установка для исследования пластовой нефти и газа

Формула изобретения

Установка для исследования свойств нефти и газа в пластовых условиях, включающая поршневой контейнер с пробой, снабженный верхним вентилем и нижним вентилем, блок перевода пробы из поршневого контейнера в измерительный пресс, который содержит цилиндр с отверстием в верхнем основании цилиндра для заполнения его пробой, поршень, перемещающийся внутри цилиндра, датчик давления, датчик линейных перемещений поршня, циркуляционный насос, вискозиметр, вакуумный насос, систему термостатирования, отличающаяся тем, что на нижний вентиль поршневого контейнера с пробой своим выходным отверстием установлен программно-управляемый многопозиционный пневматический клапан, а верхний вентиль соединен с вентилем вакуумного насоса и с вентилем измерительного пресса, блок перевода пробы из поршневого контейнера включает сосуд с рабочей жидкостью, систему из двух поршневых насосов, каждый из которых снабжен датчиком давления, программно-управляемым многопозиционным пневматическим клапаном, приводом, блоком импульсного управления, причем каждый поршневой насос и его датчик давления подсоединен к входному отверстию соответствующего программно-управляемого многопозиционного пневматического клапана, сосуд с рабочей жидкостью соединен с выходным отверстием программно-управляемого многопозиционного пневматического клапана каждого насоса, другое выходное отверстие программно-управляемого многопозиционного пневматического клапана одного из насосов подсоединено к входному отверстию программно-управляемого многопозиционного пневматического клапана нижнего вентиля поршневого контейнера, а другое выходное отверстие программно-управляемого многопозиционного пневматического клапана другого насоса подсоединено к выходному отверстию программно-управляемого многопозиционного пневматического клапана нижнего вентиля поршневого контейнера, и одновременно соединено с отверстием в нижнем основании цилиндра измерительного пресса; измерительный пресс выполнен в виде цилиндра с плавающим поршнем, снабженным ультразвуковым датчиком линейных перемещений, гибкая проводная связь которого герметично выведена через нижнее основание цилиндра наружу, и уплотнительным кольцом, герметизирующем поршень, образуя в полости цилиндра верхнюю и нижнюю камеры, при этом отверстие в верхнем основании цилиндра соединено с датчиком давления и с входным отверстием программно-управляемого многопозиционного пневматического клапана, одно из выходных отверстий которого соединено с вискозиметром, а другое выходное отверстие соединено с поршневым контейнером, плавающий поршень соединен с полым штоком, герметично выведенным наружу через нижнее основание цилиндра, где полый шток соосно соединен с измерительным штоком через тройник компенсатора, который снабжен вентилем, причем измерительный шток другим концом присоединен к датчику линейных перемещений, выполненному в виде электронного индикатора; циркуляционный насос включает поршневой насос, привод, блок импульсного управления, обеспечивая однонаправленную циркуляцию нефти с регулируемой скоростью, причем цилиндр насоса разделен поршнем на две полости, каждая из которых снабжена программно-управляемым многопозиционным пневматическим клапаном, подсоединенным через входное отверстие, а одно из выходных отверстий каждого из программно-управляемых многопозиционных пневматических клапанов соединено с вискозиметром, другое выходное отверстие каждого из программно-управляемых многопозиционных пневматических клапанов соединено через вентиль компенсатора с измерительным прессом; вискозиметр выполнен в виде блока, который включает капилляр, дифференциальный манометр, программно-управляемый одинарный пневматический клапан, систему из двух тройников, систему из двух программно-управляемых многопозиционных пневматических клапанов, причем одно из выходных отверстий каждого из программно-управляемых многопозиционных пневматических клапанов соединено с дифференциальным манометром, а другое выходное отверстие каждого из программно-управляемых многопозиционных пневматических клапанов подсоединено к одному из концов капилляра; входное отверстие каждого из программно-управляемых многопозиционных пневматических клапанов подсоединено через тройник к байпасу с запирающим программно-управляемым одинарным пневматическим клапаном, причем один из тройников соединен с выходным отверстием программно-управляемого многопозиционного пневматического клапана измерительного пресса, а другой тройник соединен с циркуляционным насосом; система термостатирования выполнена в виде единой термостатируемой емкости.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к установкам для исследования нефти и касается как конструкции отдельных частей таких установок, так и связей между ними, и может применяться, в частности, в установках для исследования свойств нефти и газа в пластовых условиях. Изобретение может быть использовано в нефтедобывающей отрасли, в том числе и на месторождениях, где повсеместно развит режим растворенного газа.

