RU2425254C2 - Hydraulic test bench for gas separators of pump units for supply of formation fluid - Google Patents
Hydraulic test bench for gas separators of pump units for supply of formation fluid Download PDFInfo
- Publication number
- RU2425254C2 RU2425254C2 RU2009134863/28A RU2009134863A RU2425254C2 RU 2425254 C2 RU2425254 C2 RU 2425254C2 RU 2009134863/28 A RU2009134863/28 A RU 2009134863/28A RU 2009134863 A RU2009134863 A RU 2009134863A RU 2425254 C2 RU2425254 C2 RU 2425254C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- liquid
- pump
- line
- stand
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims description 35
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 39
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 23
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000013543 active substance Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 18
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 11
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 99
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 abstract 3
- 230000005514 two-phase flow Effects 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003307 slaughter Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к испытаниям гидравлических машин, в частности к конструкциям экспериментальных стендов для проведения испытаний газосепараторов, используемых в погружных электронасосных агрегатах для добычи нефти из скважин.The invention relates to tests of hydraulic machines, in particular to the designs of experimental stands for testing gas separators used in submersible electric pump units for producing oil from wells.
Известен стенд для испытания газосепараторов разработки ОКБ БН и Московского института нефти и газа им. И.М.Губкина (описание к авторскому свидетельству СССР №1521918, кл. F04D 15/00, 1989 г.), который состоит из накопительной емкости, с подключенным к ней гравитационным газожидкостным сепаратором, насоса, системы подготовки ГЖС с источником газа, выполненной в виде струйного аппарата, контрольно-измерительной аппаратуры и регулирующих элементов.A well-known stand for testing gas separators developed by OKB BN and the Moscow Institute of Oil and Gas named after I.M. Gubkina (description of USSR author's certificate No. 1521918, class F04D 15/00, 1989), which consists of a storage tank with a gravitational gas-liquid separator connected to it, a pump, a GHS preparation system with a gas source, made in the form of an inkjet apparatus, instrumentation and control elements.
Устройство указанного стенда не обеспечивает эффективного регулирования степени дисперсности газа в рабочей жидкости, также не позволяет проводить испытания во всем спектре расходов газожидкостной смеси, необходимых для оценки работы газосепаратора в условиях, близких к реальным условиям работы в скважине.The device of the specified stand does not provide effective control of the degree of dispersion of the gas in the working fluid, and also does not allow testing in the entire spectrum of the flow rate of the gas-liquid mixture, necessary to evaluate the operation of the gas separator in conditions close to the actual working conditions in the well.
Также известен способ испытания погружного центробежного газосепаратора и стенд для его осуществления (описание к патенту RU №2331861, G01M 19/00, F04D 13/10 от 18.04.2006 г.). В соответствии с этим патентом стенд для испытания погружного центробежного газосепаратора состоит из накопительной емкости с подключенным к ней газосепаратором, теплообменного аппарата, насоса для нагнетания рабочей жидкости, системы подготовки ГЖС с источником газа, контрольно-измерительных приборов, регулирующих элементов, мерной емкости, блока моделирования внутрискважинных условий (БМВУ), включающего модель обсадной колонны для размещения испытуемого газосепаратора с образованием затрубного пространства.Also known is a test method for a submersible centrifugal gas separator and a bench for its implementation (description of patent RU No. 2331861, G01M 19/00, F04D 13/10 of 04/18/2006). In accordance with this patent, a test bench for a submersible centrifugal gas separator consists of a storage tank with a gas separator connected to it, a heat exchanger, a pump for pumping the working fluid, a GHS preparation system with a gas source, instrumentation, control devices, regulating elements, a measuring tank, a modeling unit downhole conditions (BMVU), including a model of casing for placement of the test gas separator with the formation of the annulus.
Недостаток известных технических решений заключается в том, что в описанных конструкциях устройство для подготовки ГЖС установлено на значительном отдалении от испытуемого газосепаратора (далее - ГС) и, следовательно, не обеспечивается нужный уровень дисперсности газовой фазы на входе в ГС. Измерительные приборы установлены на линии выхода газа из газосепаратора, что не соответствует реальным измерениям, т.к. основные параметры контролируют на выходе жидкости из ГС (на входе в насос). Это снижает точность и достоверность результатов проводимых испытаний.A disadvantage of the known technical solutions lies in the fact that in the described structures the device for the preparation of GHS is installed at a considerable distance from the gas separator under test (hereinafter - GS) and, therefore, the required level of dispersion of the gas phase at the entrance to the GS is not provided. Measuring instruments are installed on the gas outlet line from the gas separator, which does not correspond to real measurements, because The main parameters are monitored at the liquid outlet from the hydraulic system (at the inlet to the pump). This reduces the accuracy and reliability of the results of the tests.
