RU2342528C1 - Device for measuring quantity of oil and oil gas - Google Patents
Device for measuring quantity of oil and oil gas Download PDFInfo
- Publication number
- RU2342528C1 RU2342528C1 RU2007110879/03A RU2007110879A RU2342528C1 RU 2342528 C1 RU2342528 C1 RU 2342528C1 RU 2007110879/03 A RU2007110879/03 A RU 2007110879/03A RU 2007110879 A RU2007110879 A RU 2007110879A RU 2342528 C1 RU2342528 C1 RU 2342528C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oil
- column
- measuring
- amount
- oil gas
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
Description
Заявляемое изобретение относится к нефтедобыче, а именно к устройствам для измерения количества нефти и нефтяного газа, извлекаемых из недр, и может быть использовано для оперативного учета дебитов продукции нефтяных и газоконденсатных скважин (как отдельных, так и кустов) и лицензионных участков в системах герметизированного сбора.The claimed invention relates to oil production, and in particular to devices for measuring the amount of oil and gas extracted from the subsoil, and can be used for operational accounting of production rates of oil and gas condensate wells (both individual and well) and license areas in pressurized collection systems .
Известно устройство для измерения количества нефти и нефтяного газа, содержащее измерительную емкость, газовый трубопровод и трубопроводы подвода и отвода водонефтегазовой смеси, в котором выполнено устройство определения времени наполнения измерительной емкости фиксированного объема частично отсепарированной от нефтяного газа водонефтяной эмульсии при открытом на коллектор газовом трубопроводе и закрытом патрубке отвода водонефтегазовой смеси, устройства измерения избыточного давления, температуры, скорости вытеснения содержимого емкости после закрытия газового трубопровода и открытия патрубка отвода водонефтегазовой смеси /Свидетельство на полезную модель №22179, МПК7 Е21В 47/10, опубликовано 2002. Бюллютень №7/.A device for measuring the amount of oil and oil gas containing a measuring tank, a gas pipeline and pipelines for supplying and discharging an oil and gas mixture, in which there is a device for determining the time of filling a measuring tank of a fixed volume of oil-water emulsion partially separated from oil gas with a gas pipeline open to the collector and closed the outlet pipe of the water-oil mixture, a device for measuring excess pressure, temperature, displacement rate capacity after closing the gas pipeline and opening the pipe branch of the oil-gas mixture / Certificate for Utility Model No. 22179, IPC 7 ЕВВ 47/10, published 2002. Bulletin No. 7 /.
Недостатками известного устройства являются:The disadvantages of the known device are:
- низкая точность и нестабильность измерений при повышенном пенообразовании и высоких дебитах скважин, а также при большом количестве растворенного нефтяного газа;- low accuracy and instability of measurements with increased foaming and high flow rates of wells, as well as with a large amount of dissolved oil gas;
- значительное время измерений из-за необходимости вытеснения содержимого емкости после закрытия газового трубопровода;- significant measurement time due to the need to displace the contents of the container after closing the gas pipeline;
- сложность эксплуатации в зимнее время, так как высока вероятность замерзания кранов при высокой обводненности водонефтяной эмульсии или простое скважин.- the complexity of operation in the winter, as there is a high likelihood of freezing of cranes with a high water content of oil-water emulsion or idle wells.
Известно устройство для измерения количества нефти и нефтяного газа, содержащее измерительную емкость, газовый трубопровод и трубопроводы подвода и отвода водонефтегазовой смеси, в котором заполнение измерительной емкости калиброванного объема выполнено при открытом на коллектор газовом трубопроводе и закрытом трубопроводе отвода водонефтегазовой смеси, датчика измерения гидростатического давления при известной высоте столба жидкости, избыточного давления, температуры, скорости вытеснения содержимого емкости после закрытия газового трубопровода и открытия патрубка отвода продукции скважин на коллектор, время наполнения измерительной емкости, а также устройства измерения высоты столба жидкости и гидростатического давления /Патент РФ №2220282, МПК7 Е21В 47/10, опубликовано 27.12.2003. Бюллютень №36/.A device for measuring the amount of oil and oil gas containing a measuring tank, a gas pipeline and pipelines for supplying and discharging a water-oil and gas mixture, in which the filling of a measuring tank of a calibrated volume is performed with a gas pipeline open to a collector and a closed pipeline for discharging a water-oil-gas mixture, a hydrostatic pressure measuring sensor at the known height of the liquid column, overpressure, temperature, rate of displacement of the contents of the container after closing the gas pipeline and opening the branch pipe for the diversion of well products to the reservoir, the filling time of the measuring tank, and also a device for measuring the height of the liquid column and hydrostatic pressure / RF Patent No. 2220282, IPC 7 ЕВВ 47/10, published on December 27, 2003. Bulletin No. 36 /.
Недостатками известного устройства являются:The disadvantages of the known device are:
- низкая точность и нестабильность измерений, обусловленные необходимостью выдерживания продукции скважины, содержащуюся в измерительной емкости, до состояния полного отсутствия пузырькового газа и оседания пены, что значительно осложняет измерения, особенно при средне- и высокопенистых нефтях, а также сложность измерений при большом давлении водонефтегазовой смеси;- low accuracy and instability of measurements, due to the need to withstand the production of the well contained in the measuring tank to a state of complete absence of bubble gas and foam settling, which greatly complicates the measurement, especially with medium and high foam oils, as well as the complexity of measurements at high pressure oil-gas mixture ;
- значительное время измерений из-за необходимости такой выдержки;- significant measurement time due to the need for such exposure;
- сложность эксплуатации в зимнее время, так как высока вероятность замерзания кранов при высокой обводненности или простое скважин;- the complexity of operation in the winter, as there is a high probability of freezing of cranes at high water cuts or idle wells;
- сложность управления из-за необходимости открытия и закрытия газового трубопровода и патрубка отвода продукции скважин на коллектор.- the complexity of management due to the need to open and close the gas pipeline and pipe branch of the production of wells to the reservoir.
Известно устройство для измерения количества нефти и нефтяного газа, содержащее колонну, заглушенную сверху и выполненную из трубы, с трубопроводами подвода водонефтегазовой смеси и отвода водонефтяной эмульсии и нефтяного газа, в которой колонна расположена в скважине, низ колонны открыт, ось колонны совпадает с осью скважины, трубопровод подвода водонефтегазовой смеси подсоединен к верхней части колонны тангенциально /Патент РФ №2252312, МПК7 Е21В 43/38, опубликовано 20.05.2005. Бюллютень №14/.A device is known for measuring the amount of oil and oil gas, comprising a column plugged from above and made of a pipe with pipelines for supplying a water-oil mixture and for removing a water-oil emulsion and oil gas, in which the column is located in the well, the bottom of the column is open, the axis of the column coincides with the axis of the well , the pipeline for supplying the oil and gas mixture is connected to the upper part of the column tangentially / RF Patent No. 2252312, IPC 7 ЕВВ 43/38, published on 05/20/2005. Bulletin No. 14 /.
