RU126756U1

RU126756U1 - STAND FOR RESEARCH OF GAS-HYDRODYNAMIC PROCESSES

Info

Publication number: RU126756U1
Application number: RU2012150641/03U
Authority: RU
Inventors: Игорь Владимирович Шулятиков; Александр Александрович Плосков; Владимир Игоревич Шулятиков; Максим Иванович Захаров; Светлана Владимировна Петина
Priority date: 2012-11-26
Filing date: 2012-11-26
Publication date: 2013-04-10

Abstract

Стенд для исследования газогидродинамических процессов содержит лифтовую колонну, узел подачи и регулирования подачи жидкости, трубопровод подвода газа связан с устройством ввода в колонну газожидкостной смеси (ГЖС), установленным в нижней части лифтовой колонны и снабженным сливным патрубком, имеющим запорное устройство, устройство отвода из колонны ГЖС, установленное в верхней части лифтовой колонны, и измерительную аппаратуру, отличающийся тем, что стенд дополнительно снабжен энергоблоком, предназначенным с помощью турбины обеспечивать всасывание воздуха из атмосферы в лифтовую колонну и выпуск газа в атмосферу по трубопроводу отвода ГЖС, снабженному запорно-регулирующей арматурой, от устройства отвода из колонны ГЖС, выход жидкости которого через узел подачи и регулирования подачи жидкости связан трубопроводом подачи жидкости с устройством ввода в колонну ГЖС, место входа для подачи газа устройства ввода в колонну ГЖС расположено выше места входа для подачи жидкости.The stand for studying gas-hydrodynamic processes includes an elevator column, a unit for supplying and regulating liquid supply, a gas supply pipeline connected to a gas-liquid mixture (GHS) input device installed in the lower part of the elevator column and equipped with a drain pipe having a shut-off device, a discharge device from the column GHS, installed in the upper part of the elevator column, and measuring equipment, characterized in that the stand is additionally equipped with a power unit designed using a turbine to ensure to intake air from the atmosphere into the elevator column and to release gas into the atmosphere through the GHS drain pipe, equipped with shut-off and control valves, from the GHS tower drain device, the liquid outlet of which through the fluid supply and control unit is connected to the liquid supply pipe to the input to the column GGS, the inlet for the gas supply of the input device to the GGS column is located above the inlet for the liquid supply.

Description

Полезная модель относится к нефтегаздобывающей промышленности и может быть использована для исследования движения потоков и сыпучих материалов в вертикальных и наклонных трубопроводах (скважинах, шлейфах от скважин) при добыче газа.The utility model relates to the oil and gas industry and can be used to study the movement of flows and bulk materials in vertical and inclined pipelines (wells, loops from wells) during gas production.

Из уровня техники известен стенд для исследования условий подъема жидкости с использованием газа из скважин газовых, конденсатных и нефтяных месторождений (RU 48580, U1, опубл. 27.10.2005). Известный стенд предназначен для изучения условий подъема газа и жидкости по лифтовым колоннам труб. Стенд включает одну или нескольких колонн труб различного диаметра, узел подачи и регулирования расхода жидкости, средство подачи и регулирования расхода газа, в состав которого входит компрессор, устройство ввода в колонну и отвода из колонны газожидкостной смеси, сепаратор, имеющий выходы для жидкости и газа, средство отвода жидкости и газа из установки. Трубопровод снабжен патрубком избыточного давления газа и патрубком сброса газа. В известном решении трубопровод подачи газа расположен по отношению к узлу ввода газожидкостной смеси таким образом, что в него жидкость перетекает, а затем скапливается и при обработке результатов экспериментов не учитывается, что, в свою очередь, негативно отражается на достоверности и точности результатов экспериментов.A bench is known from the prior art for studying the conditions of liquid lifting using gas from gas, condensate and oil field wells (RU 48580, U1, publ. 10.27.2005). The well-known stand is designed to study the conditions for lifting gas and liquid along the pipe risers. The stand includes one or more columns of pipes of various diameters, a unit for supplying and regulating the flow of liquid, means for supplying and regulating the flow of gas, which includes a compressor, a device for introducing and removing gas-liquid mixture into the column, and a separator having outlets for liquid and gas, means for draining liquid and gas from the installation. The pipeline is equipped with a gas overpressure pipe and a gas discharge pipe. In the known solution, the gas supply pipeline is located with respect to the gas-liquid mixture inlet unit so that the liquid flows into it and then accumulates and is not taken into account when processing the experimental results, which, in turn, negatively affects the reliability and accuracy of the experimental results.

Задача, решаемая предлагаемой полезной моделью, заключается в создании упрощенной конструкции стенда для исследования газогидродинамических процессов.The problem solved by the proposed utility model is to create a simplified design of the stand for the study of gas-hydrodynamic processes.