Известно устройство для исследования свойств нефти и газа в пластовых условиях (см. Н.А.Тривус и К.В.Виноградов. Исследование нефти и газа в пластовых условиях. Азнефтеиздат, 1955).

Недостатком этого устройства является применение ртути в качестве рабочей жидкости из-за высокой токсичности ртути, а также искажение результатов при исследовании сернистой нефти, вызываемых ртутью.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является установка для исследования пластовой нефти и газа УИПН-2, в которую входят поршневой контейнер с пробой, блок для перевода пробы из поршневого контейнера в измерительный пресс и циркуляционный насос, верхний и нижний манифольды, шариковый вискозиметр, система термостатирования (см. В.Н.Мамуна, Г.Ф.Требин, Б.В.Ульянинский «Экспериментальное исследование пластовых нефтей» ГОСИНТИ Москва, 1960, стр.40).

Блок для перевода пробы из поршневого контейнера в измерительный пресс и циркуляционный насос состоит из жидкостного регулируемого насоса с напорным бачком и промежуточной емкости.

Измерительный пресс установки состоит из цилиндра, поршня, перемещающегося внутри цилиндра от электромеханического привода, линейной неподвижной шкалы и вращающегося лимба, связанных с приводом, с помощью которых производят определение объема, занимаемого нефтью в измерительном прессе.

Циркуляционный насос для перемешивания пробы в измерительном прессе с целью установления фазового и термического равновесия выполнен в виде электромагнитного насоса. Циркуляционный электромагнитный насос установки состоит из немагнитного стального корпуса, в крышках которого имеются верхний и нижний штуцеры. Внутри корпуса находится железный сердечник с тарельчатым нагнетательным клапаном. На корпусе помещен соленоид, на который периодически (60 раз в минуту) подают напряжение постоянного тока. Возникающее при этом магнитное поле не поглощается немагнитным корпусом насоса и воздействует на железный сердечник-поршень, втягивая его вверх. В момент, когда напряжение не подают на соленоид, втягивающее магнитное поле снимается, и сердечник-поршень под силами собственного веса и возвратной пружины возвращается в нижнее положение. Под влиянием периодически возникающего магнитного поля и отталкивающей силы пружины поршень приобретает возвратно-поступательное движение. При ходе вверх под поршнем создается разрежение, открывается всасывающий клапан, и нефть через отверстие в нижнем штуцере поступает в цилиндр насоса. Одновременно поршень выталкивает через верхний штуцер поступившую ранее порцию нефти. Периодически двигаясь вверх и вниз, поршень производит перекачивание нефти из нижней части пресса в верхнюю часть.

Вискозиметр установки относится к типу приборов, в которых вязкость жидкой пробы определяют по времени качения шарика в наклонной трубке, заполненной исследуемой жидкостью.

Установка УИПН-2 имеет целый ряд недостатков: блок для перевода пробы имеет жидкостной регулируемый насос с ручной системой регулировки подачи, которую необходимо согласовывать с производительностью измерительного пресса и применять промежуточную емкость, заполненную маслом, смягчающую пульсирующую подачу жидкостного насоса, которая приводит к скачкам давления в поршневом контейнере и измерительном прессе; шариковый вискозиметр имеет тот недостаток, что любые примеси или любое сужение проходного сечения трубки вискозиметра приводят к «прихвату» шарика, в связи с чем возникают погрешности измерений; наличие циркуляционного электромагнитного насоса, у которого высокая и нерегулируемая скорость срабатывания сердечника-поршня приводит к тому, что нефть из нижней части пресса поступает в верхнюю часть пресса, при испытании заполненную газом в виде распыленного облака нефти, которая при этом дополнительно насыщается газом, что замедляет установление равновесия в системе нефть-газ и снижает точность измерений; конструкция измерительного пресса не позволяет определять объем газа внутри измерительного пресса; раздельное термостатирование измерительного пресса и вискозиметра может приводить к расхождению температуры пробы в них.