Недостатками известного устройства являются:The disadvantages of the known device are:
- недостаточная точность измерений, так как для осуществления сепарации водонефтегазовой смеси на водонефтяную эмульсию и нефтяной газ требуется сложная настройка в зависимости от расхода водонефтегазовой смеси, газового фактора и т.д., поэтому при изменении режима работы и/или изменении режима добычи точность измерений ухудшается;- insufficient measurement accuracy, since the separation of the oil-gas mixture into a water-oil emulsion and oil gas requires complex adjustment depending on the flow of the oil-gas mixture, gas factor, etc., therefore, when changing the operating mode and / or changing the production mode, the measurement accuracy deteriorates ;
- большая длительность измерений, так как для их осуществления необходимо полностью заполнить скважину водонефтяной эмульсией; при большой длительности происходит разрушение водонефтяной эмульсии на нефть и воду, поэтому плотность водонефтяной эмульсии становится неравномерной;- a large duration of measurements, since for their implementation it is necessary to completely fill the well with a water-oil emulsion; with a long duration, the destruction of the oil-water emulsion into oil and water occurs, so the density of the oil-water emulsion becomes uneven;
- недостаточная надежность, так как необходима сложная настройка для каждой скважины или куста скважин, которая может легко быть нарушена, например при изменении режима добычи, числа добывающих скважин и т.п.;- lack of reliability, since a complex setting is required for each well or wellbore, which can easily be violated, for example, when changing the production mode, the number of producing wells, etc .;
- сложность использования, так как его можно использовать только в скважине, оборудованной пакером.- complexity of use, since it can only be used in a well equipped with a packer.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения количества нефти и нефтяного газа, содержащее емкость, сепарационное устройство и трубопроводы подвода водонефтегазовой смеси, отвода нефтяного газа и водонефтяной эмульсии, которое содержит калиброванную измерительную емкость для водонефтяной эмульсии, расположенную перпендикулярно горизонтальной поверхности и оснащенную датчиками уровня (наполнения), гидростатического и избыточного давлений, термометром и таймером, а также переключателем потока, сепарационное устройство выполнено в виде объемного газового сепаратора, соединение газовых линий объемного газового сепаратора и калиброванной измерительной емкости осуществлено посредством переключателя потока, а датчик уровня калиброванной измерительной емкости выполнен аналоговым с возможностью отслеживания любого уровня жидкости /см. RU 2220282 С1, кл. Е21В 47/10, 27.12.2003, 7 с./.The closest in technical essence and the achieved result is a device for measuring the amount of oil and oil gas containing a container, a separation device and pipelines for supplying a water-oil mixture, a discharge of oil gas and a water-oil emulsion, which contains a calibrated measuring tank for a water-oil emulsion located perpendicular to the horizontal surface and equipped with level sensors (filling), hydrostatic and gauge pressure, thermometer and timer, as well as with a flow switch, the separation device is made in the form of a volumetric gas separator, the gas lines of the volumetric gas separator and the calibrated measuring capacitance are connected using a flow switch, and the level sensor of the calibrated measuring capacitance is made analog with the ability to monitor any liquid level / cm. RU 2220282 C1, cl. ЕВВ 47/10, 12/27/2003, 7 pp. /.
Недостатками известного устройства для измерения количества нефти и нефтяного газа являются:The disadvantages of the known device for measuring the amount of oil and gas are:
- низкая точность и нестабильность измерений, обусловленные необходимостью выдерживания продукции скважины, содержащейся в калиброванной измерительной емкости, до состояния полного отсутствия пузырькового газа и оседания пены, что значительно осложняет измерения, особенно при средне- и высокопенистых нефтях, а также сложность измерений при большом давлении водонефтегазовой смеси;- low accuracy and instability of measurements, due to the need to withstand the production of the well contained in the calibrated measuring tank to a state of complete absence of bubble gas and foam settling, which greatly complicates the measurement, especially with medium and high foam oils, as well as the complexity of measurements at high pressure oil-gas mixtures;
- значительное время измерений из-за необходимости такой выдержки;- significant measurement time due to the need for such exposure;
- сложность эксплуатации в зимнее время, так как высока вероятность замерзания кранов в случае высокой обводненности и/или простое скважин;- the complexity of operation in the winter, as there is a high probability of freezing of cranes in case of high water cut and / or idle wells;
- сложность управления из-за необходимости открытия и закрытия переключателя потока, соединяющего газовые линии объемного газового сепаратора и калиброванной измерительной емкости;- control complexity due to the need to open and close the flow switch connecting the gas lines of the volumetric gas separator and the calibrated measuring capacitance;
- значительные габариты устройства из-за наличия калиброванной измерительной емкости и объемного газового сепаратора, причем с ростом газового фактора (содержание газа, приходящееся на единицу объема нефти) габариты растут;- significant dimensions of the device due to the presence of a calibrated measuring capacity and a volumetric gas separator, and with the growth of the gas factor (gas content per unit volume of oil), the dimensions increase;
- сложность изготовления калиброванной измерительной емкости;- the complexity of manufacturing a calibrated measuring capacitance;
- расположение калиброванной измерительной емкости только перпендикулярно горизонтальной поверхности сужает возможность применения на ограниченных по габаритам площадках и/или при необходимости расположения среди существующего оборудования;- the location of the calibrated measuring capacitance only perpendicular to the horizontal surface narrows the possibility of application on sites of limited dimensions and / or, if necessary, location among existing equipment;
- содержание в газе взвешенных частиц нефти, вызванное отсутствием газовой части, так как после объемного газового сепаратора газ вместе со взвешенными частицами нефти (в виде капель брызг и пены) сразу поступает в газовую линию и поэтому взвешенные частицы не успевают осесть;- the content in the gas of suspended oil particles caused by the absence of a gas part, since after the volumetric gas separator the gas together with the suspended oil particles (in the form of droplets of spray and foam) immediately enters the gas line and therefore the suspended particles do not have time to settle;
- большое количество датчиков и необходимость использования только датчиков уровня (наполнения), гидростатического и избыточного давлений, а также термометра и таймера, что исключает возможность применения для другого способа измерений количества нефти и газа, основанного на измерении какого-либо другого параметра, кроме уровня, гидростатического и избыточного давлений, а также температуры и времени.- a large number of sensors and the need to use only level sensors (filling), hydrostatic and gauge pressures, as well as a thermometer and a timer, which excludes the possibility of applying for another method of measuring the amount of oil and gas based on the measurement of any other parameter except the level, hydrostatic and overpressure, as well as temperature and time.
Предлагаемое изобретение направлено на повышение точности измерений и сокращение их времени, повышение надежности эксплуатации и упрощение использования.The present invention is aimed at improving the accuracy of measurements and reducing their time, improving reliability and ease of use.
