RU2155938C2 - Gear measuring flow rate of gas-saturated liquid - Google Patents
Gear measuring flow rate of gas-saturated liquid Download PDFInfo
- Publication number
- RU2155938C2 RU2155938C2 RU98106921A RU98106921A RU2155938C2 RU 2155938 C2 RU2155938 C2 RU 2155938C2 RU 98106921 A RU98106921 A RU 98106921A RU 98106921 A RU98106921 A RU 98106921A RU 2155938 C2 RU2155938 C2 RU 2155938C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- flow rate
- measuring
- inlet
- oil
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения содержания жидкой и газообразной фракций в нефтегазоводяных смесях. The invention relates to measuring equipment, and in particular to devices for measuring the content of liquid and gaseous fractions in oil and gas mixtures.
Трудности измерения количества нефти, добываемой из скважин, обусловлено наличием в нефти растворенного и свободного газа, большой вязкостью нефти, выделением парафина, наличием воды и механических примесей. The difficulty in measuring the amount of oil produced from wells is due to the presence of dissolved and free gas in the oil, the high viscosity of the oil, the release of paraffin, the presence of water and mechanical impurities.
Известно устройство для измерения количества нефтепродуктов, содержащее газовый счетчик и дифференциальный манометр, которые включены параллельно герметичному корпусу, в котором установлены измерительные ковши с грузовым уравновешивателем [1] . Смесь подается в ковши и поочередно выводится из корпуса через гидрозатвор. Выход дифференциального манометра соединен со счетчиком числа опрокидываний измерительных ковшей. A device for measuring the amount of oil products containing a gas meter and a differential pressure gauge, which are connected in parallel with a sealed enclosure, in which there are measuring buckets with a load balancer [1]. The mixture is fed into the buckets and is alternately discharged from the housing through a water seal. The output of the differential pressure gauge is connected to the counter of the number of rollovers of the measuring buckets.
К недостаткам такого устройства можно отнести большую погрешность измерения, связанную с тем, что измеряемая жидкость не полностью выливается из измерительных ковшей. В процессе измерения на стенках измерительных ковшей появляется все более увеличивающийся слой парафина, а главным параметром при таких измерениях является вес жидкой фракции в ковше (P=const). Кроме того, совершенно не учитывается расход газа и вся газонасыщенная жидкость по выходному патрубку вновь попадает в сборный коллектор. The disadvantages of such a device include a large measurement error due to the fact that the measured liquid does not completely pour out of the measuring buckets. During the measurement process, an ever-increasing layer of paraffin appears on the walls of the measuring buckets, and the main parameter in such measurements is the weight of the liquid fraction in the bucket (P = const). In addition, the gas flow rate is not taken into account at all and all gas-saturated liquid in the outlet pipe again enters the collection manifold.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по своей технической сущности является устройство для измерения количества расхода газонасыщенной жидкости, содержащее гидроциклонный сепаратор, включающий герметичную емкость с входным и выходным гидравлическими каналами, а также газовым каналом, запорные механизмы на указанных каналах, регулятор давления и расходомеры, установленные на выходном гидравлическом и газовом каналах [2]. Closest to the proposed invention in its technical essence is a device for measuring the flow rate of a gas-saturated liquid, containing a hydrocyclone separator, including a sealed container with inlet and outlet hydraulic channels, as well as a gas channel, shut-off mechanisms on these channels, a pressure regulator and flow meters mounted on output hydraulic and gas channels [2].
Однако прототипу присущи следующие недостатки:
- нефтепродукты из выходного гидравлического канала поступают в сборный коллектор в исходном состоянии;
- через расходомер проходит смесь нефти с водой, поэтому появляются завышенные замеры;
- низкая эксплуатационная надежность из-за парафиносмолосодержащих отложений в расходомере, на выходном гидравлическом канале и регуляторе давления.However, the prototype has the following disadvantages:
- petroleum products from the outlet hydraulic channel enter the collecting manifold in the initial state;
- a mixture of oil and water passes through the flowmeter, so oversized measurements appear;
- low operational reliability due to paraffin-containing deposits in the flow meter, on the output hydraulic channel and pressure regulator.
Задачей предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей устройства для измерения расхода газонасыщенной жидкости. The task of the invention is to expand the functionality of the device for measuring the flow rate of a gas-saturated liquid.
