установка для определения дебита продукции скважин

Формула изобретения

Установка для определения дебита продукции скважин, содержащая две измерительные емкости, сообщенные между собой в верхних частях газопроводом, а в нижних частях трубопроводом и снабженные датчиками верхнего и нижнего уровней жидкости, одновременно служащими датчиками гидростатического давления столба жидкости в измерительных емкостях, сепарационную емкость, подключенную к измерительным емкостям снизу через переключатель потока, а сверху подключенную к обводному газопроводу, соединенному через обратный клапан с газопроводом и через расходомер и регулятор расхода газа со сборным коллектором, микропроцессор, отличающаяся тем, что между переключателем потока и сборным коллектором установлен насос откачки, производительность которого выше производительности замеряемых скважин.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для определения дебита жидкости, газа и нефти в продукции, добываемой из нефтяной скважины.

Известно устройство для измерения дебита нефтяных скважин, содержащее вертикальный цилиндрический сепаратор с гидроциклоном, снабженным успокоительными решетками, образующими полость измерения, внутри которых у боковой стенки сепаратора размещены датчики нижнего и верхнего уровней, установленные на разном уровне датчики давления, газовую линию с клапаном, объединенные в общий выходной коллектор, причем выпускная жидкостная линия выполнена в виде сифона, и микропроцессор.

Недостатком известного устройства является недостаточная точность измерения как по объему, так и по составу продукции скважины.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является установка для определения дебита продукции скважины [2], содержащая две измерительные емкости, сообщенные между собой в верхних частях газопроводом, а в нижних частях трубопроводом, и снабженные датчиками верхнего и нижнего уровней жидкости, одновременно служащими датчиками гидростатического давления столба жидкости в измерительных емкостях, сепарационную емкость, подключенную к измерительным емкостям снизу через переключатель потока, а сверху подключенную к обводному газопроводу, соединенному через обратный клапан с газопроводом, и через расходомер и регулятор расхода газа со сборным коллектором.

Установка позволяет определять дебит по жидкости, газовый фактор, обводненность продукции скважины, дебит по нефти, воде, газу.

Недостатком этой установки является ограничение диапазона измерений при малом газовом факторе, т.к. вытеснение замеренной жидкости идет за счет выделившегося газа.

Задачей предлагаемого технического решения является расширение диапазона определения дебита продукции скважин по нефти, воде, газу независимо от состава измеряемой среды меньшими затратами и при меньших габаритах установки.

Предложена установка для определения дебита продукции скважин, содержащая две измерительные емкости, сообщенные между собой в верхних частях газопроводом, а в нижних частях трубопроводом, и снабженные датчиками верхнего и нижнего уровней жидкости, одновременно служащими датчиками гидростатического давления столба жидкости в измерительных емкостях, сепарационную емкость, подключенную к измерительным емкостям снизу через переключатель потока, а сверху подключенную к обводному газопроводу, соединенному через обратный клапан с газопровдом, и через расходомер и регулятор расхода газа со сборным коллектором микропроцессор, отличающаяся тем, что между переключателем потока и сборным коллектором установлен насос откачки, производительность которого выше производительности замеряемых скважин.

Предлагаемая установка позволяет расширить диапазон определения дебита продукции скважин по нефти, воде, газу независимо от состава измеряемой среды меньшими затратами и при меньших габаритах установки.

Снабжение установки насосом откачки, имеющим производительность выше производительности замеряемых скважин, позволяет опорожнять наполненную измерительную емкость раньше, чем наполняется вторая емкость, и переключение на замер очередной емкости будет всегда в опорожненную измерительную емкость, что позволяет использовать установку при малом газовом факторе.

На чертеже изображена предлагаемая установка.

Установка содержит две измерительные емкости 1 и 2, датчики верхнего уровня 3 и 4, датчики нижнего уровня и гидростатического давления 5 и 6, переключатель потока жидкости 7, соединительные трубопроводы 8 и 9, газопровод 10, трубопровод для подачи жидкости 11, трубопровод для отвода жидкости 12, датчик давления 13, сепарационную емкость 14, клапаны обратные 15 и 16, патрубок 17 для подвода продукции скважин, расходомер газа 18, регулятор расхода газа 19, обводной газопровод 20, запорные органы 21-26, выходной патрубок 27, насос откачки 28, датчик температуры 29.

Установка работает следующим образом.

Газожидкостная смесь через патрубок 17 при закрытом запорном органе 21 и открытом запорном органе 22 поступает в сепарационную емкость 14, где газ и жидкость разделяются. Жидкость через открытые запорные органы 24 и 23 по трубопроводу 11, переключатель потока 7, трубопроводу 8 поступает в одну из измерительных емкостей, например 1. Высвобожденный газ через клапан обратный 15, обводной газопровод 20, расходомер газа 18, регулятор расхода газа 19 при открытом запорном органе 26 по патрубку 27 поступает в сборный коллектор. Когда уровень жидкости в наполняемой измерительной емкости достигает датчика верхнего уровня 3, поступает сигнал на переключатель потока 7, который переключает направление потока и жидкость по трубопроводу 9 поступает в другую измерительную емкость, например 2. Одновременно по сигналу датчика верхнего уровня 3 включается насос откачки 28, который откачивает жидкость из наполненной измерительной емкости 1. При достижении жидкостью датчика нижнего уровня 5 подается сигнал на отключение насоса откачки 28. Газ, выделившийся дополнительно, через клапан обратный 16, обводной газопровод 20, расходомер газа 18, регулятор расхода газа 19 при открытом запорном органе 26 по патрубку 27 поступает в сборный коллектор. Весь процесс повторяется при заполнении очередной измерительной емкости.

При заполнении каждой измерительной емкости измеряется время изменения уровня жидкости от нижнего датчика 5 или 6 до верхнего 3 или 4. По известной вместимости измерительной емкости и времени заполнения определяется дебит жидкости.

В момент достижения жидкостью верхнего заданного уровня, нижний датчик (5 и 6) измеряет гидростатическое давление столба жидкости известной высоты. По результатам измерения гидростатического давления столба жидкости определяется средняя плотность жидкости, состоящей из нефти и воды, и при известных плотностях чистой нефти и воды рассчитывают обводненность нефти, поступающей в измерительную емкость.

Весь выделившийся газ проходит через расходомер газа 18. Зная время замера и дебит по жидкости, можно рассчитать дебит газа в единицу времени и в пересчете на единицу объема жидкости. Пересчет газового фактора на нормальные условия производится с учетом результатов измерения давления датчиком давления 13 и датчиком температуры 29.

Вся работа установки управляется микропроцессорным контроллером по заданной программе. Отсчет времени, обработка результатов измерений датчиками уровней, давления и температуры, подача сигналов на исполнительные механизмы и обработка результатов измерений проводится контроллером по заданному алгоритму и программе.

Предлагаемая установка может работать с отключением сепарационной емкости или вместо нее можно устанавливать устройство предварительного отбора газа. Вместо оригинального переключателя потока можно использовать две единицы электроприводной запорной арматуры.

Насос откачки позволяет применять данную установку независимо от состава продукции скважины и ее дебита. Предлагаемая установка может использоваться как контрольная.