Это достигается тем, что в устройстве для измерения количества нефти и нефтяного газа, содержащем сепарационное устройство и трубопроводы подвода водонефтегазовой смеси, отвода нефтяного газа и водонефтяной эмульсии, емкость выполнена в виде колонны, заглушенной с торцов, ось колонны расположена перпендикулярно или наклонно горизонтальной поверхности, трубопровод подвода водонефтегазовой смеси подсоединен к сепарационному устройству, делящему колонну на верхнюю и нижнюю части, связанные или не связанные между собой, трубопровод отвода водонефтяной эмульсии подсоединен к нижней части колонны, трубопровод отвода нефтяного газа подсоединен в верхней части колонны, трубопровод отвода нефтяного газа оснащен устройством для измерения количества нефтяного газа оснащен устройством для измерения количества нефтяного газа, в колонне расположен один или более датчиков, при этом диаметры верхней и нижней частей выполнены равными или неравными, длины частей выполнены равными или неравными, при этом при наклонном расположении оси колонны к горизонтальной поверхности углы наклона осей частей к горизонтальной поверхности выполнены равными или неравными, оси частей расположены в одной или разных плоскостях, перпендикулярных горизонтальной плоскости, а каждая часть выполнена из одной или из нескольких прямолинейных труб, имеющих разные углы наклона к горизонтальной поверхности. Кроме того, сепарационное устройство соединено с нижней частью колонны посредством патрубка, причем вход и выход патрубка расположены соответственно между выходом трубопровода подвода водонефтегазовой смеси и входом трубопровода отвода водонефтяной эмульсии. Кроме того, в некоторых случаях часть патрубка расположена вне колонны, а сепарационное устройство оснащено блоком для равномерного распределения. При этом один или более датчиков выполнены с возможностью осевого и/или радиального перемещения, в нижней части колонны выше выходного отверстия патрубка расположен успокоительный элемент, часть трубопровода отвода нефтяного газа может быть выполнена соприкасающейся с колонной, а колонна, сепарационное устройство, а также трубопроводы подвода водонефтегазовой смеси и отвода водонефтяной эмульсии и нефтяного газа выполнены полностью или частично теплоизолированными. Кроме того, предусмотрено устройство для удаления асфальтосмолопарафиновых отложений, колонна может быть оснащена рамой, сепарационное устройство выполнено в виде усеченного конуса, устройство для измерения количества нефтяного газа выполнено в виде расходомера с диафрагмой, в колонне могут быть расположены один или более датчиков или уровня, или перепада давления, или гидростатического давления, или расходомер жидкости, или счетчик импульсов при возможном использовании калиброванного отверстия, блок для равномерного распределения может быть выполнен в виде изогнутой кольцом трубки со щелями, а успокоительный элемент выполнен в виде перфорированной пластины, полностью или частично перекрывающей поперечное сечение колонны. Кроме того, может быть предусмотрен ввод реагентов против образования асфальтосмолопарафиновых отложений.This is achieved by the fact that in a device for measuring the amount of oil and oil gas containing a separation device and pipelines for supplying an oil-water mixture, an outlet for oil gas and an oil-water emulsion, the container is made in the form of a column damped from the ends, the axis of the column is perpendicular or inclined to a horizontal surface, the pipeline for supplying the oil and gas mixture is connected to a separation device dividing the column into upper and lower parts, connected or not connected, the pipeline yes, an oil-water emulsion is connected to the bottom of the column, an oil gas outlet pipe is connected at the top of the column, an oil gas outlet pipe is equipped with a device for measuring the amount of oil gas, a device for measuring the amount of oil gas, one or more sensors are located in the column, while the diameters of the top and the lower parts are made equal or unequal, the lengths of the parts are made equal or unequal, while when the axis of the column is inclined to a horizontal surface, the angles n clone axes horizontal surface parts are made equal or unequal, axis portions are located in the same or in different planes perpendicular to the horizontal plane, and each part is made from one or more rectilinear pipes having different angles of inclination to the horizontal surface. In addition, the separation device is connected to the lower part of the column by means of a nozzle, the inlet and outlet of the nozzle being respectively located between the outlet of the pipeline for supplying the oil and gas mixture and the inlet of the pipeline for extracting the oil-water emulsion. In addition, in some cases, part of the nozzle is located outside the column, and the separation device is equipped with a unit for uniform distribution. In this case, one or more sensors are made with the possibility of axial and / or radial movement, a soothing element is located in the lower part of the column above the outlet of the nozzle, part of the oil gas removal pipeline can be made in contact with the column, and the column, separation device, as well as supply pipelines the oil-gas mixture and the removal of the oil-water emulsion and oil gas are fully or partially insulated. In addition, a device for removing asphalt-resin-paraffin deposits is provided, the column can be equipped with a frame, the separation device is made in the form of a truncated cone, the device for measuring the amount of oil gas is made in the form of a flow meter with a diaphragm, one or more sensors or level can be located in the column, or differential pressure, or hydrostatic pressure, or liquid flow meter, or pulse counter with the possible use of a calibrated hole, block for uniform distribution can be made in the form of a tube curved by a ring with slits, and the soothing element is made in the form of a perforated plate completely or partially overlapping the cross section of the column. In addition, the introduction of reagents against the formation of asphalt-resin-paraffin deposits may be provided.
Выполнение колонны заглушенной снизу позволяет уменьшить количество водонефтяной эмульсии, необходимой для измерения ее количества, а также количества нефти. Заглушка колонны может быть выполнена, например, в форме конуса или усеченного конуса, направленного острием вниз.The execution of the column plugged from below allows you to reduce the amount of oil-water emulsion needed to measure its quantity, as well as the amount of oil. The plug of the column can be made, for example, in the form of a cone or a truncated cone, directed with the tip down.
Колонна устанавливается так, чтобы ее ось была перпендикулярна или наклонна к горизонтальной поверхности. Наклон колонны нужен в некоторых случаях для увеличения поверхности раздела «водонефтяная эмульсия - нефтяной газ». Если ось колонны, выполненной из прямолинейной трубы, перпендикулярна горизонтальной поверхности, то поперечное сечение ее в плоскости, параллельной горизонтальной поверхности, представляет круг площадьюThe column is mounted so that its axis is perpendicular or inclined to a horizontal surface. The slope of the column is necessary in some cases to increase the surface area of the section "oil-water emulsion - oil gas". If the axis of the column made of a straight pipe is perpendicular to the horizontal surface, then its cross section in a plane parallel to the horizontal surface represents a circle with an area
где D - диаметр колонны.where D is the diameter of the column.
Если ось колонны, выполненной из прямолинейной трубы, наклонена к горизонтальной поверхности, то поперечное сечение ее в плоскости, параллельной горизонтальной поверхности, представляет эллипс площадьюIf the axis of the column made of a straight pipe is inclined to a horizontal surface, then its cross section in a plane parallel to the horizontal surface is an ellipse with an area
где φ - угол наклона к поверхности.where φ is the angle of inclination to the surface.
Сравнение формул (1) и (2) показывает, что Sφ>S при всех φ<90°, так как в этом случае sinφ<1.Comparison of formulas (1) and (2) shows that S φ> S at all φ <90 °, since in this case sinφ <1.
Как известно, чем больше поверхность раздела «водонефтяная эмульсия - нефтяной газ», тем интенсивнее происходит выделение растворенного в водонефтяной эмульсии нефтяного газа. Поэтому колонну не обязательно устанавливать вертикально (перпендикулярно) горизонтальной поверхности, иногда ее можно устанавливать наклонно, если требуется увеличить поверхность раздела «водонефтяная эмульсия - нефтяной газ».As you know, the larger the surface area of the “oil-water emulsion - oil gas” interface, the more intense is the release of oil gas dissolved in the oil-water emulsion. Therefore, it is not necessary to install the column vertically (perpendicularly) to a horizontal surface, sometimes it can be installed obliquely if it is necessary to increase the surface area of the “oil-water emulsion - oil gas” section.
Подсоединение трубопровода подвода водонефтегазовой смеси к сепарационному устройству, например, в виде усеченного конуса позволяет разделить водонефтегазовую смесь на водонефтяную эмульсию и нефтяной газ, что позволяет повысить интенсивность сепарации и тем самым уменьшить размеры устройства, сократить время измерений и повысить их точность. Сепарационное устройство может иметь поперечный размер или меньше, или равный, или больше диаметра колонны в зависимости от параметров водонефтегазовой смеси и физико-химических свойств нефти, нефтяного газа и воды. Сепарационное устройство может полностью или частично перекрывать поперечное сечение колонны.The connection of the pipeline for supplying the oil-gas mixture to the separation device, for example, in the form of a truncated cone, allows the oil-gas mixture to be divided into a water-oil emulsion and oil gas, which allows to increase the separation intensity and thereby reduce the size of the device, shorten the measurement time and increase their accuracy. The separation device may have a transverse size or less, or equal, or more than the diameter of the column, depending on the parameters of the oil-gas mixture and the physico-chemical properties of oil, oil gas and water. The separation device may completely or partially overlap the cross section of the column.