Таким образом, основным недостатком функционирования установки УИПН-2 является необходимость ручного согласования подачи жидкостного насоса и производительности измерительного пресса при переводе пробы; ненадежность работы шарикового вискозиметра; неэффективная работа циркуляционного насоса; невозможность автоматизации измерений и соответственно их компьютерного отображения в режиме реального времени.

Таким образом, перечисленные недостатки функционирования установки УИПН-2 снижают точность определения измеряемых характеристик проб в пластовых условиях.

Предметом заявляемого изобретения является установка для исследования свойств нефти и газа в пластовых условиях, которая способна повысить точность определения измеряемых характеристик проб в пластовых условиях.

Поставленная задача решается тем, что в установке для исследования свойств нефти и газа в пластовых условиях, включающей поршневой контейнер с пробой, снабженный верхним вентилем и нижним вентилем, блок перевода пробы из поршневого контейнера в измерительный пресс, который содержит цилиндр с отверстием в верхнем основании цилиндра для заполнения его пробой, поршень, перемещающийся внутри цилиндра, датчик давления, датчик линейных перемещений поршня, циркуляционный насос, вискозиметр, вакуумный насос, систему термостатирования, согласно изобретению на нижний вентиль поршневого контейнера с пробой своим выходным отверстием установлен программно-управляемый многопозиционный пневматический клапан, а верхний вентиль соединен с вентилем вакуумного насоса и с вентилем измерительного пресса, блок перевода пробы из поршневого контейнера включает сосуд с рабочей жидкостью, систему из двух поршневых насосов, каждый из которых снабжен датчиком давления, программно-управляемым многопозиционным пневматическим клапаном, приводом, блоком импульсного управления, причем каждый поршневой насос и его датчик давления подсоединен к входному отверстию соответствующего программно-управляемого многопозиционного пневматического клапана, сосуд с рабочей жидкостью соединен с одним из выходных отверстий программно-управляемого многопозиционного пневматического клапана каждого из насосов системы, другое выходное отверстие программно-управляемого многопозиционного пневматического клапана одного из насосов подсоединено к входному отверстию программно-управляемого многопозиционного пневматического клапана нижнего вентиля поршневого контейнера, а другое выходное отверстие программно-управляемого многопозиционного пневматического клапана другого насоса подсоединено к выходному отверстию программно-управляемого многопозиционного пневматического клапана нижнего вентиля поршневого контейнера и одновременно соединено с отверстием в нижнем основании цилиндра измерительного пресса; измерительный пресс выполнен в виде цилиндра с плавающим поршнем, снабженным ультразвуковым датчиком линейных перемещений, гибкая проводная связь которого герметично выведена через нижнее основание цилиндра наружу, и уплотнительным кольцом, герметизирующем поршень и образующим в полости цилиндра верхнюю и нижнюю камеры, при этом отверстие в верхнем основании цилиндра соединено с датчиком давления и с входным отверстием программно-управляемого многопозиционного пневматического клапана, одно из выходных отверстий которого соединено с вискозиметром, а другое выходное отверстие соединено с поршневым контейнером, плавающий поршень соединен с полым штоком, герметично выведенным наружу через нижнее основание цилиндра, где полый шток соосно соединен с измерительным штоком через тройник компенсатора, который снабжен вентилем, причем измерительный шток другим концом присоединен к датчику линейных перемещений, выполненному в виде электронного индикатора; циркуляционный насос включает поршневой насос, привод, блок импульсного управления, обеспечивая однонаправленную циркуляцию нефти с регулируемой скоростью, причем цилиндр поршневого насоса разделен поршнем на две полости, каждая из которых снабжена программно-управляемым многопозиционным пневматическим клапаном, подсоединенным через входное отверстие, а одно из выходных отверстий каждого из программно-управляемых многопозиционных пневматических клапанов соединено с вискозиметром, другое выходное отверстие каждого из программно-управляемых многопозиционных пневматических клапанов соединено через вентиль компенсатора с измерительным прессом; вискозиметр выполнен в виде блока, который включает капилляр, дифференциальный манометр, программно-управляемый одинарный пневматический клапан, систему из двух тройников, систему из двух программно-управляемых многопозиционных пневматических клапанов, причем одно из выходных отверстий каждого из программно-управляемых многопозиционных пневматических клапанов соединено с дифференциальным манометром, а другое выходное отверстие каждого из программно-управляемых многопозиционных пневматических клапанов подсоединено к одному из концов капилляра; входное отверстие каждого из программно-управляемых многопозиционных пневматических клапанов подсоединено через тройник к байпасу с запирающим программно-управляемым одинарным пневматическим клапаном, при этом один из тройников соединен с выходным отверстием программно-управляемого многопозиционного пневматического клапана измерительного пресса, а другой тройник соединен с циркуляционным насосом; система термостатирования выполнена в виде единой термостатируемой емкости, в которой расположены все элементы установки.