Наиболее близким к описываемому изобретению является и выбран в качестве прототипа стенд более поздней разработки Института нефти и газа им. И.М.Губкина, раскрытый в патенте на способ испытаний гидравлических машин и электродвигателей к ним и стенд для его осуществления (описание к патенту RU №2075654, F04D 13/10 от 14.03.95).Closest to the described invention is and selected as a prototype booth of a later development of the Institute of oil and gas named after I.M. Gubkina, disclosed in the patent for a method for testing hydraulic machines and electric motors for them and a stand for its implementation (description of patent RU No. 2075654, F04D 13/10 of 03/14/95).
В патенте представлен стенд, который состоит из накопительной емкости с подключенным к ней гравитационным газожидкостным сепаратором с теплообменником, насоса, системы подготовки ГЖС, линий нагнетания и выходных линий жидкости и газа, контрольно-измерительных приборов, регулирующих элементов, БМВУ, включающего в себя модель обсадной колонны (МОК), выполненной в виде скважины с возможностью размещения в ее внутренней полости с образованием затрубного пространства испытуемого газосепаратора, последовательно соединенного с насосом, причем забой МОК через регулирующие элементы сообщен с трубопроводом подачи газожидкостной смеси, устье - с выходом по жидкости, а затрубное пространство - с выходом по газу.A patent is presented in the patent, which consists of a storage tank with a gravitational gas-liquid separator connected to it with a heat exchanger, a pump, a GHS preparation system, discharge lines and output lines of liquid and gas, instrumentation, control elements, a BMW, including a casing model columns (IOC), made in the form of a well with the possibility of placement in its internal cavity with the formation of the annulus of the test gas separator, connected in series with the pump, when it slaughter through IOC control elements communicates with the conduit supplying the gas-liquid mixture, the mouth - a yield of fluid and the annulus - yield gas.
Недостаток прототипа заключается в том, что стенд не обеспечивает точность измерений расхода жидкости, а также в отсутствии возможности проводить испытания во всем спектре расходов газожидкостной смеси, необходимых для оценки работы газосепаратора в условиях, близких к реальным условиям работы в скважине.The disadvantage of the prototype is that the stand does not provide the accuracy of measurements of fluid flow, as well as in the absence of the ability to conduct tests in the entire range of flow rates of the gas-liquid mixture, necessary to evaluate the gas separator in conditions close to the actual working conditions in the well.
В устройстве прототипа после испытуемого газосепаратора установлен насос, который имеет небольшое количество ступеней (10-15) из-за конструктивных особенностей МОК, а, как известно, напор секции погружного насоса существенно зависит от газосодержания в потоке. В частности, на фиг.1 приведена зависимость напора ступеней погружного насоса от порядкового номера ступени при газосодержании β=0,07. Видно, что даже при малом газосодержании в потоке первые 50-70 ступеней не обеспечивают полного напора ступени. Поэтому расход Qн через насос с появлением газосодержания в потоке сразу падает. Таким образом, образуется излишний расход между Qнач - Qн, который сбрасывается вместе с газом через выходные отверстия в газосепараторе в модель скважины, а затем по магистрали в бак. Избыточный расход искажает картину течения в газосепараторе в сравнении с натурной эксплуатацией, при которой из-за большого числа ступеней в насосной установке (300-400 ступеней) напор и подача через насос либо не изменяется с увеличением газосодержания в потоке, либо изменяется незначительно (Фиг.1).In the prototype device, after the gas separator to be tested, a pump is installed that has a small number of stages (10-15) due to the design features of the IOC, and, as you know, the head of the submersible pump section substantially depends on the gas content in the stream. In particular, figure 1 shows the pressure dependence of the stages of the submersible pump on the serial number of the stage with a gas content of β = 0.07. It can be seen that even with a low gas content in the stream, the first 50-70 stages do not provide the full pressure of the stage. Therefore, the flow rate Q n through the pump with the appearance of gas in the stream immediately drops. Thus, an excessive flow is formed between Q beginning - Q n , which is discharged together with gas through the outlet openings in the gas separator into the well model, and then along the line into the tank. The excess flow rate distorts the flow pattern in the gas separator compared to field operation, in which, due to the large number of stages in the pump unit (300-400 stages), the pressure and flow through the pump either does not change with increasing gas content in the flow, or changes slightly (Fig. one).