Деление колонны на верхнюю и нижнюю части позволяет собирать водонефтяную эмульсию в нижней части колонны, а нефтяной газ - в верхней части колонны, уменьшив тем самым возможность смешивания их, что ведет к повышению точности измерений. Дополнительно верхнюю и нижнюю части можно сделать из труб разного диаметра, длины и угла наклона в зависимости от параметров водонефтегазовой смеси и физико-химических свойств нефти, нефтяного газа и воды.The division of the column into the upper and lower parts allows the collection of water-oil emulsion in the lower part of the column, and oil gas in the upper part of the column, thereby reducing the possibility of mixing them, which leads to increased measurement accuracy. Additionally, the upper and lower parts can be made of pipes of different diameters, lengths, and tilt angles depending on the parameters of the oil and gas mixture and the physicochemical properties of oil, oil gas, and water.
Выполнение верхней и нижней частей связанными или не связанными между собой зависит от качества сепарации водонефтегазовой смеси в сепарационном устройстве, а также от параметров водонефтегазовой смеси и физико-химических свойств нефти, нефтяного газа и воды. Если обеспечивается качественное выделение всего нефтяного газа, то верхнюю и нижнюю части лучше выполнить несвязанными, так как это исключает возможность перемешивания водонефтяной эмульсии и нефтяного газа, что обеспечивает повышение точности измерений. В противном случае связь между верхней и нижней частями осуществляется, например, путем перекрытия сепарационным устройством части поперечного сечения колонны или использования для связи между ними специальных перемычек, которые могут быть расположены как внутри, так и вне колонны.The implementation of the upper and lower parts connected or not connected depends on the quality of separation of the oil-gas mixture in the separation device, as well as on the parameters of the oil-water mixture and the physicochemical properties of oil, oil gas and water. If high-quality extraction of all oil gas is ensured, then the upper and lower parts are best performed unbound, as this eliminates the possibility of mixing the oil-water emulsion and oil gas, which improves the accuracy of measurements. Otherwise, the connection between the upper and lower parts is carried out, for example, by blocking part of the cross section of the column with a separation device or using special jumpers for communication between them, which can be located both inside and outside the column.
Подсоединение трубопровода отвода водонефтяной эмульсии к нижней части колонны требуется для обеспечения слива водонефтяной эмульсии из колонны.The connection of the pipeline emulsion of oil-water emulsion to the bottom of the column is required to ensure the discharge of oil-water emulsion from the column.
Подсоединение трубопровода отвода нефтяного газа в верхней части колонны требуется для обеспечения отвода нефтяного газа из колонны.The connection of the oil gas discharge pipe in the upper part of the column is required to ensure the removal of oil gas from the column.
Оснащение трубопровода отвода нефтяного газа устройством для измерения количества нефтяного газа, например расходомером с диафрагмой, требуется для измерения количества нефтяного газа. Отметим, что трубопровод отвода нефтяного газа до и после устройства для измерения количества нефтяного газа должен быть прямым и обеспечивать установившееся течение нефтяного газа. Обычно длина прямого участка до устройства для измерения количества нефтяного газа составляет не менее 20 калибров и после - не менее 5 калибров.Equipping the oil gas discharge pipe with a device for measuring the amount of oil gas, for example a flow meter with a diaphragm, is required for measuring the amount of oil gas. Note that the pipeline for the removal of oil gas before and after the device for measuring the amount of oil gas must be direct and provide a steady flow of oil gas. Typically, the length of the straight section to the device for measuring the amount of oil gas is at least 20 calibers and after - at least 5 calibers.
Расположение в колонне одного или более датчиков, например уровня, давления, гидростатического давления и т.д., необходимо для измерения количества нефти. При этом существенным признаком является число датчиков, а не их тип. Используя разные датчики и методики выполнения измерений, можно определить или измерить количество водонефтяной эмульсии и количество нефти.The location in the column of one or more sensors, such as level, pressure, hydrostatic pressure, etc., is necessary to measure the amount of oil. At the same time, the number of sensors, and not their type, is an essential sign. Using different sensors and measurement techniques, you can determine or measure the amount of oil-water emulsion and the amount of oil.
Тип и число устанавливаемых в колонне датчиков зависит от выбранной методики проведения измерений. Ниже приведено несколько вариантов того, как, используя разные датчики, можно измерить (определить) количество нефти.The type and number of sensors installed in the column depends on the chosen measurement procedure. Below are several options for how, using different sensors, it is possible to measure (determine) the amount of oil.
Перед началом измерений берется проба водонефтегазовой смеси. В лабораторных условиях определяются плотности нефти ρн и воды ρв (например, путем сепарации водонефтяной эмульсии на нефть и воду на центрифуге и последующего взвешивания образцов нефти и воды) и химический состав нефтяного газа и концентрации его компонент (например, методами хромотографии).Before starting the measurements, a sample of the oil and gas mixture is taken. In laboratory conditions, the densities of oil ρ n and water ρ in are determined (for example, by separating a water-oil emulsion into oil and water in a centrifuge and subsequent weighing of oil and water samples) and the chemical composition of oil gas and the concentration of its components (for example, by chromatography).
Плотность водонефтяной эмульсии ρэ определяется так:The density of the oil-water emulsion ρ e is determined as follows:
где nв - обводненность, т.е. объемная доля воды [безразмерная величина] в водонефтяной эмульсии; nн - объемная доля нефти [безразмерная величина] в водонефтяной эмульсии.where n in - watering, i.e. volume fraction of water [dimensionless quantity] in the oil-water emulsion; n n is the volume fraction of oil [dimensionless quantity] in the oil-water emulsion.
Вариант 1.
Перед входом в трубопровод отвода водонефтяной эмульсии устанавливается переходник с расположенным внутри него устройством для измерения количества водонефтяной эмульсии, например турбинкой, так, чтобы водонефтяная эмульсия могла попасть в трубопровод отвода водонефтяной эмульсии только через переходник. Выше входа в переходник устанавливается датчик уровня. Измеряется объем части колонны между датчиком уровня и входом в переходник [м3] и обводненность водонефтяной эмульсии. Сечения берутся в плоскостях, параллельных поверхности. Начинается подача водонефтегазовой смеси в колонну с количеством водонефтяной эмульсии, например объемным расходом водонефтяной эмульсии [м3/с]. Когда уровень водонефтяной эмульсии достигнет входа в переходник, водонефтяная эмульсия начинает вытекать через переходник. Количество водонефтяной эмульсии, например объемный расход водонефтяной эмульсии [м3/с], измеряются устройством для измерения количества водонефтяной эмульсии. Одновременно начинается отсчет времени τ [с].Before entering the oil-water emulsion drain pipe, an adapter is installed with a device located inside it for measuring the amount of oil-water emulsion, for example, a turbine, so that the oil-water emulsion can enter the oil-water emulsion drain pipe only through the adapter. Above the entrance to the adapter, a level sensor is installed. The volume of the column part between the level sensor and the entrance to the adapter is measured [m 3 ] and the water content of the oil-water emulsion. Sections are taken in planes parallel to the surface. The flow of oil-gas mixture into the column begins with the amount of oil-water emulsion, for example, the volumetric flow rate of oil-water emulsion [m 3 / s]. When the level of the oil-water emulsion reaches the entrance to the adapter, the oil-water emulsion begins to flow through the adapter. The amount of oil-water emulsion, for example, the volumetric flow rate of oil-water emulsion [m 3 / s], measured by a device for measuring the amount of oil-water emulsion. Simultaneously, the countdown of time τ [s] begins.
Если наполнения колонны выше уровня входа в переходник не происходит, то это означает, что , и таким образом измеряется количество водонефтяной эмульсии.If the filling of the column above the level of entry into the adapter does not occur, then this means that , and thus the amount of oil-water emulsion is measured.