Такие элементы заявляемой установки, как тройники и программно-управляемые многопозиционные пневматические клапаны, сами по себе являются известными, но их расположение, обеспечивающее связь между элементами установки, является новым. Применение системы насосов одинаковой производительности для подачи пробы из поршневого контейнера и для опускания плавающего поршня в измерительном прессе позволяет исключить какие-либо скачки давления. Такие элементы измерительного пресса заявляемой установки, как плавающий поршень, полый шток, ультразвуковой датчик линейных перемещений, электронный индикатор линейных перемещений, также сами по себе являются известными. Но новой является совокупность существенных признаков конструкции: плавающий поршень с уплотнительным кольцом, который разделяет цилиндр на две камеры, наличие ультразвукового датчика в плавающем поршне, связь плавающего поршня с электронным индикатором линейных перемещений через измерительный шток и полый шток, который через компенсатор подсоединен к системе циркуляции нефти. В результате возникает возможность плавно перейти от давления, равного пластовому в обеих камерах измерительного пресса, к понижению давления в верхней камере до давления насыщения, что позволяет одновременно определять точный объем как газа, так и нефти. Использование в заявляемой установке двуполостного поршневого циркуляционного насоса, снабженного блоком импульсного управления и программно-управляемыми многопозиционными пневматическими клапанами, соединенными с капилляром вискозиметра, снабженного тройниками и байпасом с программно-управляемым однопозиционными пневматическим клапаном и двумя программно-управляемыми многопозиционными пневматическими клапанами, является новым и позволяет установке работать в двух режимах: в режиме однонаправленной непрерывной циркуляции нефти и в режиме подачи нефти при измерении вязкости.

Совокупность перечисленных новых существенных признаков изобретения неожиданно позволяет производить смену режимов работы установки в любой момент времени при любых давлениях и температуре при сохранении высокой точности определения измеряемых параметров.

Особенности и преимущества настоящего изобретения поясняет чертеж.

На чертеже изображена схема установки для исследования нефти и газа в пластовых условиях, поясняющая принцип действия установки.