Технической задачей изобретения является обеспечение условий работы газосепаратора, максимально приближенных к режимам работы в реальных скважинах, обеспечение нужного уровня дисперсности газовой фазы на входе в ГС.An object of the invention is to provide operating conditions for a gas separator as close as possible to operating conditions in real wells, and to provide the desired level of dispersion of the gas phase at the inlet to the well.
Конструкция стенда гидравлических испытаний газосепараторов насосных установок для подачи пластовой жидкости, обеспечивающая достижение указанного выше технического результата, характеризуется следующей совокупностью существенных признаков:The design of the stand for hydraulic testing of gas separators of pumping units for supplying formation fluid, ensuring the achievement of the above technical result, is characterized by the following set of essential features:
стенд содержит накопительную емкость, линию подвода жидкости, подкачивающий насос на всасывающей магистрали, линию подачи газа, смесительное устройство, испытуемый газосепаратор, линии отвода газа и жидкости из выходных отверстий газосепаратора, насос на нагнетательной магистрали, компенсационные баки, систему подвода в жидкость поверхностно-активных веществ, согласно изобретению, между газосепаратором и насосом на нагнетательной магистрали установлен сепарационный бак для разделения жидкой фазы от газовой фазы и эвакуации последней из стенда, а во всасывающей магистрали перед газосепаратором установлено смесительное устройство, размеры которого обеспечивают требуемую дисперсность газовой фазы в потоке.the stand contains a storage tank, a liquid supply line, a booster pump on the suction line, a gas supply line, a mixing device, a gas separator to be tested, gas and liquid removal lines from the gas separator outlet openings, a pump on the discharge line, compensation tanks, a surface-active liquid supply system substances according to the invention, between the gas separator and the pump on the discharge line there is a separation tank for separating the liquid phase from the gas phase and evacuating the latter minutes from the stand, and on the suction side gas separator installed before the mixing device, the dimensions of which ensure the required dispersion of the gas phase in the flow.
Кроме того, размеры сепарационного бака выбираются такими, чтобы скорость опускания жидкости в баке была меньше скорости всплытия газовых пузырьков.In addition, the dimensions of the separation tank are selected such that the rate of lowering of the liquid in the tank is less than the rate of ascent of gas bubbles.
Кроме того, в нагнетательной магистрали стенда установлены два датчика измерения объемного расхода потока, один до сепарационного бака, второй - после, до сепарационного бака установлены датчик измерения объемного расхода газожидкостной смеси и датчик измерения сплошности потока, причем перед датчиком сплошности установлено спрямляющее поток устройство.In addition, two sensors for measuring the volumetric flow rate are installed in the discharge line of the stand, one before the separation tank and one after, before the separation tank, a sensor for measuring the volumetric flow rate of the gas-liquid mixture and a sensor for measuring the continuity of flow are installed, and a straightening device is installed in front of the continuity sensor.
Кроме того, в нагнетательной магистрали стенда до сепарационного бака последовательно установлены дополнительный датчик измерения объемного расхода потока и дроссельное устройство.In addition, an additional sensor for measuring the volumetric flow rate and a throttle device are sequentially installed in the discharge line of the stand to the separation tank.
В качестве прибора, измеряющего расход смеси на выходе из газосепаратора, применим турбинный датчик расхода, который известен при испытании насосов на газожидкостной смеси в авиакосмической технике.As a device that measures the flow rate of the mixture at the outlet of the gas separator, we use a turbine flow sensor, which is known for testing pumps on a gas-liquid mixture in aerospace engineering.
Турбинный датчик расхода имеет вращающий элемент, скорость движения которого пропорциональна объемному расходу.The turbine flow sensor has a rotating element, the speed of which is proportional to the volumetric flow.
При проведении испытаний на газожидкостной смеси, проводимых в авиакосмической технике, были получены графики, показывающие, что показания турбинного датчика расхода на чистой жидкости и на газожидкостной смеси совпадают (Фиг.2). Из этого следует, что возможно применение турбинного датчика расхода и на стенде испытаний газосепараторов для определения подачи смеси на выходе газосепаратора.When conducting tests on a gas-liquid mixture conducted in aerospace engineering, graphs were obtained showing that the readings of the turbine flow sensor on a clean liquid and on a gas-liquid mixture coincide (Figure 2). From this it follows that it is possible to use a turbine flow sensor at the test bench of gas separators to determine the flow of the mixture at the outlet of the gas separator.