При осуществлении заявляемого изобретения для решения указанной задачи могут быть получены следующие технические результаты:
- повышение надежности работы устройства вследствие разделения газонасыщенной жидкости на фракции нефти, газа, воды и механических примесей, а также резкого сокращения прохождения парафиносмолосодержащих составляющих через расходомеры;
- повышение точности учета расхода нефти за счет раздельного учета вышеперечисленных фракций;
- возможность непрерывного измерения расхода продукции из скважины;
- нефть, газ и вода после их измерения могут быть направлены в раздельные сборные или в один общий коллектор в зависимости от принятой системы сбора.When implementing the claimed invention to solve this problem, the following technical results can be obtained:
- improving the reliability of the device due to the separation of gas-saturated liquid into fractions of oil, gas, water and solids, as well as a sharp reduction in the passage of paraffin-containing components through flow meters;
- improving the accuracy of accounting for oil consumption due to the separate accounting of the above fractions;
- the ability to continuously measure the flow rate of products from the well;
- oil, gas and water after their measurement can be sent to separate prefabricated or to one common collector, depending on the adopted collection system.
Для этого в известном устройстве для измерения расхода газонасыщенной жидкости, содержащем гидроциклонный сепаратор, включающий герметичную емкость с входным и выходным гидравлическими каналами, а также газовым каналом, запорные механизмы на указанных каналах, регулятор давления и расходомеры, установленные на выходном гидравлическом и газовом каналах для измерения объемного расхода нефти и расхода газа, предлагается внутри герметичной емкости, выполненной цилиндрической, соосно установить стакан, дно которого расположить со стороны входного гидравлического канала, а в стенке, образующей со стенкой указанной емкости цилиндрический кольцевой зазор, выполнить отверстия, при этом в донной части цилиндрической герметичной емкости для отвода из нее воды установить дополнительный гидравлический канал с запорным механизмом, а входное отверстие выходного гидравлического канала разместить на уровне 0,20 - 0,30 высоты герметичной емкости. To do this, in a known device for measuring the flow rate of a gas-saturated liquid containing a hydrocyclone separator, including a sealed container with inlet and outlet hydraulic channels, as well as a gas channel, shut-off mechanisms on these channels, a pressure regulator and flow meters installed on the output hydraulic and gas channels for measuring the volumetric flow rate of oil and gas flow rate, it is proposed to install a cup coaxially inside a sealed container made of cylindrical, the bottom of which is located s of the inlet hydraulic channel, and in the wall forming a cylindrical annular gap with the wall of the indicated capacity, make holes, in this case, install an additional hydraulic channel with a locking mechanism in the bottom of the cylindrical sealed container to drain water, and place the inlet of the output hydraulic channel on level 0.20 - 0.30 of the height of the sealed container.
Приведенная выше совокупность ограничительных и отличительных признаков обеспечивает получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны. The above set of restrictive and distinctive features provides a technical result in all cases to which the requested amount of legal protection applies.
Нижеприведенные отличительные признаки в совокупности с существенными признаками прототипа характеризуют изобретение лишь в частных случаях, для достижения технического результата, указанного выше:
- входное отверстие выходного гидравлического канала размещено внутри стакана, а в стенке последнего закреплен датчик уровня воды, связанный с запорными механизмами выходного и дополнительного гидравлических каналов,
- регулятор давления установлен на газовом канале, на выходном гидравлическом канале установлен емкостной расходомер, а на дополнительном гидравлическом канале - расходомер для учета объемного расхода воды;
- величина цилиндрического кольцевого зазора равна толщине струи измеряемой жидкости, а дно стакана выполнено в форме колокола;
- внутренний объем стакана соединен с внутренним объемом герметичной емкости через патрубок, закрепленный на дне стакана.The following distinguishing features, together with the essential features of the prototype, characterize the invention only in special cases, to achieve the technical result indicated above:
- the inlet of the output hydraulic channel is located inside the glass, and in the wall of the latter is fixed a water level sensor associated with the locking mechanisms of the output and additional hydraulic channels,
- a pressure regulator is installed on the gas channel, a capacitive flow meter is installed on the output hydraulic channel, and a flow meter is used on the additional hydraulic channel to account for the volumetric flow rate of water;
- the magnitude of the cylindrical annular gap is equal to the thickness of the jet of the measured fluid, and the bottom of the glass is made in the form of a bell;
- the inner volume of the glass is connected to the internal volume of the sealed container through a pipe mounted on the bottom of the glass.
Все вышеизложенное дает возможность разделить газонасыщенную жидкость на газовую, нефтяную и водяную фракции, дополнительно отделить парафин, смолу и механические примеси, а также позволяет повысить точность измерения расхода нефти из скважины, производить раздельный учет газа, массы и объема нефти и объема воды. All of the above makes it possible to separate a gas-saturated liquid into gas, oil and water fractions, additionally separate paraffin, resin and mechanical impurities, and also allows to increase the accuracy of measuring oil flow from a well, to separately monitor gas, oil mass and volume and water volume.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежом. The invention is illustrated in the drawing.