Если вся поступающая в колонну водонефтяная эмульсия не успевает вытечь через нее, тоIf all the oil-water emulsion entering the column does not have time to flow out through it, then
Когда водонефтяная эмульсия достигнет датчика уровня, отсчет времени прекращается, время - запоминается. Тогда разность объемных (4) расходов поступающей в колонну и вытекающей из нее водонефтяной эмульсии определим по отношению:When the oil-water emulsion reaches the level sensor, the countdown stops, the time is remembered. Then the difference in volumetric (4) costs entering the column and the resulting oil-water emulsion is determined by the ratio:
Затем из формул (4) и (5) определим объемный расход поступающей в колонну водонефтяной эмульсии.Then, from formulas (4) and (5), we determine the volumetric flow rate of the oil-water emulsion entering the column.
Количество нефти, а именно объемный расход нефти Qн, найдем как произведение объемного расхода водонефтяной эмульсии, поступающей в колонну, на объемную долю нефти (3):The amount of oil, namely the volumetric flow rate of oil Q n , we find as the product of the volumetric flow rate of the oil-water emulsion entering the column, by the volume fraction of oil (3):
Вариант 2.
Трубопровод отвода водонефтяной эмульсии выполнен с возможностью перекрытия. Выше входа в трубопровод отвода водонефтяной эмульсии устанавливается датчик уровня. Измеряется объем части колонны между датчиком уровня и входом в переходник [м3] и обводненность водонефтяной эмульсии. Сечения берутся в плоскостях, параллельных поверхности. Начинается подача водонефтегазовой смеси в колонну и одновременно отсчет времени τ. Когда водонефтяная эмульсия достигнет датчика уровня, отсчет времени прекращается, время - запоминается. Тогда объемный расход поступающей в колонну водонефтяной эмульсии определим как отношение объема к времени его заполнения:The pipeline drainage of oil-water emulsions is made with the possibility of overlap. Above the entrance to the pipeline for the removal of oil-water emulsion, a level sensor is installed. The volume of the column part between the level sensor and the entrance to the adapter is measured [m 3 ] and the water content of the oil-water emulsion. Sections are taken in planes parallel to the surface. The flow of oil-gas mixture into the column begins and simultaneously the countdown of time τ. When the oil-water emulsion reaches the level sensor, the countdown stops, the time is remembered. Then the volumetric flow rate of the oil-water emulsion entering the column is defined as the ratio of volume to time of filling:
Количество нефти, а именно объемный расход нефти Qн, найдем из выражения (6).The amount of oil, namely the volumetric flow rate of oil Q n , we find from expression (6).
Вариант 3.
В колонне устанавливается датчик измерения высоты (верхнего уровня) Hэ [м] столба водонефтяной эмульсии, например линейка. Измеряются площадь поперечного сечения трубопровода отвода водонефтяной эмульсии Fвых [м2] и обводненность водонефтяной эмульсии. Начинается подача водонефтегазовой смеси в колонну. Высота столба водонефтяной эмульсии устанавливается на каком-либо уровне и замеряется. Объемный расход водонефтяной эмульсии определим по широко известной формулеIn the column is installed a sensor for measuring the height (upper level) H e [m] of the column of oil-water emulsion, for example a ruler. The cross-sectional area of the pipeline for the removal of oil-water emulsion F o [m 2 ] and the water content of the oil-water emulsion are measured. The supply of oil-gas mixture to the column begins. The height of the oil-water emulsion column is set at any level and measured. The volumetric flow rate of oil-water emulsion is determined by the well-known formula
где α - коэффициент расхода, g - ускорение свободного падения, [м/с2].where α - flow coefficient, g - acceleration of gravity [m / s2].
Количество нефти, а именно объемный расход нефти Qн, найдем из выражения (6).The amount of oil, namely the volumetric flow rate of oil Q n , we find from expression (6).
Вариант 4.
На входе в трубопровод отвода нефти устанавливается пробка с калиброванным отверстием. Остальные операции проводятся аналогично варианту 3.At the entrance to the oil drain pipe, a plug with a calibrated hole is installed. The remaining operations are carried out similarly to
Вариант 5.
Аналогичен вариантам 3 и 4, только для измерения уровня жидкости используется датчик гидростатического давления, установленный в нижней части колонны. Гидростатическое давление Рст [Па] водонефтяной эмульсии и высота столба водонефтяной эмульсии связаны между собой так:It is similar to
После того как гидростатическое давление установится постоянным, по формуле (9) определим высоту столба водонефтяной эмульсии. Объемный расход водонефтяной эмульсии найдем из (8), а объемный расход нефти - из (6).After the hydrostatic pressure is established constant, by the formula (9) we determine the height of the column of the oil-water emulsion. We find the volumetric flow rate of the oil-water emulsion from (8), and the volumetric flow rate of oil from (6).
В некоторых случаях, особенно при больших давлениях водонефтегазовой смеси, для уменьшения погрешности измерений вместо датчика гидростатического давления может быть использован датчик перепада давления.In some cases, especially at high pressures of the oil and gas mixture, a differential pressure sensor can be used instead of a hydrostatic pressure sensor to reduce the measurement error.
Вариант 6.
Если колонна - прямая труба, то количество водонефтяной эмульсии и нефти можно определить так. Устанавливается датчик гидростатического давления. Закрывается трубопровод отвода водонефтяной эмульсии. Замеряется гидростатическое давление в моменты времени τ1 и τ2. Тогда изменение высоты столба ΔH водонефтяной эмульсии определим из (9) так:If the column is a straight pipe, then the amount of oil-water emulsion and oil can be determined as follows. A hydrostatic pressure sensor is installed. The pipeline for the removal of oil-water emulsion closes. Hydrostatic pressure measured at timings τ 1 and τ 2. Then the change in the height of the column ΔH of the oil-water emulsion is determined from (9) as follows:
Тогда объемный расход водонефтяной эмульсии определим как отношение произведения площади поперечного сечения колонны в плоскости, параллельной поверхности (1) или (2), на изменение высоты столба водонефтяной эмульсии (10) к времени изменения:Then the volumetric flow rate of the oil-water emulsion is defined as the ratio of the product of the cross-sectional area of the column in a plane parallel to the surface (1) or (2) by the change in the height of the column of the oil-water emulsion (10) to the time of change:
Объемный расход нефти определим из (6).The volumetric flow rate of oil is determined from (6).
Вариант 7.
Перед входом в патрубок отвода водонефтяной эмульсии устанавливается переливной клапан. Замеряется объем водонефтяной эмульсии ΔVэ, отводимой при каждом открытии переливного клапана. На переливном клапане расположен счетчик импульсов, срабатывающий, например, при каждом открытии или закрытии переливного клапана. Замеряется число срабатываний счетчика импульсов N за время Δτ. Тогда объемный расход водонефтяной эмульсии оставит:Before entering the branch pipe of the oil-water emulsion, an overflow valve is installed. The volume of oil-water emulsion ΔV e measured at each opening of the overflow valve is measured. A pulse counter is located on the overflow valve, triggering, for example, each time the overflow valve is opened or closed. The number of times the pulse counter N is measured for the time Δτ. Then the volumetric flow rate of oil-water emulsion will leave:
Объемный расход нефти определим из (6).The volumetric flow rate of oil is determined from (6).
Можно привести и другие варианты определения количества нефти и водонефтяной эмульсии. Из вариантов 1-7 видно, что достичь желаемого результата - измерения (определения) количества (объемного расхода) водонефтяной эмульсии и нефти - можно путем использования одного или более разных датчиков, а именно:Other options for determining the amount of oil and oil-water emulsion can be given. From options 1-7 it can be seen that to achieve the desired result - measuring (determining) the amount (volumetric flow rate) of an oil-water emulsion and oil - can be achieved by using one or more different sensors, namely:
- датчика объемного расхода (например, турбинки) и датчика уровня (вариант 1);- volume flow sensor (for example, turbine) and level sensor (option 1);
- датчика уровня (вариант 2);- level sensor (option 2);
- датчика высоты - линейки (вариант 3);- height sensor - rulers (option 3);
- датчика высоты - линейки и калиброванного отверстия (вариант 4);- height sensor - ruler and calibrated hole (option 4);
- датчика гидростатического давления или датчика перепада давления и калиброванного отверстия (вариант 5);- hydrostatic pressure sensor or differential pressure sensor and calibrated hole (option 5);
- датчика гидростатического давления (вариант 6);- hydrostatic pressure sensor (option 6);
- счетчика импульсов (вариант 7).- pulse counter (option 7).
