RU2531090C1 - Method to test gas separators on gas-liquid mixtures and method for its realisation - Google Patents
Method to test gas separators on gas-liquid mixtures and method for its realisation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2531090C1 RU2531090C1 RU2013140877/06A RU2013140877A RU2531090C1 RU 2531090 C1 RU2531090 C1 RU 2531090C1 RU 2013140877/06 A RU2013140877/06 A RU 2013140877/06A RU 2013140877 A RU2013140877 A RU 2013140877A RU 2531090 C1 RU2531090 C1 RU 2531090C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- liquid
- separator
- gas separator
- pressure
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
Description
Изобретения относятся к испытаниям гидравлических машин и предназначены для измерения рабочих характеристик погружных газосепараторов, используемых при добыче нефти.The invention relates to tests of hydraulic machines and is intended to measure the performance of submersible gas separators used in oil production.
Известны способы испытаний газосепараторов на газожидкостных смесях (ГЖС), включающие измерение потоков газа и жидкости до подачи их в газосепаратор, формирование газожидкостной смеси, подачу ее в блок моделирования внутрискважинных условий (БМВУ), подачу ГЖС в газосепаратор, сепарацию ГЖС газосепаратором, при которой часть ГЖС сбрасывается в имитатор обсадной колонны БМВУ, а остальная - поступает в электроцентробежный насос (ЭЦН), измерение потоков газа и жидкости на выходе ЭЦН и вычисление потоков жидкости и газа на выходе из БМВУ (патент №2075654 РФ, F04D 13/10, F04F 5/54, F04B 51/00 и патент №2398205 РФ, МПК G01M 19/00, F04D 13/10, 2008). По результатам испытаний строится сепарационная характеристика газосепаратора - соотношения количества газа, отсепарированного газосепаратором к количеству газа, которое поступило в него.Known methods for testing gas separators on gas-liquid mixtures (GHS), including measuring the flow of gas and liquid before feeding them into the gas separator, forming a gas-liquid mixture, feeding it to the modeling unit for downhole conditions (BMVU), supplying the GHS to the gas separator, separating the GHS gas separator, in which part GHS is discharged to the BMVU casing simulator, and the rest goes to the electric centrifugal pump (ESP), measuring the gas and liquid flows at the ESP outlet and calculating the liquid and gas flows at the outlet of the BMVU ( t №2075654 RF, F04D 13/10, F04F 5/54, F04B 51/00 and RF patent №2398205, IPC G01M 19/00, F04D 13/10, 2008). Based on the test results, the separation characteristic of the gas separator is constructed - the ratio of the amount of gas separated by the gas separator to the amount of gas that has entered it.
Способы реализуются на стендах, содержащих линию подвода жидкости, линию подачи газа, смесительное устройство, БМВУ, внутри которого установлен испытуемый газосепаратор с образованием затрубного пространства, линию отвода газа и жидкости из выкидных отверстий газосепаратора и сепарационный бак для разделения жидкой фазы от газовой фазы и эвакуации последней из стенда. Эти способы и стенды для их осуществления отличаются методами измерения параметров ГЖС после прохождения через сепаратор.The methods are implemented on stands containing a liquid supply line, a gas supply line, a mixing device, a BMVU, inside which a test gas separator is installed with the formation of an annulus, a gas and liquid drain line from the gas outlet openings and a separation tank for separating the liquid phase from the gas phase and evacuation last of the stand. These methods and stands for their implementation differ in the methods of measuring the parameters of the GHS after passing through the separator.
Недостатком данных способов является то, что при проведении испытаний неизвестен состав потоков газа и жидкости, поступающих в газосепаратор, так как внутри БМВУ происходит изменение состава потока из-за гравитационной сепарации газа на входе в газосепаратор, а также из-за перетекание жидкости из выкидных отверстий газосепаратора к входным, потому что часть ГЖС движется по замкнутому контуру внутри БМВУ.The disadvantage of these methods is that during the tests, the composition of the gas and liquid flows entering the gas separator is unknown, since inside the BMVU there is a change in the flow composition due to gravitational gas separation at the inlet of the gas separator, as well as due to the flow of liquid from the discharge openings gas separator to the inlet, because part of the GHS moves in a closed loop inside the BMW.
Наиболее близким к заявляемому являются способ испытаний газосепараторов, включающий измерение потоков газа и жидкости, формирование ГЖС, подачу ее во входные отверстия газосепаратора, сепарацию газа, измерение расходов газа и жидкости на выходных отверстиях из газосепаратора и в отсепарированной смеси (патент №2425254 РФ, МПК F04D 13/10, опубл. 27.07.11).Closest to the claimed are a method of testing gas separators, including measuring the flow of gas and liquid, the formation of GHS, its supply to the inlet of the gas separator, gas separation, measuring the flow of gas and liquid at the outlet of the gas separator and in the separated mixture (RF patent No. 2425254, IPC F04D 13/10, publ. 07.27.11).
Способ реализуется на стенде, содержащем линию подвода жидкости, линию подачи газа, смесительное устройство, БМВУ, внутри которого установлен испытуемый газосепаратор, линии отвода газа и жидкости из выкидных отверстий газосепаратора и сепарационный бак для разделения жидкой фазы от газовой фазы и эвакуации последней из стенда.The method is implemented on a stand containing a liquid supply line, a gas supply line, a mixing device, a BMVU, inside which the gas separator to be tested is installed, gas and liquid removal lines from the gas outlet openings and a separation tank for separating the liquid phase from the gas phase and evacuating the latter from the stand.