Устройство для измерения количества расхода газонасыщенной жидкости содержит входной гидравлический канал 1 с гидроциклонным сепаратором 2, соединенным с цилиндрической герметичной емкостью 3, внутри которой соосно установлен цилиндрический стакан 4. Стенка цилиндрического стакана 4 образует со стенкой вышеуказанной емкости 3 цилиндрический кольцевой зазор, величина которого равна толщине струи измеряемой жидкости. Дно 5 цилиндрического стакана 4, имеющее форму колокола, расположено со стороны входного гидравлического канала 1. В стенке цилиндрического стакана 4 выполнены отверстия 6. Внутри этого стакана на уровне 0,20...0,30 высоты цилиндрической герметичной емкости 3 размещено входное отверстие выходного гидравлического канала 7. Объем воды в нефтегазоводяной смеси, поступающей из скважины, составляет от 20 до 30% объема нефтеводяной смеси. Внутренний объем цилиндрического стакана 4 соединен с внутренним объемом цилиндрической герметичной емкости 3 через патрубок 8. A device for measuring the flow rate of a gas-saturated liquid contains an inlet hydraulic channel 1 with a hydrocyclone separator 2 connected to a cylindrical sealed container 3, inside which a cylindrical cup 4 is coaxially mounted. The wall of the cylindrical cup 4 forms a cylindrical annular gap with the wall of the above-mentioned tank 3, the value of which is equal to the thickness jets of the measured liquid. The bottom 5 of the cylindrical cup 4, having the shape of a bell, is located on the side of the inlet hydraulic channel 1. In the wall of the cylindrical cup 4 there are holes 6. Inside this cup at the level of 0.20 ... 0.30 the height of the cylindrical sealed container 3 is the inlet outlet hydraulic channel 7. The volume of water in the oil and gas mixture coming from the well is from 20 to 30% of the volume of the oil and water mixture. The internal volume of the cylindrical cup 4 is connected to the internal volume of the cylindrical sealed container 3 through the pipe 8.
В донной части герметичной цилиндрической емкости 3 для отвода воды установлен дополнительный гидравлический канал 9 с запорным механизмом 10 и расходомером 11. Вода через дополнительный гидравлический канал 9 может подаваться в коллектор, предназначенный для сбора и транспортировки воды (на чертеже не показан). An additional hydraulic channel 9 with a locking mechanism 10 and a flow meter 11 is installed in the bottom of the sealed cylindrical tank 3 for water drainage. Water through the additional hydraulic channel 9 can be supplied to a collector designed for collecting and transporting water (not shown in the drawing).
На газовом канале 12 установлен регулятор давления 13, запорный механизм 14 и расходомер газа 15. Газ поступает в коллектор 16. A pressure regulator 13, a locking mechanism 14, and a gas flow meter 15 are installed on the gas channel 12. Gas enters the manifold 16.
Выходной гидравлический канал 7 через емкостной расходомер 17 с измерительным прибором 18, объемный расходомер 19 с измерительным прибором 20 и запорный механизм 21 соединен со сборным коллектором 22. The output hydraulic channel 7 through a capacitive flow meter 17 with a measuring device 18, a volumetric flow meter 19 with a measuring device 20 and a locking mechanism 21 is connected to the collecting manifold 22.
Внутри цилиндрического стакана 4 на уровне 0,20...0,30 высоты цилиндрической герметичной емкости 3 установлен датчик уровня воды 23, соединенный с управляющим устройством 24, которое воздействует на запорные механизмы 10 и 21. Указанные запорные механизмы могут быть выполнены в виде управляемых электромагнитных задвижек. Inside the cylindrical cup 4 at a level of 0.20 ... 0.30 the height of the cylindrical sealed container 3 is installed a water level sensor 23 connected to the control device 24, which acts on the locking mechanisms 10 and 21. These locking mechanisms can be made in the form of controlled electromagnetic gate valves.
Устройство для измерения расхода газонасыщенной жидкости работает следующим образом. A device for measuring the flow rate of a gas-saturated liquid works as follows.