Использовать датчик сплошности для количественного измерения сплошности двухфазного потока можно только при наличии гомогенного потока.The use of a continuity sensor for quantitative measurement of the continuity of a two-phase flow is possible only in the presence of a homogeneous flow.
Опыты, проводимые в авиакосмической отрасли, показали, что применение датчика сплошности при негомогенном потоке показывает неточность измерения двухфазных потоков, что показано на Фиг.3.Experiments conducted in the aerospace industry have shown that the use of a continuity sensor for an inhomogeneous flow shows the inaccuracy of measuring two-phase flows, as shown in FIG. 3.
Для создания гомогенного потока используется спрямляющее устройство, в частности, спрямляющая решетка, устанавливаемая перед датчиком сплошности. Применение спрямляющей решетки обеспечивает хорошую гомогенность потока даже при наличии перед ней расслоенного режима течения двухфазного потока.To create a homogeneous flow, a straightening device is used, in particular, a straightening grid installed in front of the continuity sensor. The use of a straightening lattice ensures good flow homogeneity even in the presence of a stratified flow regime of a two-phase flow in front of it.
Показания датчика сплошности при установлении перед ним спрямляющего устройства имеют более достоверные значения, что представлено на Фиг.4.The readings of the continuity sensor when establishing a straightening device in front of it have more reliable values, which are presented in Figure 4.
На фиг.1 изображена зависимость напора ступени от его порядкового номера, исчисляемого на приеме насоса;Figure 1 shows the dependence of the pressure of the stage on its serial number, calculated at the pump intake;
на фиг.2 - результаты испытаний датчика расхода на водовоздушной смеси, где:figure 2 - test results of the flow sensor on the air-water mixture, where:
на фиг.3 - испытания датчика сплошности на негомогенной смеси, где: ○ - Q=5 л/с; ∆ - Q=10 л/с; □ - Q=15 л/с; x - Q=20 л/с;figure 3 - tests of the continuity sensor on an inhomogeneous mixture, where: ○ - Q = 5 l / s; ∆ - Q = 10 l / s; □ - Q = 15 l / s; x - Q = 20 l / s;
на фиг.4 - испытания датчика сплошности на гомогенной смеси, где:figure 4 - tests of the continuity sensor on a homogeneous mixture, where:
○ - Q=5 л/с; ∆ - Q=10 л/с; □ - Q=15 л/с; x - Q=20 л/с;○ - Q = 5 l / s; ∆ - Q = 10 l / s; □ - Q = 15 l / s; x - Q = 20 l / s;
на фиг.5 - схема стенда гидравлических испытаний газосепараторов насосных установок.figure 5 - diagram of the stand hydraulic testing of gas separators of pumping units.
Стенд гидравлических испытаний газосепараторов насосных установок для подачи пластовой жидкости включает накопительную емкость 1, линию подвода жидкости 2, подкачивающий насос 3 на всасывающей магистрали 4, линию подачи газа 5, смесительное устройство 6, испытуемый газосепаратор 7, линии 8 отвода газа и жидкости из выходных отверстий испытуемого газосепаратора 7, насос 9 на нагнетательной магистрали 10, компенсационные баки 11, систему подвода в жидкость поверхностно-активных веществ (ПАВ) 12.The stand for hydraulic testing of gas separators of pumping installations for supplying formation fluid includes a
Всасывающая магистраль 4 так же включает в себя датчик расхода 13, измеряющий расход жидкости во всасывающей магистрали, и дроссель 14 (для регулировки подачи жидкой фазы).The suction line 4 also includes a flow sensor 13, which measures the flow of liquid in the suction line, and a throttle 14 (for adjusting the flow of the liquid phase).