Установка для исследования нефти и газа в пластовых условиях содержит следующие элементы: поршневой контейнер 1, разделительный поршень 2, камеру для пробы 3 с верхним вентилем 4 и камеру для рабочей жидкости 5 с нижним вентилем 6, соединенным с многопозиционным пневматическим клапаном 7. Блок перевода пробы из поршневого контейнера 1 включает систему из двух поршневых насосов 8 и 9 соответственно с приводами 10, 11 и импульсными блоками управления 12, 13, датчики давления насосов 14 и 15, многопозиционные пневматические клапаны 16 и 17, сосуд с рабочей жидкостью 18. Датчик давления 14 подсоединен к входному отверстию 19 программно-управляемого многопозиционного пневматического клапана 16, а датчик давления 15 подсоединен к входному отверстию 20 программно-управляемого многопозиционного пневматического клапана 17, выходное отверстие 21 программно-управляемого многопозиционного пневматического клапана 16 соединено с сосудом с рабочей жидкостью 18, а выходное отверстие 22 программно-управляемого многопозиционного пневматического клапана 16 соединено с сосудом с рабочей жидкостью 18, выходное отверстие 23 программно-управляемого многопозиционного пневматического клапана 16 подсоединено к входному отверстию 24 программно-управляемого многопозиционного пневматического клапана 7, а выходное отверстие 25 программно-управляемого многопозиционного пневматического клапана 17 соединено с отверстием 26 нижнего основания 27 цилиндра измерительного пресса и одновременно соединено с выходным отверстием 28 многопозиционного пневматического клапана 7, боковое отверстие 29 которого подсоединено через вентиль 6 к камере с рабочей жидкостью 5 поршневого контейнера с пробой 1.

Измерительный пресс включает цилиндр 30, верхнее основание 31 с отверстием 32 для заполнения цилиндра пробой, соединенное с датчиком давления 34 и входным отверстием 35 программно-управляемого многопозиционного пневматического клапана 36, который через выходное отверстие 37 соединен с вискозиметром, а через выходное отверстие 38 с вентилем 39, который подсоединен к вентилю 4 поршневого контейнера 1 и к вентилю 40 вакуумного насоса 41; нижнюю камеру 42, плавающий поршень 43, ультразвуковой датчик 44 линейных перемещений с гибкой проводной связью 45, полый шток 46, измерительный шток 47, электронный индикатор 48 линейных перемещений, компенсатор 49, снабженный вентилем 50, соединенным с выходными отверстиями 51 и 52 программно-управляемых трехпозиционных пневматических клапанов 53 и 54 циркуляционного насоса.

Циркуляционный насос включает поршневой насос 55, привод 56 с блоком импульсного управления 57, поршень 58, полости 59 и 60, программно-управляемые многопозиционные пневматические клапаны 53 и 54, входные отверстия 61 и 62 которых соединены с полостями 59, 60, а выходные отверстия 63 и 64 программно-управляемых многопозиционных пневматических клапанов 53, 54 соединены с вискозиметром.

Вискозиметр включает капилляр 65, дифференциальный манометр 66, систему из двух программно-управляемых многопозиционных пневматических клапанов 67 и 68, байпас с запирающим программно-управляемым одинарным пневматическим клапаном 69, тройники 70 и 71, причем выходные отверстия 72 и 73 программно-управляемых многопозиционных пневматических клапанов 67 и 68 замкнуты на дифференциальный манометр 66, а выходные отверстия 74 и 75 программно-управляемых многопозиционных пневматических клапанов 67 и 68 подсоединены к концам капилляра 65, входные отверстия 76, 77 программно-управляемых многопозиционных пневматических клапанов 67, 68 соединены с тройниками 70 и 71 соответственно. При этом один из выходов тройника 70 через байпас с программно-управляемым одинарным пневматическим клапаном 69 замнут на выход тройника 71, а второй выход тройника 70 соединен с выходным отверстием 37 программно-управляемого многопозиционного пневматического клапана 36 измерительного пресса, а второй выход тройника 71 соединен с выходным отверстием 63 программно-управляемого многопозиционного пневматического клапана 53 и с выходным отверстием 64 программно-управляемого многопозиционного пневматического клапана 54 циркуляционного насоса. Единая термостатирующая система 78 охватывает все элементы установки.

Установка работает следующим образом.