Технический результат, достигаемый предлагаемой полезной моделью, заключается в упрощении конструкции стенда.The technical result achieved by the proposed utility model is to simplify the design of the stand.

Сущность предлагаемой полезной модели заключается в создании стенда для исследования газогидродинамических процессов. Причем стенд для исследования газогидродинамических процессов содержит лифтовую колонну, узел подачи и регулирования подачи жидкости, трубопровод подвода газа связан с устройством ввода в колонну газожидкостной смеси (ГЖС), установленным в нижней части лифтовой колонны и снабженным сливным патрубком, имеющим запорное устройство, устройство отвода из колонны ГЖС, установленное в верхней части лифтовой колонны, и измерительную аппаратуру. Стенд дополнительно снабжен энергоблоком, предназначенным с помощью турбины обеспечивать всасывание воздуха из атмосферы в лифтовую колонну и выпуск газа в атмосферу по трубопроводу отвода ГЖС, снабженному запорно-регулирующей арматурой, от устройства отвода из колонны ГЖС. Выход жидкости последнего через узел подачи и регулирования подачи жидкости связан трубопроводом подачи жидкости с устройством ввода в колонну ГЖС. Место входа для подачи газа устройства ввода в колонну ГЖС расположено выше места входа для подачи жидкости.The essence of the proposed utility model is to create a stand for the study of gas-hydrodynamic processes. Moreover, the stand for studying gas-hydrodynamic processes includes an elevator column, a fluid supply and control unit, a gas supply pipeline connected to a gas-liquid mixture (GHS) input device installed in the lower part of the elevator column and equipped with a drain pipe having a shut-off device, a discharge device from GJS columns installed in the upper part of the elevator column, and measuring equipment. The stand is additionally equipped with a power unit designed to ensure the intake of air from the atmosphere into the elevator column and the release of gas into the atmosphere through the GHS drain pipe, equipped with shut-off and control valves, from the drain device from the GHS column. The liquid outlet of the latter through the unit for supplying and regulating the supply of liquid is connected by a pipeline for supplying liquid with an input device to the GHS column. The inlet for the gas supply of the input device to the GHS column is located above the inlet for the liquid supply.

На чертеже представлена схема стенда для исследования газогидродинамических процессов.The drawing shows a diagram of the stand for the study of gas-hydrodynamic processes.

В состав стенда для исследования условий гидрогазодинамических процессов входят: лифтовая колонна (1), устанавливаемая в вертикальном или наклонном положении. В нижней и верхней частях лифтовой колонны установлены соответственно устройство ввода в колонну газжидкостной смеси (ГЖС) (2) и устройство отвода из колонны (3) смеси. В состав стенда также входят: трубопровод подвода газа (4) с запорно-регулирующей арматурой; трубопровод отвода ГЖС (5) с запорно-регулирующей арматурой с выпуском в атмосферу; трубопровод подачи жидкости (6); узел подачи и регулирования подачи жидкости (7), работающий по замкнутому циклу; сливной патрубок (8) с запорным устройством (9); энергоблок (10), предназначенный с помощью турбины создавать условия всасывания воздуха в лифтовую колонну; измерительная аппаратура (расходомеры газа и жидкости, преобразователи разности давлений, датчики давлений, датчики температуры и т.п. (на схеме не указаны)).The composition of the stand for studying the conditions of hydro-gas-dynamic processes includes: an elevator column (1) installed in a vertical or inclined position. In the lower and upper parts of the elevator column, a device for introducing a gas-liquid mixture (GHS) into the column (2) and a mixture removal device from the column (3) are respectively installed. The stand also includes: a gas supply pipeline (4) with shut-off and control valves; GZhS tap (5) with shut-off and control valves with the release into the atmosphere; fluid supply line (6); a unit for supplying and regulating the supply of liquid (7), operating in a closed cycle; a drain pipe (8) with a locking device (9); power unit (10), designed by means of a turbine to create conditions for air intake into the elevator column; measuring equipment (gas and liquid flow meters, differential pressure transmitters, pressure sensors, temperature sensors, etc. (not shown in the diagram)).