Линия подачи газа выполнена с возможностью многовариантной подачи как воздуха (через кран 15 из воздушной линии или компрессором 16), так и другого газа (из баллонов 17). Основными элементами являются прибор для измерения расхода газа 18, дроссель 19, редуктор 20, манометр 21, датчик температуры 22.The gas supply line is made with the possibility of multivariate supply of both air (through the valve 15 from the overhead line or compressor 16) and other gas (from cylinders 17). The main elements are a gas flow meter 18, a throttle 19, a
Между испытуемым газосепаратором 7 и насосом 9 на нагнетательной магистрали 10 установлен сепарационный бак 23 для разделения жидкой фазы от газовой фазы и эвакуации последней из стенда, а во всасывающей магистрали 4 перед испытуемым газосепаратором 7 установлено смесительное устройство 6, размеры которого обеспечивают требуемую дисперсность газовой фазы в потоке. Размеры сепарационного бака 23 выбираются такими, чтобы скорость опускания жидкости в сепарационном баке 23 была меньше скорости всплытия газовых пузырьков.A separation tank 23 is installed between the test gas separator 7 and pump 9 on the discharge line 10 to separate the liquid phase from the gas phase and evacuate the latter from the stand, and a mixing device 6 is installed in front of the test gas separator 7 in the suction line 4, the dimensions of which provide the required dispersion of the gas phase in flow. The dimensions of the separation tank 23 are selected so that the rate of lowering of the liquid in the separation tank 23 is less than the speed of ascent of gas bubbles.
Смесительное устройство 6 служит для приготовления газожидкостной смеси нужной дисперсности, что достигается выбором диаметра и числа отверстий в коллекторе впуска газа, а также направлением впуска газа в жидкость. Смесительное устройство 6 расположено непосредственно перед испытуемым газосепаратором 7 с тем, чтобы воспрепятствовать слиянию газовых пузырьков.The mixing device 6 is used to prepare a gas-liquid mixture of the desired dispersion, which is achieved by choosing the diameter and number of holes in the gas inlet manifold, as well as the direction of the gas inlet into the liquid. The mixing device 6 is located directly in front of the test gas separator 7 in order to prevent the fusion of gas bubbles.
В нагнетательной магистрали 10 стенда установлены два датчика измерения объемного расхода потока 24 и 25, один до сепарационного бака 23, второй - после, до сепарационного бака 23 установлены датчик измерения объемного расхода газожидкостной смеси 24 и датчик измерения сплошности потока 26, причем перед датчиком сплошности 26 установлено спрямляющее поток устройство 27. В нагнетательной магистрали 10 стенда до сепарационного бака 23 последовательно установлены дополнительный датчик измерения объемного расхода потока 28 и дроссельное устройство 29.In the discharge line 10 of the stand, two sensors for measuring the volumetric flow rate of 24 and 25 are installed, one to the separation tank 23, the second after, before the separation tank 23, a sensor for measuring the volumetric flow rate of the gas-liquid mixture 24 and a sensor for measuring the continuity of flow 26 are installed, and in front of the continuity sensor 26 an air flow straightener device 27 is installed. An additional sensor for measuring the volumetric flow rate 28 and a throttle device 29 are sequentially installed in the discharge line 10 of the stand up to the separation tank 23 .
Линия 8 отвода газа и жидкости из выходных отверстий испытуемого газосепаратора 7 включает в себя прозрачные участки 30 и 31, сепарационный бак 32, датчик расхода 33 и насос 34.Line 8 of the discharge of gas and liquid from the outlet of the test gas separator 7 includes transparent sections 30 and 31, a separation tank 32, a flow sensor 33 and a pump 34.
Стенд работает следующим образом.The stand works as follows.
Система через кран 35 заполняется жидкой фазой, после чего из накопительной емкости 1 по линии подвода жидкости 2 попадает в смесительное устройство 6, расположенное перед испытуемым газосепаратором 7.The system through the valve 35 is filled with the liquid phase, after which it enters the mixing device 6 located in front of the gas separator 7 under test from the
Для создания необходимого напора установлен подкачивающий насос 3, объемный расход жидкой фазы замеряется датчиком расхода 13, а изменение подачи жидкой фазы регулируется дросселем 14.To create the necessary pressure, a
По линии подачи газа 5 от источника газа в смесительное устройство 6 поступает газ. Линия подачи газа 5 выполнена с возможностью многовариантной подачи как воздуха, так и другого газа (азота, аргона, гелия и др.).Gas is supplied through the gas supply line 5 from the gas source to the mixing device 6. The gas supply line 5 is made with the possibility of multivariate supply of both air and other gas (nitrogen, argon, helium, etc.).