Вначале подготавливают измерительный пресс к заполнению цилиндра исследуемой пробой, обеспечивая работу насоса 8 и насоса 9 в противофазе. Перед запуском насосов 8 и 9 отверстия 21, 25, 29 закрывают, а отверстия 23, 22, 28 открывают. Одновременно включают насосы 8 и 9, при этом насос 8 закачивает рабочую жидкость в камеру 42 измерительного пресса, а насос 9 засасывает рабочую жидкость в себя, затем одновременно останавливают плунжер насоса 8 в крайнем верхнем положении, а плунжер насоса 9 - в крайнем нижнем положении. В остановленном состоянии отверстие 21 открывают, а отверстия 23 и 22 закрывают. Оставляя отверстия 28 и 29 клапана 7 в прежнем положении, когда отверстие 28 открыто, а 29 закрыто, реверсируют работу насоса 8 и набирают в него рабочую жидкость из емкости 18, одновременно реверсируют работу насоса 9 и закачивают рабочую жидкость в камеру 42 измерительного пресса. В таком режиме работу насосов 8 и 9 осуществляют до тех пор, пока плавающий поршень 43 измерительного пресса не упрется в верхнее основание 31, а давление в камере 42 превысит давление в поршневом контейнере 1, чтобы исключить неконтролируемый выброс пробы при открытии вентиля 4, прекратив работу насоса 9 в верхнем положении его плунжера, а работу насоса 8 в промежуточном положении его плунжера. После этого закрывают отверстия 25 и 28, сохраняя избыточное давление в камере 42.

Открывают отверстия 38, 37, 72, 73, 74, 75, 69, 64, 52, 63, 51, вентили 39, 40, 50 и откачивают воздух вакуумным насосом 41, после чего закрывают вентиль 40.

Для перевода пробы из поршневого контейнера 1 в измерительный пресс и циркуляционный насос насос 8 используют для подкачки рабочей жидкости в камеру 5, а насос 9 для откачки рабочей жидкости из нижней камеры 42 в равных объемах.

Первоначально заполняют мертвый объем измерительного пресса и циркуляционного насоса следующим образом. Закрывают отверстия 22, 23 открывают отверстие 21 и, включив насос 8, опускают его плунжер и добирают в насос 8 рабочую жидкость из сосуда 18, после чего отверстие 21 закрывают, открывают отверстия 23, 29, вентиль 6 и вентиль 4, и, поднимая плунжер насоса 8, выдавливают рабочую жидкость в нижнюю камеру 5 поршневого контейнера, останавливают насос 8, закрывают отверстия 23, 29, открывают отверстие 21 и, включив насос 8, повторяют цикл закачки рабочей жидкости в камеру 5 до момента полного заполнения мертвого объема.

С момента заполнения мертвого объема измерительного пресса и циркуляционного насоса и достижения в нем пластового давления производят набор заданного объема пробы в измерительный пресс. Для этого, когда плунжер насоса 8 выдавливает рабочую жидкость в нижнюю камеру 5, включают в работу насос 9, закрыв выходное отверстие 22 клапана 17 и открыв отверстие 25, и опускают плунжер насоса 9 с той же скоростью, с какой поднимают плунжер 8. При достижении плунжером насоса 8 крайнего верхнего положения насосы 8 и 9 останавливают. Отверстие 23 закрывают, отверстие 21 открывают, закрывают отверстие 25, открывают отверстие 22, включают насосы 8 и 9 и, поднимая плунжер насоса 9, выталкивают рабочую жидкость в сосуд 18. Одновременно, используя насос 8, закачивают в него рабочую жидкость из сосуда 18.

При достижении плунжером насоса 8 крайнего нижнего положения, а плунжером насоса 9 крайнего верхнего положения насосы 8 и 9 останавливают. Закрывают отверстия 21, открывают отверстие 23 и 29, закрывают отверстие 22, открывают отверстие 25 и, включив насосы 8 и 9, повторяют цикл закачки рабочей жидкости в камеру 5 и откачки рабочей жидкости из камеры 42. При этом происходит поступление пробы из камеры 3 в верхнюю камеру 33 при сохранении пластового давления.

Объем нефти в верхней камере 33 определяют по показаниям электронного индикатора 48 линейных перемещений. Работу насосов 8 и 9 продолжают до тех пор, пока не закачают требуемой объем нефти в верхнюю камеру 33. После закачки в верхнюю камеру 33 необходимого для исследования объема пробы закрывают вентиль 39 и отверстие 38. Затем включают циркуляционный насос. Запуск циркуляционного насоса производят в следующем порядке.

