фланцевые соединения, устройство сужающее фланцевое, где замер дебита газа и других параметров осуществляется на устье скважины до стабилизации всех измерительных параметров.

Недостатками этого технического решения являются необходимость длительной остановки рабочей линии при замене диафрагмы, загрязнение окружающей среды.

Кроме того, при проведении газодинамических исследований на работающих сейчас измерительных линиях при сезонном изменении температуры воздуха нарушается соосность трубопроводов. Стационарно закрепленные трубопроводы необходимо центрировать, фланцевые поверхности сдвигать, что требует больших механических усилий и может привести к деформации и даже излому трубопроводов.

Цель изобретения проведение измерений и смены диафрагмы без остановки рабочей линии или выпуска газа в атмосферу путем оснащения измерительной линии диафрагменным штуцером и компенсационной раздвижной муфтой предлагаемой конструкции.

Цель достигается тем, что измерительная линия, включающая измеритель расхода газа с диафрагмой, узлы измерения давления и температуры, пробоотборники, фланцевые соединения, оснащена диафрагменным штуцером для отбора давления до и после диафрагмы и установленной перед ним компенсационной раздвижной муфтой. Компенсационная раздвижная муфта состоит из двух патрубков с разносторонней резьбой на внешней поверхности, размещенных внутри корпуса, который выполнен с разносторонней резьбой на внутренней стенке и уплотнениями между корпусом и патрубками, обеспечивающими перемещение патрубков вдоль продольной оси рабочей линии под давлением. Диафрагменный штуцер, включающий корпус с обоймой, состоящей из диафрагмы со съемно-уплотнительным кольцом, уплотнительное кольцо с кольцевыми прокладками. Диафрагма установлена в обойме, выполненной в виде пластины, верхняя часть которой снабжена съемно-уплотнительным кольцом для смены диафрагмы с четырьмя кольцевыми пазами, заполненными уплотнителем, а нижняя часть выполнена в форме поверхности вращения, при этом верхняя и нижняя части пластины снабжены соответственно верхней и нижней опорно-съемными планками, а корпус соединен с верхней и нижней съемной камерами шпилечными соединениями.

Газодинамические исследования газовых и газоконденсатных скважин проводятся следующим образом.

В начале проводится замер дебита газа, устьевых и забойных давлений и температур при работе скважины на нескольких установившихся режимах, при переходе с одного стационарного режима на другой после замера дебита газа и других газодинамических параметров производят смену диафрагмы, устанавливают ее в потоке газа, практически мгновенно изменяют расход газа с кратковременным (2 3 мин) прерыванием потока и проводят новые измерения всех газодинамических параметров после стабилизации, обеспечивают герметичность всей измерительной линии.

Проведение измерений и герметичность измерительной линии при замене диафрагмы без остановки рабочей линии обеспечивается тем, что на измерительной линии установлены диафрагменный штуцер и компенсационная раздвижная муфта. Это позволяет сделать вывод, что предлагаемое изобретение связано единым изобретательским замыслом.

На фиг. 1 представлена общая схема обвязки измерительной линии на скважине; на фиг. 2 продольный разрез компенсационной раздвижной муфты; на фиг. 3 продольный разрез диафрагменного штуцера.

На фиг. 1 представлена схема обвязки измерительной линии. Измерительная линия 1 установлена на рабочей линии 2, соединяющей эксплуатационную скважину с пунктом сбора газа (не показано). На измерительной линии установлен измеритель расхода 3, узлы измерения температуры 4 и 7, давления 5 и 6, пробоотборник 8, диафрагменный штуцер 9, фланцевые соединения 10-12, компенсационная раздвижная муфта 13.

На фиг. 2 представлен продольный разрез компенсационной раздвижной муфты, включающей два патрубка 1, 2, расположенных внутри корпуса 3. Корпус 3 выполнен с разносторонней резьбой 4 и 5 на внутренней стенке и уплотнениями 6 между корпусом 3 и патрубками 1 и 2, что обеспечивает перемещение патрубков 1 и 2 вдоль продольной оси рабочей линии под давлением; фиксаторы положения 8 и 9, рукоятку 10.