Для измерения расхода газа служит датчик расхода 18, дроссель 19 регулирует подачу газа в смесительное устройство 6. Для понижения давления газа из баллонов или газопровода до рабочего и для автоматического поддержания этого давления постоянным, независимо от изменения давления газа в баллоне или газопроводе, установлен редуктор 20. Давление замеряется манометром 21. Датчиком температуры 22 замеряется температура газовой фазы.To measure the gas flow rate, a flow sensor 18 is used, the throttle 19 controls the gas supply to the mixing device 6. To reduce the gas pressure from the cylinders or gas pipe to the working one and to keep this pressure constant, regardless of the change in gas pressure in the cylinder or gas pipe, a
После смесительного устройства 6 установлен манометр 51, замеряющий давление перед входом в испытуемый газосепаратор 7.After the mixing device 6, a pressure gauge 51 is installed, which measures the pressure before entering the test gas separator 7.
Газожидкостная смесь (ГЖС) поступает в испытуемый газосепаратор 7, где происходит частичное отделение газа. Отделившийся газ отводится через выходные отверстия испытуемого газосепаратора 7 по линии отвода газа 8, а жидкость поступает в нагнетательную магистраль 10 стенда, где происходит определение расхода жидкой и газовой фаз в отсепарированном двухфазном потоке.The gas-liquid mixture (GHS) enters the test gas separator 7, where partial gas separation occurs. The separated gas is discharged through the outlet openings of the test gas separator 7 along the gas exhaust line 8, and the liquid enters the discharge line 10 of the bench, where the flow rate of the liquid and gas phases in the separated two-phase flow is determined.
При открытом кране 40 и закрытом кране 41 двухфазный поток проходит через датчик измерения объемного расхода потока 24. В качестве прибора, измеряющего объемный расход смеси на выходе из газосепаратора, нами применялся турбинный датчик расхода.When the
Турбинный датчик расхода имеет вращающий элемент, скорость движения которого пропорциональна объемному расходу. При проведении испытаний на ГЖС, проводимых в авиакосмической технике, были получены графики, показывающие, что показания турбинного датчика расхода на чистой жидкости и на ГЖС совпадают (Фиг.2). Из этого следует, что возможно применение турбинного датчика расхода и на стенде испытаний газосепараторов для определения подачи смеси на выходе газосепаратора.The turbine flow sensor has a rotating element, the speed of which is proportional to the volumetric flow. When conducting tests on GHS, conducted in aerospace engineering, graphs were obtained showing that the readings of the turbine flow sensor on clean liquid and GHS coincide (Figure 2). From this it follows that it is possible to use a turbine flow sensor at the test bench of gas separators to determine the flow of the mixture at the outlet of the gas separator.
Для устройства стенда может применяться и любой другой датчик измерения объемного расхода потока.For the stand device, any other volumetric flow rate sensor can be used.
Датчики температуры 37 и показания манометров 38, 39 служат для определения структуры течения ГЖС.Temperature sensors 37 and pressure gauges 38, 39 are used to determine the structure of the GHS flow.
Затем ГЖС поступает в сепарационный бак 23, после чего газ сбрасывается в атмосферу через кран 47, а жидкость поступает в насос 9 на нагнетательной магистрали 10. В качестве насоса 9 может использоваться секция погружного насоса, что расширяет целевые задачи стенда. Жидкость на выходе из насоса 9 поступает к датчику измерения объемного расхода потока 25, а затем через кран 50 в компенсационные баки 11 или накопительную емкость 1.Then the GHS comes into the separation tank 23, after which the gas is discharged into the atmosphere through the valve 47, and the liquid enters the pump 9 on the discharge line 10. As the pump 9, a submersible pump section can be used, which expands the targets of the bench. The liquid at the outlet of the pump 9 enters the sensor for measuring the volumetric flow rate of the stream 25, and then through the
При открытом кране 41 и закрытом кране 40 двухфазный поток проходит через датчик измерения объемного расхода потока 28 и дроссельное устройство 29, которое создает сопротивление на данном участке трубопровода. Датчиком перепада давлений 42 замеряется перепад давлений на дроссельном устройстве. Датчики температуры 43 и показания манометров 44, 45 служат для определения структуры течения ГЖС.When the valve 41 is open and the
Затем ГЖС поступает в сепарационный бак 23, после чего газ сбрасывается в атмосферу, а жидкость поступает в насос 9 на нагнетательной магистрали 10. Жидкость на выходе из насоса 9 поступает к датчику измерения объемного расхода потока 25, а затем в компенсационные баки 11 или накопительную емкость 1.Then the GHS comes into the separation tank 23, after which the gas is discharged into the atmosphere, and the liquid enters the pump 9 on the discharge line 10. The liquid at the outlet of the pump 9 enters the sensor for measuring the volumetric flow rate 25, and then into the compensation tanks 11 or the storage tank one.