Газонасыщенная жидкость из скважины через входной гидравлический канал 1 поступает в гидроциклонный сепаратор 2, в котором под действием центробежных сил происходит разделение свободного газа и нефтеводяной смеси. Из гидроциклонного сепаратора 2 нефтеводяная смесь, попадая на колоколообразное дно 5 цилиндрического стакана 4, дополнительно выделяет газ. Указанная смесь в цилиндрическом кольцевом зазоре между внутренними стенками цилиндрической герметичной емкости 3 и наружными стенками цилиндрического стакана 4 под действием силы тяжести стекает на дно цилиндрической герметичной емкости 3 и через отверстия 6 попадает во внутреннюю полость цилиндрического стакана 4. Gas-saturated liquid from the well through the hydraulic inlet channel 1 enters the hydrocyclone separator 2, in which, under the action of centrifugal forces, the separation of free gas and oil-water mixture occurs. From the hydrocyclone separator 2, the oil-water mixture, falling onto the bell-shaped bottom 5 of the cylindrical cup 4, additionally releases gas. The specified mixture in a cylindrical annular gap between the inner walls of the cylindrical sealed container 3 and the outer walls of the cylindrical glass 4 under the action of gravity flows to the bottom of the cylindrical sealed container 3 and through holes 6 enters the inner cavity of the cylindrical glass 4.
Вследствие различных удельных весов и адгезионных свойств нефти и воды в цилиндрическом кольцевом зазоре происходит предварительное разделение смеси на нефть и воду. Накапливаясь в нижней части цилиндрической герметичной емкости 3 и внутренней полости цилиндрического стакана 4, нефтеводяная смесь отстаивается. При этом дополнительно выделяется растворенный газ. Происходит естественное разделение нефтеводяной смеси по плотностям входящих в нее составляющих. В нижней части накапливается вода с механическими примесями (зона A). Выше этой зоны собирается нефть (зона B) и далее газ (зона C). Due to the different specific gravities and adhesive properties of oil and water in the cylindrical annular gap, the mixture is preliminarily divided into oil and water. Accumulating in the lower part of the cylindrical sealed container 3 and the inner cavity of the cylindrical glass 4, the oil-water mixture settles. In this case, dissolved gas is additionally released. There is a natural separation of the oil-water mixture according to the densities of its constituent components. In the lower part, water with mechanical impurities accumulates (zone A). Above this zone, oil is collected (zone B) and then gas (zone C).
По мере накопления воды, нефти и газа в цилиндрической герметичной емкости 3 и внутренней полости цилиндрического стакана 4 избыточное давление в сепараторе повышается. As water, oil and gas accumulate in the cylindrical sealed container 3 and the inner cavity of the cylindrical cup 4, the overpressure in the separator increases.
Давление внутри цилиндрической герметичной емкости 3 поддерживается в пределах 0,15. ..0,8 МПа и настраивается посредством регулятора давления 13 на конкретный дебит скважины. Учет расхода газа осуществляется газовым расходомером 15. Поддержание постоянного давления необходимо для уменьшения погрешности измерения нефти. The pressure inside the cylindrical sealed container 3 is maintained within 0.15. ..0.8 MPa and is adjusted by a pressure regulator 13 to a specific flow rate of the well. Accounting for gas flow is carried out by a gas flow meter 15. Maintaining a constant pressure is necessary to reduce the error of oil measurement.
Под действием давления основная масса нефти из зоны В по выходному гидравлическому каналу 7 пропускается через емкостной расходомер 17, определяющий вес нефти (Р), и расходомер 19, измеряющий объемный расход нефти (V). Under the action of pressure, the bulk of the oil from zone B through the hydraulic outlet channel 7 is passed through a capacitive flow meter 17, which determines the weight of oil (P), and a flow meter 19, which measures the volumetric flow of oil (V).
По мере поступления газонасыщенной жидкости из скважины в цилиндрическую герметичную емкость 3 и поступления нефти в сборный коллектор 22 уровень воды (зона A) повышается. Как только сработает датчик уровня воды 23, сигнал от управляющего устройства 24 поступит на электромагнитные задвижки 10 и 21. Электромагнитная задвижка 10 открывается и вода из зоны A удаляется. Электромагнитная задвижка 22 в это время закрывается, и вода в сборный коллектор 23 не поступает. As the gas-saturated fluid from the well enters the cylindrical sealed container 3 and the oil enters the collection manifold 22, the water level (zone A) rises. As soon as the water level sensor 23 is activated, the signal from the control device 24 will go to the electromagnetic valves 10 and 21. The electromagnetic valve 10 opens and the water from zone A is removed. The electromagnetic valve 22 closes at this time, and water does not enter the collecting header 23.
Расход газа, воды и нефти измеряют в основном посредством расходомеров общетехнического назначения. The consumption of gas, water and oil is measured mainly by flow meters for general technical purposes.
Учет объемного расхода нефти может быть осуществлен расходомерами или дебитмерами, например ДПН-3 [3]. Accounting for the volumetric flow rate of oil can be carried out by flowmeters or flow meters, for example DPN-3 [3].