Работа стенда для исследования газогидродинамических процессов осуществляется следующим образом. Предлагаемый стенд запускают в работу путем включения энергоблока (10). После этого под действием турбины энергоблока воздух всасывается из атмосферы и по трубопроводу подвода газа (4) поступает в устройство ввода в лифтовую колонну ГЖС (2), а затем в лифтовую колонну (1). Регулируя мощность энергоблока (10), можно задать необходимый расход газа. Величину расхода контролируют по показаниям расходомеров. Газ, поступивший в лифтовую колонну (1), поднимается по лифтовой колонне вверх и через устройство (3) отвода смеси из лифтовой колонны по трубопроводу отвода ГЖС (5) выбрасывается в атмосферу. В узел подачи и регулирования расхода жидкости (7) осуществляют подачу жидкости, которая затем поступает в лифтовую колонну в виде газожидкостной смеси, полученной в устройстве ввода в лифтовую колонну ГЖС (2), где жидкость смешивается с газом, и поднимаясь по лифтовой колонне (1) в виде газожидкостная смеси под действием напора газа. Достигнув верхней части лифтовой колонны труб (1), газожидкостная смесь в устройстве (3) отвода газожидкостной смеси отделяется и по трубопроводу подачи жидкости (6) поступает в узел подачи и регулирования расхода жидкости (7).The work of the stand for the study of gas-hydrodynamic processes is as follows. The proposed stand is put into operation by turning on the power unit (10). After that, under the action of the power unit’s turbine, air is sucked from the atmosphere and through the gas supply pipeline (4) enters the input device into the GHS elevator column (2), and then into the elevator column (1). By adjusting the power of the power unit (10), you can set the required gas flow. The flow rate is controlled by the flow meters. The gas entering the elevator column (1) rises upward through the elevator column and is discharged into the atmosphere through the device (3) for discharging the mixture from the elevator column through the GHS drain pipe (5). Liquid is supplied to the supply and control unit for fluid flow (7), which then enters the elevator column in the form of a gas-liquid mixture obtained in the device for introducing into the GHS elevator column (2), where the liquid is mixed with gas and rising along the elevator column (1 ) in the form of a gas-liquid mixture under the influence of gas pressure. Having reached the upper part of the pipe tubing string (1), the gas-liquid mixture in the device (3) for discharging the gas-liquid mixture is separated and flows through the fluid supply pipe (6) to the fluid supply and control unit (7).

После окончания эксперимента жидкость сливается через сливной патрубок (8) с запорным устройством (9), находящиеся внизу лифтовой колонны (1).After the experiment, the liquid is drained through the drain pipe (8) with a shut-off device (9) located at the bottom of the lift column (1).

Во время проведения конкретного эксперимента манометрами или дифференциальными манометрами на стенде осуществляют измерения давления на заданных участках лифтовой колоны (1). Выполнив требуемые измерения, изменяют технологические параметры режима работы стенда: давление, расходы газа и жидкости, или прекращают работу стенда, удалив жидкость из колонны в систему утилизации. При этом давление в лифтовой колонне может быть изменено при подаче газа в трубопровод подвода газа 4 или за счет изменения мощности энергоблока 10.During a specific experiment, pressure gauges or differential pressure gauges on the bench carry out pressure measurements at predetermined sections of the elevator column (1). Having made the required measurements, they change the technological parameters of the stand operation mode: pressure, gas and liquid flow rates, or stop the stand operation by removing liquid from the column into the disposal system. In this case, the pressure in the elevator column can be changed when gas is supplied to the gas supply pipe 4 or by changing the power of the power unit 10.

Также обеспечить работу стенда можно путем подключения трубопровода подачи газа (4) к источнику газа высокого давления патрубком подачи избыточного давления газа.It is also possible to ensure the operation of the stand by connecting the gas supply pipeline (4) to the high-pressure gas source by the overpressure gas supply pipe.

В предлагаемой конструкции стенда воздух не циркулирует по замкнутой системе, а находится в лифтовой колонне при постоянной атмосферной температуре, что позволяет упростить конструкцию стенда и отказаться от использования теплообменников для работы стенда в заданном режиме.In the proposed design of the stand, the air does not circulate in a closed system, but is in the elevator column at a constant atmospheric temperature, which allows us to simplify the design of the stand and refuse to use heat exchangers to operate the stand in the given mode.

Claims

The stand for studying gas-hydrodynamic processes includes an elevator column, a unit for supplying and regulating liquid supply, a gas supply pipeline connected to a gas-liquid mixture (GHS) input device installed in the lower part of the elevator column and equipped with a drain pipe having a shut-off device, a discharge device from the column GHS, installed in the upper part of the elevator column, and measuring equipment, characterized in that the stand is additionally equipped with a power unit designed using a turbine to ensure to intake air from the atmosphere into the elevator column and to release gas into the atmosphere through the GHS drain pipe, equipped with shut-off and control valves, from the GHS tower drain device, the liquid outlet of which through the fluid supply and control unit is connected to the liquid supply pipe to the input to the column GHS, the place of entry for the gas supply of the input device to the GHS column is located above the inlet for supplying liquid.