Возможен вариант, когда трубопроводы 48 и 49 расположены не параллельно, а последовательно.A variant is possible when the pipelines 48 and 49 are not arranged in parallel, but in series.
ГЖС, выбрасываемая в линию отвода газа 8, проходит через сепарационный бак 32, где происходит отделение жидкой фазы от газовой и последующее удаление газа через кран 52 в атмосферу. Далее жидкость насосом 34 подается в накопительную емкость 1.The GHS discharged to the gas exhaust line 8 passes through a separation tank 32, where the liquid phase is separated from the gas phase and the gas is subsequently removed through the valve 52 into the atmosphere. Next, the liquid pump 34 is fed into the
При проведении испытаний на модельной смеси вода-ПАВ-воздух (газ) приведенная выше последовательность проходит через бак 46 и систему 12 подвода в жидкость ПАВ.When conducting tests on a model mixture of water-surfactant-air (gas), the above sequence passes through a tank 46 and a system 12 for supplying a surfactant fluid.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009134863/28A RU2425254C2 (en) | 2009-09-18 | 2009-09-18 | Hydraulic test bench for gas separators of pump units for supply of formation fluid |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009134863/28A RU2425254C2 (en) | 2009-09-18 | 2009-09-18 | Hydraulic test bench for gas separators of pump units for supply of formation fluid |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009134863A RU2009134863A (en) | 2011-03-27 |
| RU2425254C2 true RU2425254C2 (en) | 2011-07-27 |
Family
ID=44052524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009134863/28A RU2425254C2 (en) | 2009-09-18 | 2009-09-18 | Hydraulic test bench for gas separators of pump units for supply of formation fluid |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2425254C2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2531090C1 (en) * | 2013-09-04 | 2014-10-20 | Закрытое Акционерное Общество "Новомет-Пермь" | Method to test gas separators on gas-liquid mixtures and method for its realisation |
| RU2587508C1 (en) * | 2015-07-09 | 2016-06-20 | Акционерное общество "Новомет-Пермь" | Test bench for testing jet pumps |
| RU2588332C1 (en) * | 2015-07-21 | 2016-06-27 | Закрытое акционерное общество "РИМЕРА" | Test bench for testing gas separators to submersible electrically driven pump units |
| RU2604463C1 (en) * | 2015-11-17 | 2016-12-10 | Закрытое акционерное общество "РИМЕРА" | Method of submersible oil pumps gas separators testing and test bench to implement this method |
| RU2647023C1 (en) * | 2016-09-14 | 2018-03-13 | Закрытое акционерное общество "РИМЕРА" | Bed for testing gas-separators of submersible oil pumps in conditions of increased gas containment |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1521918A1 (en) * | 1987-08-25 | 1989-11-15 | Особое конструкторское бюро по конструированию, исследованию и внедрению глубинных бесштанговых насосов | Fig for testing gas separators |
| RU2075654C1 (en) * | 1995-03-14 | 1997-03-20 | Государственная академия нефти и газа им.И.М.Губкина | Method of tests of hydraulic machines and electric motors to them and test bed for realizing the method |
| RU2194965C2 (en) * | 2000-10-27 | 2002-12-20 | 25 Государственный научно-исследовательский институт Министерства обороны Российской Федерации (по применению топлив, масел, смазок и специальных жидкостей - ГосНИИ по химмотологии) | Stand for hydraulic tests of articles |
| RU2331861C2 (en) * | 2006-04-18 | 2008-08-20 | "Центр Разработки Нефтедобывающего Оборудования" ("Црно") | Method of dipping centrifugal gas separator tests and stand for its implementation |
-
2009
- 2009-09-18 RU RU2009134863/28A patent/RU2425254C2/en active IP Right Revival
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1521918A1 (en) * | 1987-08-25 | 1989-11-15 | Особое конструкторское бюро по конструированию, исследованию и внедрению глубинных бесштанговых насосов | Fig for testing gas separators |
| RU2075654C1 (en) * | 1995-03-14 | 1997-03-20 | Государственная академия нефти и газа им.И.М.Губкина | Method of tests of hydraulic machines and electric motors to them and test bed for realizing the method |