Предлагаемое устройство также устраняет влияние динамического давления жидкости, поступающей по входному гидравлическому каналу, на характер ее истечения из выходного гидравлического канала. The proposed device also eliminates the influence of the dynamic pressure of the fluid entering the inlet hydraulic channel on the nature of its outflow from the outlet hydraulic channel.
Таким образом, реализация предлагаемого изобретения позволит получить точное, простое в эксплуатации и надежное устройство для измерения расхода газонасыщенной жидкости. Thus, the implementation of the present invention will provide an accurate, easy to use and reliable device for measuring the flow rate of a gas-saturated liquid.
Литература
1. Патент СССР N 1811580, МПК G 01 F 1/00, 1993.Literature
1. USSR patent N 1811580, IPC G 01 F 1/00, 1993.
2. Авторское свидетельство СССР N 1770751, МПК G 01 F 1/00, 1975. 2. Copyright certificate of the USSR N 1770751, IPC G 01 F 1/00, 1975.
3. Петров А.И., Дробах В.Т. Техника измерения давлений и расходов жидкости и газа. - М.: Гостехиздат, 1963. 3. Petrov A.I., Drobakh V.T. Technique for measuring pressure and flow rates of liquid and gas. - M.: Gostekhizdat, 1963.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98106921A RU2155938C2 (en) | 1998-04-13 | 1998-04-13 | Gear measuring flow rate of gas-saturated liquid |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98106921A RU2155938C2 (en) | 1998-04-13 | 1998-04-13 | Gear measuring flow rate of gas-saturated liquid |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU98106921A RU98106921A (en) | 2000-02-10 |
| RU2155938C2 true RU2155938C2 (en) | 2000-09-10 |
Family
ID=20204702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98106921A RU2155938C2 (en) | 1998-04-13 | 1998-04-13 | Gear measuring flow rate of gas-saturated liquid |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2155938C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2774627C1 (en) * | 2021-09-23 | 2022-06-21 | Научно - производственное общество с ограниченной ответственностью «Новые технологии эксплуатации скважин» (ООО НПО «НТЭС») | Bucket chamber liquid meter with integrated separator |
-
1998
- 1998-04-13 RU RU98106921A patent/RU2155938C2/en active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2774627C1 (en) * | 2021-09-23 | 2022-06-21 | Научно - производственное общество с ограниченной ответственностью «Новые технологии эксплуатации скважин» (ООО НПО «НТЭС») | Bucket chamber liquid meter with integrated separator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7311001B2 (en) | Multiphase flow measurement apparatus and method | |
| US6032539A (en) | Multiphase flow measurement method and apparatus | |
| US9114332B1 (en) | Multiphase flow measurement apparatus utilizing phase separation | |
| EP2497556B1 (en) | Water removing device for extremly high water content three-phase flow | |
| CN105840169A (en) | Pried type oil-gas-separation single-well metering device and metering method thereof | |
| RU2299322C1 (en) | Method for oil and gas-condensate well production measurement in air-tight oil collection systems | |
| RU2415263C2 (en) | Procedure for preparing and measurement of production output of oil wells and device for its implementation (versions) | |
| CA2078029A1 (en) | System and method for flow control for high watercut oil production | |
| CN102465701B (en) | On-line sampling device for multi-phase flow liquid | |
| CN205778806U (en) | A kind of skid-mounted type Oil-gas Separation single well metering device | |
| US4549432A (en) | Metering separator for determining the liquid mass flow rate in a gas-liquid oilfield production stream | |
| RU2386811C1 (en) | Adaptive method of definition of residual (free) gas content at group gage units | |
| RU2541991C1 (en) | Method of measuring well flow rate of oil well products and device to this end | |
| RU2657321C1 (en) | Bucket meter of liquid and associated petroleum gas in a flowing gas-liquid mixture | |
| RU2155938C2 (en) | Gear measuring flow rate of gas-saturated liquid | |
| RU2664530C1 (en) | Device and method for measuring the flow rate of oil wells | |
| RU155020U1 (en) | INSTALLATION FOR MEASURING THE DEBIT OF OIL WELL PRODUCTS | |
| CN105626029B (en) | Viscous crude tubular type separates multiphase measurement device | |
| CN103993872B (en) | Crude oil volume type measuring sledge | |
| US3233448A (en) | Water tester | |
| RU2552563C1 (en) | Portable metering station of extracted well liquid | |
| CN103184861A (en) | Crude oil sand content analysis device | |
| RU2307249C1 (en) | Device for well oil production rate measurement | |
| RU2733954C1 (en) | Method of measuring production of oil well | |
| RU2691255C1 (en) | Device for measuring flow rate of oil wells |