На фиг. 3 представлен продольный разрез диафрагменного штуцера. Диафрагменный штуцер содержит корпус 1, обойму 2, состоящую из диафрагмы 3 со съемно-уплотнительным кольцом 4, уплотнения 5-7, верхнюю и нижнюю съемные камеры 8 и 9, шпильки для крепления камеры 10 и 11, штурвал 12 с уплотнениями; нижняя и верхняя упорные планки 14 и 15, отверстия для штуцера отбора давлений 16 и 17, запорные вентили верхней камеры 18 и 19, запорные вентили нижней камеры 20 и 21, вентиль 19 и 21 гидродинамически связаны.

Измерительная линия работает следующим образом.

С помощью фланцев измерительная линия 1 (фиг. 1) устанавливается на рабочей линии 2, соединяющей эксплуатационную скважину с пунктом сбора продукции скважин (на чертеже не указан), и включается в действие: открываются рабочие задвижки арматуры 3 скважины и поток газа пускается через измерительную линию 1, замеряется давление и температура потока до и после сужающего устройства, в данном случае диафрагменного штуцера 9, пробоотборником 8 отбираются пробы добываемой продукции. Диафрагменный штуцер 9 в качестве сужающего устройства новой конструкции используется для измерения расхода добываемого газа. В диафрагменный штуцер (фиг. 3) вставляется диафрагма 2 наименьшего диаметра, и скважина пускается в работу. После стабилизации режима и всех газодинамических параметров проводится измерение последних. Переход на следующий стационарный режим осуществляется без остановки рабочей линии с использованием предлагаемого диафрагменного штуцера 9 (фиг. 1).

Смена диафрагмы без остановки рабочей линии производится следующим образом (фиг. 3). Путем вращения штурвала 12 обойму 2 перемещают вверх до упора планки 15 и мгновенно перекрывают поток газа. Проведя контроль дифмамометром 16 и 17, открывают вентили 18 и 19, контролируют отсутствие давления в верхней съемной камере 8, после чего с помощью шпильки 10 производят ее съем. Затем для смены диафрагмы снимают уплотнительное кольцо 4, извлекают диафрагму 3 и ставят диафрагму 3 большего диаметра. После смены диафрагмы 3 производят уплотнение с помощью уплотнительного кольца и монтируют съемную камеру 8 с помощью шпильки 10. Используя вентили 20 и 21 подают давление с нижней камеры 9 в верхнюю камеру 8. Обратным вращением штурвала 12 до упора планки 14 смещают диафрагму 3 в рабочее положение, контролируя центровку, устанавливают диафрагму 3 в потоке газа до стабилизации всех газодинамических параметров и проводят их измерение. Затем операция аналогично повторяется по требующемуся количеству стационарных режимов.

Компенсационная раздвижная муфта 13, являясь одним из узлов измерительной линии 1 (фиг. 1), используется при монтаже и работе измерительной линии для предотвращения механических и температурных деформаций, прогибов и смещений трубопроводов рабочей линии 2.

Компенсационная раздвижная муфта (фиг. 2) работает следующим образом.

При обычной работе компенсационной раздвижной муфты ею исполняются функции демпфера температурных напряжений и деформаций.

При установке сепарационного блока (не показан) вместо отрезка измерительной линии, ограниченного фланцами 10 и 11 (фиг. 1), вращением корпуса 3 (фиг. 2) продольно перемещают патрубки 1 и 2, жестко соединенные с трубопроводами, обеспечивая герметичность за счет уплотнений 6 и 7 и удобство монтажа. После проведения необходимых измерений вместо сепарационного блока устанавливают ранее снятый отрезок измерительной линии и устанавливают ее на один фланец. Обратным вращением корпуса 3 (фиг. 2) компенсационной раздвижной муфты 13 (фиг. 1) достигают плотного соединения второго фланца.

Предлагаемое изобретение дает возможность проведения всех необходимых монтажных работ, газодинамических измерений и смены диафрагм без остановки рабочей линии и потерь добычи газа. При быстрой смене диафрагмы сохраняется неизменной пластовая газогидродинамическая обстановка в районе исследуемой скважины, в частности сохраняются размеры "воронки" пластовой депрессии, что ведет к сокращению времени стабилизации каждого режима, сокращает время исследования и повышает его качество, а также исключает потери добычи природного газа и газового конденсата.

Кроме того, диафрагменный штуцер выполнен таким образом, что в процессе смены диафрагмы герметичность его устройства не нарушается и продукция скважины не попадает в окружающую среду, а компенсационные раздвижные муфты предотвращают нарушение герметичности трубопровода при подключении к измерительной линии сепарационного блока, а также при сезонном изменении температуры.