| RU2194965C2 (en) * | 2000-10-27 | 2002-12-20 | 25 Государственный научно-исследовательский институт Министерства обороны Российской Федерации (по применению топлив, масел, смазок и специальных жидкостей - ГосНИИ по химмотологии) | Stand for hydraulic tests of articles |
| RU2331861C2 (en) * | 2006-04-18 | 2008-08-20 | "Центр Разработки Нефтедобывающего Оборудования" ("Црно") | Method of dipping centrifugal gas separator tests and stand for its implementation |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2531090C1 (en) * | 2013-09-04 | 2014-10-20 | Закрытое Акционерное Общество "Новомет-Пермь" | Method to test gas separators on gas-liquid mixtures and method for its realisation |
| RU2587508C1 (en) * | 2015-07-09 | 2016-06-20 | Акционерное общество "Новомет-Пермь" | Test bench for testing jet pumps |
| RU2588332C1 (en) * | 2015-07-21 | 2016-06-27 | Закрытое акционерное общество "РИМЕРА" | Test bench for testing gas separators to submersible electrically driven pump units |
| RU2604463C1 (en) * | 2015-11-17 | 2016-12-10 | Закрытое акционерное общество "РИМЕРА" | Method of submersible oil pumps gas separators testing and test bench to implement this method |
| RU2647023C1 (en) * | 2016-09-14 | 2018-03-13 | Закрытое акционерное общество "РИМЕРА" | Bed for testing gas-separators of submersible oil pumps in conditions of increased gas containment |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009134863A (en) | 2011-03-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US12123303B2 (en) | Method and system for determining the flow rates of multiphase and/or multi-component fluid produced from an oil and gas well | |
| Zhang et al. | Experimental investigation of the flow at the entrance of a rotodynamic multiphase pump by visualization | |
| CN105510037B (en) | A kind of altitude pilot system of Aero-Engine Lubrication System and method | |
| RU2604463C1 (en) | Method of submersible oil pumps gas separators testing and test bench to implement this method | |
| CN111306076B (en) | Device and method for testing backflow vortex cavitation of vane pump | |
| CN108225729B (en) | A precision-regulated gas-liquid two-phase flow experimental bench | |
| BR112012009089B1 (en) | METHOD TO DETERMINE A FLOW THROUGH A SUBMERSIBLE ELECTRIC PUMP (ESP), SYSTEM FOR MONITORING LIQUID FLOW IN A NON TRANSIENT COMPUTER READIBLE WELL AND MEDIUM | |
| CN104776971A (en) | Visualization experiment device for liquid and sand carrying of gas flow | |
| RU2425254C2 (en) | Hydraulic test bench for gas separators of pump units for supply of formation fluid | |
| US10712183B2 (en) | Determining flow rates of multiphase fluids | |
| RU2629787C2 (en) | Oil well separated gaging device by oil, gas and water | |
| CN109283118A (en) | Characterization method of fracture surface roughness and seepage test system and test method | |
| CN204359534U (en) | Two-phase ratio test device imported and exported by a kind of dynamic pressure type oil-gas separator | |
| RU163243U1 (en) | INSTALLATION FOR GAS-CONDENSATE RESEARCHES OF GAS AND GAS-CONDENSATE WELLS | |
| RU2008137214A (en) | METHOD OF TESTING GAS SEPARATORS OF SUBMERSIBLE ELECTRIC PUMP UNITS FOR OIL PRODUCTION AND AUTOMATED STAND FOR ITS IMPLEMENTATION | |
| CN204666329U (en) | A kind of air-flow is taken liquid and is taken sand visual experimental apparatus | |
| RU2531090C1 (en) | Method to test gas separators on gas-liquid mixtures and method for its realisation | |
| CN204877437U (en) | Device based on non - oil pumping motor -pumped well liquid measure is measured on line to differential pressure method | |
| CN109084968B (en) | An air valve dynamic performance testing device and testing method | |
| CN214373303U (en) | A device for measuring the separation efficiency of a separator | |
| CN114599856A (en) | Characterization of Downhole Gas Handling Systems | |
| CN216247116U (en) | An experimental system for online analysis of two-phase flow patterns in gathering and transportation risers | |
| RU2571473C1 (en) | Device for carrying out research of gas-liquid stream | |
| RU2558570C1 (en) | Gas-liquid flow studying | |
| RU2647175C1 (en) | Method of gas-separators testing on gas-liquid mixtures and bench for its implementation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120919 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20151027 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20181017 |