Отсюда следует, что существенным признаком является число используемых датчиков, а не их тип.It follows that an essential feature is the number of sensors used, and not their type.
Выполнение диаметров верхней и нижней частей равными или неравными зависит от параметров водонефтегазовой смеси и физико-химических свойств нефти, нефтяного газа и воды. Очевидно, что чем больше диаметр, тем больше вместимость единицы длины. Изменение диаметра нужно для обеспечения требуемой точности измерений при минимально возможной высоте колонны.The implementation of the diameters of the upper and lower parts equal or unequal depends on the parameters of the oil-gas mixture and the physicochemical properties of oil, oil gas and water. Obviously, the larger the diameter, the greater the capacity of a unit of length. Changing the diameter is necessary to ensure the required measurement accuracy at the lowest possible column height.
Выполнение углов наклона осей частей к горизонтальной поверхности равными или неравными зависит от параметров водонефтегазовой смеси и физико-химических свойств нефти, нефтяного газа и воды. Из формул (1) и (2) видно, что чем больше угол наклона, тем больше при прочих равных условиях вместимость по высоте. Изменение угла наклона нужно для обеспечения требуемой точности измерений при минимально возможной высоте колонны. Это относится как к верхней, так и нижней частям колонны.The fulfillment of the angles of inclination of the axes of the parts to the horizontal surface equal or unequal depends on the parameters of the water-oil and gas mixture and the physico-chemical properties of oil, oil gas and water. From formulas (1) and (2) it can be seen that the greater the angle of inclination, the greater, other things being equal, the height capacity. Changing the angle of inclination is necessary to ensure the required measurement accuracy at the lowest possible column height. This applies to both the upper and lower parts of the column.
Расположение осей частей в одной или в разных плоскостях, перпендикулярных горизонтальной поверхности, позволяет при сохранении точности измерений вписывать колонну в существующее оборудование. Это обеспечивает уменьшение занимаемой устройством площади.The location of the axes of the parts in one or in different planes, perpendicular to the horizontal surface, while maintaining the accuracy of the measurements allows you to enter the column into existing equipment. This provides a reduction in the area occupied by the device.
Выполнение каждой части из одной прямолинейной трубы или из нескольких прямолинейных труб, имеющих разные углы наклона к горизонтальной поверхности, зависит от параметров водонефтегазовой смеси и физико-химических свойств нефти, нефтяного газа и воды. Это определяется требуемой для сохранения точности измерений вместимостью единицы длины, а также для обеспечения возможности вписывания устройства в существующее оборудование, что упростит его эксплуатацию, в частности, за счет сокращения зоны обслуживания.The execution of each part from one straight pipe or from several straight pipes having different angles of inclination to a horizontal surface depends on the parameters of the oil and gas mixture and the physicochemical properties of oil, oil gas and water. This is determined by the requirement to maintain the accuracy of measurements with a unit length capacity, as well as to enable the device to fit into existing equipment, which will simplify its operation, in particular by reducing the service area.
Соединение сепарационного устройства патрубком с нижней частью колонны между выходом трубопровода подвода водонефтегазовой смеси и входом трубопровода отвода водонефтяной эмульсии позволяет заполнять нижнюю часть колонны путем подачи водонефтяной эмульсии в течение большей части процесса ниже уровня водонефтяной эмульсии, что значительно уменьшает возможность пено- или брызгообразования. Это ведет к повышению точности измерений, а также позволяет уменьшить колебания и волны на поверхности водонефтяной эмульсии в нижней части колонны, а также повысить интенсивность выделения растворенного нефтяного газа.The connection of the separation device with a pipe with the bottom of the column between the outlet of the oil-gas mixture supply pipeline and the inlet of the oil-water emulsion pipe allows filling the lower part of the column by supplying the oil-water emulsion during the greater part of the process below the level of the oil-water emulsion, which significantly reduces the possibility of foam or spray formation. This leads to an increase in the accuracy of measurements, and also allows to reduce fluctuations and waves on the surface of the oil-water emulsion in the lower part of the column, as well as to increase the intensity of the release of dissolved oil gas.
Расположение части патрубка вне колонны позволяет уменьшить асфальтосмолопарафиновые отложения на патрубке, что даст уменьшение их влияния на точность измерений, например, текущего объема нижней части колонны, так как по мере роста асфальтосмолопарафиновых отложений этот объем уменьшается.The location of the part of the pipe outside the column allows to reduce the asphalt-resin-paraffin deposits on the pipe, which will reduce their influence on the measurement accuracy, for example, of the current volume of the lower part of the column, since this volume decreases as the asphalt-resin-paraffin deposits increase.
Оснащение сепарационного устройства блоком для равномерного распределения, например изогнутой кольцом трубкой со щелями, позволяет более полно и равномерно использовать всю рабочую поверхность сепарационного устройства, что ведет к повышению интенсивности и качества сепарации. Это дает повышение точности измерений и уменьшение габаритов установки.Equipping the separation device with a unit for even distribution, for example, a tube with slits bent by the ring, allows the full and even use of the entire working surface of the separation device, which leads to an increase in the separation intensity and quality. This gives an increase in the accuracy of measurements and a decrease in the dimensions of the installation.
Выполнение одного или более датчиков с возможностью осевого и/или радиального перемещения позволяет в зависимости от параметров водонефтегазовой смеси и геометрии внутренней части колонны сократить время проведения измерений при сохранении их точности.The implementation of one or more sensors with the possibility of axial and / or radial movement allows depending on the parameters of the oil-gas mixture and the geometry of the inner part of the column to reduce the time of measurements while maintaining their accuracy.
Расположение в нижней части колонны выше выходного отверстия патрубка успокоительного элемента, например, в виде перфорированной пластины, полностью или частично перекрывающего поперечное сечение колонны, позволяет уменьшить колебания поверхности водонефтяной эмульсии, что ведет к повышению точности измерений.The location in the lower part of the column above the outlet of the nozzle of the soothing element, for example, in the form of a perforated plate completely or partially overlapping the cross-section of the column, allows to reduce fluctuations in the surface of the oil-water emulsion, which leads to increased measurement accuracy.
Выполнение части трубопровода отвода нефтяного газа соприкасающейся с нижней частью колонны позволяет повысить надежность измерений при отрицательных температурах атмосферного воздуха путем обогрева от нижней части колонны, так как температура водонефтяной эмульсии в практическом большинстве случаев положительная (на месторождениях Западной Сибири температура добытой водонефтяной эмульсии часто составляет 50°С и выше).The execution of a part of the pipeline for extracting oil gas in contact with the bottom of the column improves the reliability of measurements at negative temperatures by heating from the bottom of the column, since the temperature of the oil-water emulsion is in most cases positive (in the fields of Western Siberia, the temperature of the extracted oil-water emulsion is often 50 ° C and above).