Отверстия 52, 63, 74 и 75 закрывают. Привод 56 с блоком импульсного управления 57 включают таким образом, что поршень 58 перемещают вверх, при этом пробу из полости 60 подают в верхнюю камеру 33. Одновременно через полый шток 46 и ранее открытые вентиль 50 и отверстие 51 заполняют пробой полость 59. При достижении поршнем 58 верхнего положения привод 56 блоком импульсного управления 57 останавливают, открывают отверстия 52 и 63, закрывают отверстия 51 и 64 и реверсируют привод 56 блоком импульсного управления 57, при этом пробу из полости 59 подают в верхнюю камеру 33, а полость 60 заполняют пробой через полый шток 46.

При этом направление циркуляции пробы через измерительный пресс остается неизменным.

Для определения величины давления насыщения насосом 9 при непрерывно работающем циркуляционном насосе откачивают рабочую жидкость в камере 42 до тех пор, пока в верхней камере 33 не начнется выделение газа из нефти, что будет заметно по замедлению темпа падения давления. Давление насыщения будет соответствовать точке перегиба на графике зависимости изменения величины давления от объема нефти, получаемом в режиме реального времени по показаниям датчика давления 34 и электронного индикатора 48 линейных перемещений.

Для установления зависимости между давлением и количеством растворенного в нефти газа давление в камере 42 медленно снижают до давления, которое меньше давления насыщения, достигая в каждый момент времени равновесия системы нефть - газ в верхней камере 33. При этом ультразвуковым датчиком 44 линейных перемещений фиксируют расстояние от верхней горизонтальной плоскости поршня 43 до границы раздела газа и нефти, что позволяет определить объем нефти, а объем газа рассчитывают как разность полного объема верхней камеры 33, определяемую с помощью электронного индикатора 48 линейных перемещений, и объема нефти, определяемого с помощью ультразвукового датчика 44 линейных перемещений.

Таким образом, использование заявляемого измерительного пресса повышает точность измерений объемов нефти и газа и дополнительно позволяет получать непрерывные графические зависимости давления от объема как для нефти, так и для газа.

Для измерения вязкости пробы однопозиционный клапан 69 закрывают. Скорость движения поршня 58 приводят в соответствие с пропускной способностью капилляра 65 и диапазоном давлений, измеряемых дифференциальным манометром 66. На основании того, что линейное перемещение поршня 58 прямо пропорционально количеству импульсов, подаваемых с блока импульсного управления 57, автоматически подсчитывают объем жидкости, прокаченной через капилляр, а дифференциальным манометром 66 при этом измеряют перепад давления. Так как при движении поршня 58 в измерительный пресс подают такой же объем пробы из полости 60, какой отбирают из него в полость 59, то пульсации давления на концах капилляра вискозиметра при работе циркуляционного насоса не возникает, что упрощает и повышает точность измерения вязкости.

При этом динамическую вязкость нефти при заданной температуре термостатирования и давлении, заданном в измерительном прессе, рассчитывают по формуле Пуазейля

где - динамическая вязкость нефти, Па·с;

Q - объемная скорость, м³/с;

d - диаметр канала капилляра, м;

p - потеря давления на длине капилляра, Па;

L - длина канала капилляра, м.

При необходимости, кинематическая вязкость нефти при температуре термостатирования и давлении, заданном в измерительном прессе, рассчитывают по формуле

= / ,

где - кинематическая вязкость нефти, м² /с;

- плотность пробы, кг/м³.

Таким образом, применение заявляемой установки для исследования свойств нефти и газа в пластовых условиях повышает точность определения объемов нефти и газа, а также вязкости нефти.

Дополнительным преимуществом заявляемого изобретения является сокращение времени измерения характеристик проб в пластовых условиях, что в совокупности с повышением точности измерений увеличивает эффективность промышленного применения заявляемой установки.