Дополнительно для уменьшения теплообмена устройства для измерения количества нефти и нефтяного газа с окружающей средой можно полностью или частично (в зависимости от условий эксплуатации, конструкции и т.д.) теплоизолировать колонну, сепарационное устройство, а также трубопроводы подвода водонефтегазовой смеси и отвода водонефтяной эмульсии и нефтяного газа. Это обеспечит повышение точности измерений, так как в противном случае при отрицательных температурах окружающей среды возможно замерзание воды, изменение плотности нефти, воды и нефтяного газа, изменение коэффициента выделения растворенного нефтяного газа и т.д.Additionally, to reduce the heat exchange of the device for measuring the amount of oil and oil gas with the environment, it is possible to completely or partially (depending on operating conditions, design, etc.) insulate the column, separation device, as well as pipelines for supplying the oil-gas mixture and for removing the oil-water emulsion and oil gas. This will increase the accuracy of measurements, because otherwise, at negative ambient temperatures, freezing of water, a change in the density of oil, water and oil gas, a change in the coefficient of evolution of dissolved oil gas, etc.
Использование устройства против образования асфальтосмолопарафиновых отложений позволяет уменьшить образование асфальтосмолопарафиновых отложений в колонне и на ее элементах. Это ведет к повышению точности измерений. В качестве такого устройства можно использовать, например:The use of a device against the formation of asphalt-resin-paraffin deposits allows to reduce the formation of asphalt-resin-paraffin deposits in the column and on its elements. This leads to improved measurement accuracy. As such a device, you can use, for example:
- ввод реагента, препятствующего образованию асфальтосмолопарафиновых отложений (в водонефтегазовую смесь или водонефтяную эмульсию), посредством устройства для ввода реагента;- the introduction of a reagent that prevents the formation of asphalt-resin-paraffin deposits (in the oil-water mixture or oil-water emulsion), by means of a device for introducing the reagent;
- защитное покрытие от асфальтосмолопарафиновых отложений внутренней поверхности и элементов колонны;- a protective coating against asphalt-resin-paraffin deposits of the inner surface and column elements;
- размещение внутри колонны сменного блока (пластикового, матерчатого, металлического и т.д.) для сбора асфальтосмолопарафиновых отложений;- placement inside the column of a removable block (plastic, cloth, metal, etc.) to collect asphalt-resin-paraffin deposits;
- выполнение колонны или ее части с возможностью подогрева, например, электронагревателем до температуры плавления асфальта, и/или смолы, и/или парафина;- the implementation of the column or its part with the possibility of heating, for example, by an electric heater to the melting temperature of asphalt, and / or resin, and / or paraffin;
- расположение внутри колонны чистящих элементов (скребков, ершей и т.п.), выполненных с возможностью осевого и/или радиального перемещения.- the location inside the column of cleaning elements (scrapers, ruffles, etc.) made with the possibility of axial and / or radial movement.
Оснащение колонны рамой позволяет повысить надежность эксплуатации устройства, особенно при расположении на болотистых местах и при таянии снега, так как при этом возможно смещение почвы. Дополнительно на раме можно установить защитное ограждение (как антивандальное, так и от метеорологических осадков), ограждение в зависимости от потребностей может защищать все устройство для измерения количества нефти и нефтяного газа или наиболее важные элементы.Equipping the column with a frame makes it possible to increase the reliability of the operation of the device, especially when located in swampy places and when snow melts, since it is possible to displace the soil. Additionally, a protective fence can be installed on the frame (both anti-vandal and weather protection), the fence can protect the entire device for measuring the amount of oil and oil gas, or the most important elements, depending on the needs.
В некоторых случаях вход в трубопровод отвода водонефтяной эмульсии может быть оснащен пробкой с калиброванным отверстием и/или запорным устройством, например клапаном. Это позволит изменять время нахождения водонефтяной эмульсии в нижней части, что обеспечит повышение точности измерений и расширение диапазона работы.In some cases, the inlet to the oil-water emulsion drain pipe may be equipped with a plug with a calibrated hole and / or a shut-off device, such as a valve. This will allow you to change the residence time of the oil-water emulsion in the lower part, which will increase the accuracy of measurements and expand the operating range.
Для повышения надежности работы при отключении электропитания клапан нужно использовать нормально открытый.To increase reliability during shutdown of the power supply, the valve must be used normally open.
Трубопровод подвода водонефтегазовой смеси подсоединен к сепарационному устройству, например, прямо или тангенциально, что обеспечит равномерное распределение водонефтегазовой смеси по сепарационному устройству в зависимости от параметров водонефтегазовой смеси. На внутренней поверхности сепарационного устройства могут быть расположены элементы для интенсификации сепарации нефтяного газа, например штыри или закручивающие элементы, направление закрутки которых совпадает с направлением закрутки водонефтегазовой смеси.The pipeline for supplying the oil-gas mixture is connected to the separation device, for example, directly or tangentially, which will ensure uniform distribution of the oil-gas mixture over the separation device, depending on the parameters of the oil-gas mixture. Elements for intensifying the separation of oil gas, for example, pins or twisting elements, the twisting direction of which coincides with the direction of twisting of the oil-gas mixture, can be located on the inner surface of the separation device.
Для увеличения времени нахождения нефтяного газа в верхней части колонны входное отверстие в трубопровод отвода нефтяного газа может быть расположено в наиболее удаленной точке от сепарационного устройства.In order to increase the residence time of oil gas in the upper part of the column, the inlet to the oil gas discharge pipe can be located at the farthest point from the separation device.
Вычислительное устройство и источник питания, в случае их использования для обработки и хранения результатов измерений, могут быть расположены в земле ниже глубины промерзания почвы. Для обогрева их иногда можно использовать тепло водонефтегазовой смеси, так как температура продукции нефтедобывающих скважин в подавляющем большинстве случаев положительная.A computing device and a power source, if used to process and store measurement results, can be located in the ground below the depth of freezing of the soil. To heat them, you can sometimes use the heat of the oil and gas mixture, since the temperature of the production of oil wells in the vast majority of cases is positive.
Устройство для измерения количества нефти и нефтяного газа показано на фиг.1. Вариант устройства для измерения количества нефти и нефтяного газа, обеспечивающий равномерное распределение водонефтегазовой смеси и уменьшение пенообразования, показан на фиг.2.A device for measuring the amount of oil and gas is shown in figure 1. A variant of the device for measuring the amount of oil and oil gas, providing a uniform distribution of the oil-gas mixture and reducing foaming, is shown in figure 2.
Устройство для измерения количества нефти и нефтяного газа включает трубопровод для продукции скважины 1 с клапаном 2. К трубопроводу для подвода продукции скважины 1 подсоединен трубопровод подвода водонефтегазовой смеси 3 с клапаном 4, соединенный с сепарационным устройством 5. Сепарационное устройство 5 расположено внутри колонны 6 и делит ее на нижнюю 7 и верхнюю 8 части. Нижняя 7 и верхняя 8 части колонны 6 в показанном случае имеют равные диаметры и углы наклона оси к горизонтальной поверхности, но разные длины. К нижней части колонны 7 подсоединен трубопровод отвода водонефтяной эмульсии 9 с клапаном 10. К трубопроводу отвода водонефтяной эмульсии 9 подключен аварийный патрубок 11 с переливным клапаном 12. Трубопровод отвода водонефтяной эмульсии 9 и аварийный патрубок 11 соединены с трубопроводом для продукции скважины 1. К верхней части 8 колонны 6 подсоединен трубопровод для отвода нефтяного газа 13, соединенный с трубопроводом для продукции скважин 1. Трубопровод для отвода нефтяного газа содержит устройство для измерения количества нефтяного газа 14 и клапан 15. В нижней части 7 расположен датчик верхнего уровня 16. Сепарационное устройство 5 частично перекрывает поперечное сечение колонны 6. Для равномерного распределения поступающей водонефтегазовой смеси по сепарационному устройству 5 предназначен блок для равномерного распределения 17. К сепарационному устройству 5 подсоединен патрубок 18.A device for measuring the amount of oil and oil gas includes a pipe for producing a well 1 with a
Устройство для измерения количества нефти и нефтяного газа работает следующим образом. Отбирается проба водонефтегазовой смеси с помощью пробоотборника, которым должно быть оснащено устьевое оборудование каждой скважины. По данной пробе замеряются плотности нефти ρн и воды ρв, а также обводненность водонефтяной эмульсии nв. Измеряется вместимость нижней части 7 колонны 6 до датчика верхнего уровня 16. Закрывается клапан 2 и открываются клапаны 4 и 15, одновременно начинается отсчет времени заполнения τэ. Клапаны 10 и 12 остаются закрытыми. Из трубопровода для подвода продукции скважины 1 водонефтегазовая смесь по трубопроводу для подвода водонефтегазовой смеси 3 начинает поступать в сепарационное устройство 5, где происходит ее деление на водонефтяную эмульсию и нефтяной газ. Под действием силы тяжести из сепарационного устройства 5 водонефтяная эмульсия поступает в нижнюю часть 7 колонны 6, а нефтяной газ - в верхнюю часть 8. Водонефтяная эмульсия собирается в нижней части 7 колонны 6. Когда водонефтяная эмульсия достигнет высоты срабатывания датчика верхнего уровня 16, отсчет времени прекращается. Объемный расход водонефтяной эмульсии определяется как отношение вместимости к времени заполнения по формуле (7), а количество нефти (объемный расход нефти) - по формуле (6). Из верхней части 8 колонны 6 нефтяной газ отводится по трубопроводу отвода нефтяного газа 13, в котором и осуществляется замер количества нефтяного газа с помощью устройства для измерения количества нефтяного газа 14. После завершения измерений клапан 10 открывается и водонефтяная эмульсия сливается из нижней части 7 колонны 6 по трубопроводу для отвода водонефтяной эмульсии 9. При нештатных ситуациях, например при повышении давления в колонне 6 выше расчетного, срабатывает (открывается) переливной клапан 12, и водонефтегазовая смесь отводится из колонны 6 по аварийному патрубку 11.A device for measuring the amount of oil and oil gas works as follows. A sample of the water-oil and gas mixture is taken using a sampler, which should be equipped with the wellhead equipment of each well. This sample measures the density of oil ρ n and water ρ c , as well as the water content of the water-oil emulsion n c . Capacity measured the
Для того чтобы равномерно распределять водонефтегазовую смесь по сепарационному устройству 5 и обеспечить его более эффективное использование, предназначен блок для равномерного распределения 17. Отвод водонефтяной эмульсии из сепарационного устройства 5 в некоторых случаях может производиться по патрубку 18, что позволит уменьшить возможность пенообразования.In order to evenly distribute the oil-gas mixture over the
Отметим, что в некоторых случаях вместо датчика верхнего уровня 16 можно использовать какой-либо другой датчик или датчики (как показано выше в вариантах 1-7), например датчик гидростатического давления. В случае установки такого датчика (гидростатического давления) после установления постоянной высоты столба водонефтяной эмульсии измерения производятся по варианту 7.Note that in some cases, instead of the
Таким образом, заявляемое изобретение позволяет повысить точность измерений и сократить время, потребное для их проведения, а также повысить надежность эксплуатации при упрощении использования.Thus, the claimed invention allows to increase the accuracy of measurements and reduce the time required for their implementation, as well as to increase the reliability of operation while simplifying use.
Claims (17)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007110879/03A RU2342528C1 (en) | 2007-03-23 | 2007-03-23 | Device for measuring quantity of oil and oil gas |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007110879/03A RU2342528C1 (en) | 2007-03-23 | 2007-03-23 | Device for measuring quantity of oil and oil gas |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007110879A RU2007110879A (en) | 2008-09-27 |
RU2342528C1 true RU2342528C1 (en) | 2008-12-27 |
Family
ID=39928763
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007110879/03A RU2342528C1 (en) | 2007-03-23 | 2007-03-23 | Device for measuring quantity of oil and oil gas |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2342528C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2499136C1 (en) * | 2012-03-19 | 2013-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Уралэнергопром" | Method of oil and oil gas amount measurement |
CN105156090A (en) * | 2015-09-14 | 2015-12-16 | 中国石油集团渤海石油装备制造有限公司 | Underground water-carrying atomizer for coal bed gas |
RU2625130C1 (en) * | 2016-03-10 | 2017-07-11 | Публичное Акционерное Общество "Нефтеавтоматика" | Method for determining the proportion of free and dissolved gas in crude oil at metering stations |
RU207211U1 (en) * | 2021-03-16 | 2021-10-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Device for melting and storage of viscous petroleum products |
-
2007
- 2007-03-23 RU RU2007110879/03A patent/RU2342528C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2499136C1 (en) * | 2012-03-19 | 2013-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Уралэнергопром" | Method of oil and oil gas amount measurement |
CN105156090A (en) * | 2015-09-14 | 2015-12-16 | 中国石油集团渤海石油装备制造有限公司 | Underground water-carrying atomizer for coal bed gas |
RU2625130C1 (en) * | 2016-03-10 | 2017-07-11 | Публичное Акционерное Общество "Нефтеавтоматика" | Method for determining the proportion of free and dissolved gas in crude oil at metering stations |
RU207211U1 (en) * | 2021-03-16 | 2021-10-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Device for melting and storage of viscous petroleum products |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007110879A (en) | 2008-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3095753B1 (en) | Chemical dosing device and method for dosage metering and control | |
RU2654889C1 (en) | Experimental installation for imitation of gas-liquid mixture and dynamic processes in the stock of the gas well | |
NO321386B1 (en) | A method and apparatus for separating a fluid comprising several fluid components, preferably separating a source fluid in conjunction with a hydrocarbon / water production rudder | |
NO313529B1 (en) | Method and apparatus for studying the properties of a multiphase fluid | |
RU2342528C1 (en) | Device for measuring quantity of oil and oil gas | |
MX2014010851A (en) | Tracer based flow measurement. | |
BR102013033704A2 (en) | separator, transparency meter and method for determining a net volume fraction of liquid entrained in a separate gas | |
CN103233730A (en) | Experimental measurement method for resistivity of mixed stratum water in rock core displacement process | |
CN104374441A (en) | Gas-liquid separating type multiphase flowmeter | |
WO2008056097A2 (en) | A robust system and method for obtaining a liquid or gas sample from a multiphase mixture flowing in a hydrocarbon pipeline | |
US6338276B1 (en) | Multiphase flow metering method and device | |
CN102465701A (en) | On-line sampling device for multi-phase flow liquid | |
RU2396427C2 (en) | Method for determination of water cuttings of oil well production "ohn++" | |
RU76070U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING OIL WELL PRODUCTS | |
RU2520251C1 (en) | Method for determination of product water cut in oil producing well | |
CN113062733B (en) | Segmented horizontal well water control three-dimensional simulation experiment device and experiment method thereof | |
RU2552563C1 (en) | Portable metering station of extracted well liquid | |
CN213775352U (en) | Oil gas water precision metering device | |
CN108663285A (en) | For the novel shale gas site desorption experimental rig in normal pressure stratum and test method | |
RU155020U1 (en) | INSTALLATION FOR MEASURING THE DEBIT OF OIL WELL PRODUCTS | |
CN204202668U (en) | A kind of gas-liquid separated multi-phase flowmeter | |
CN201000350Y (en) | Double skip single well metering instrument | |
RU2340772C2 (en) | Method of evaluation of water cuttings of well production of oil wells "охн+" | |
CN109032104A (en) | One kind automatically flowing into control device Performance Test System and method | |
CN201851118U (en) | On-line sampling device of liquid with multi-phase flow |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170324 |