Недостатком прототипа является неточное моделирование скважинных условий, связанное с тем, что не учтена взаимосвязь давления на входе в газосепаратор с давлением на выкидных отверстиях, имеющая место при реальной эксплуатации, поэтому давление на выкидных отверстиях газосепаратора зависит от напора, развиваемого шнеком газосепаратора, и гидравлического сопротивления трубопровода, что снижается точность измерений характеристик.The disadvantage of the prototype is inaccurate modeling of well conditions, due to the fact that the relationship between the pressure at the inlet of the gas separator and the pressure at the flow openings, which takes place during actual operation, is not taken into account, therefore, the pressure at the flow openings of the gas separator depends on the pressure developed by the gas separator screw and hydraulic resistance pipeline, which reduces the accuracy of the measurement characteristics.
Задачей предлагаемых изобретений является повышение точности измерения сепарационной характеристики газосепаратора за счет прямого измерения потоков газа и жидкости, проходящих через входные и выкидные отверстия газосепаратора, и более полного моделирования скважинных условий путем поддержания постоянного перепада давления между входными и выходными отверстиями газосепаратора.The objective of the invention is to increase the accuracy of measuring the separation characteristics of the gas separator by directly measuring the flow of gas and liquid passing through the inlet and outlet openings of the gas separator, and more fully simulate downhole conditions by maintaining a constant pressure drop between the inlet and outlet openings of the gas separator.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе испытания газосепараторов на ГЖС, включающем измерение расхода газа и жидкости, формирование ГЖС, подачу потока в БМВУ, сепарацию газа газосепаратором, определение расходов жидкости и газа в потоке на выходе из БМВУ, согласно изобретению поток ГЖС, поступающий на входные отверстия газосепаратора, отделяют от потока ГЖС, выходящего из выкидных отверстий, с помощью перегородки, установленной в БМВУ, а давление на выкидных отверстиях газосепаратора поддерживают равным давлению на его входных отверстиях за вычетом давления столба газожидкостной смеси в газосепараторе.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of testing gas separators for GHS, including measuring the flow of gas and liquid, forming GHS, the flow of gas to the gas separator, gas separation by gas separator, determining the flow of liquid and gas in the stream at the outlet of the BMVU, according to the invention, the GHS flow, entering the gas separator inlets is separated from the GHS flow exiting the flow openings using a partition installed in the BMVU, and the pressure at the gas separator openings is maintained equal to the pressure at its inlets minus the pressure of the column of the gas-liquid mixture in the gas separator.
Заявляемый способ реализуется на стенде, содержащем блок моделирования внутрискважинных условий, в котором с образованием кольцевого зазора размещен испытываемый газосепаратор, линию подвода смеси жидкости и газа к входным отверстиям газосепаратора, трубопровод для отвода газа и жидкости из выкидных отверстий газосепаратора, бак для отделения жидкой фазы от газовой фазы и эвакуации последней из стенда, в котором согласно изобретению кольцевой зазор между входными и выкидными отверстиями перекрыт горизонтальной перегородкой, разделяющей блок моделирования внутрискважинных условий на две части, а на трубопроводе для отвода газа и жидкости из выкидных отверстий газосепаратора размещен дроссель, поддерживающий давление на выкидных отверстиях газосепаратора равным давлению на его входных отверстиях за вычетом давления столба газожидкостной смеси в газосепараторе.The inventive method is implemented on a stand containing a downhole modeling unit, in which with the formation of an annular gap a test gas separator is placed, a line for supplying a mixture of liquid and gas to the gas inlet openings, a pipeline for removing gas and liquid from the gas openings of the gas separator, a tank for separating the liquid phase from gas phase and evacuation of the last of the stand, in which, according to the invention, the annular gap between the inlet and outlet openings is blocked by a horizontal partition, section guide block modeling downhole conditions into two parts, and on the pipe for discharging gas and liquid from the gas separator of flow openings disposed choke supporting pressure on the gas separator flowline bores equal to the pressure at its inlets for gas-liquid column pressure minus the mixture in the gas separator.
Принципиальная схема заявляемого стенда представлена на фиг.1, на фиг.2 показана зависимость коэффициента сепарации от газосодержания в ГЖС на входе в газосепаратор при различных подачах жидкости.A schematic diagram of the inventive stand is presented in figure 1, figure 2 shows the dependence of the separation coefficient on the gas content in the GHS at the inlet of the gas separator at various fluid flow.
Стенд содержит испытуемый газосепаратор 1 с входными 2 и выкидными 3 отверстиями, размещенный в БМВУ 4 с образованием кольцевого зазора 5, электродвигатель 6 и бак для отделения жидкой фазы от газовой фазы 7. Между входными 2 и выкидными 3 отверстиями установлена горизонтальная перегородка 8, перекрывающая кольцевой зазор 5 и разделяющая БМВУ4 на верхнюю и нижнюю части. Нижняя часть БМВУ 4 связана с трубопроводом 9, представляющим собой линию подвода смеси жидкости и газа к входным отверстиям газосепаратора 1. Вал газосепаратора 1 соединен с электродвигателем 6.The stand contains a
Верхняя часть БМВУ 4 оснащена трубопроводом 10 для отвода газа и жидкости из выкидных отверстий 3 газосепаратора 1 в бак 7. На трубопроводе 10 для отвода газа и жидкости размещен дроссель 11 для регулирования перепада давления между входными отверстиями 2 и выкидными отверстиями 3 газосепаратора. Под баком 7, оснащенным сверху газовым расходомером 12 для измерения объема газа, отсепарированного газосепаратором 1, установлен мерный бак 13, который служит для измерения объема жидкости, проходящей через выкидные отверстия 3 газосепаратора. Гравитационно отсепарировавшаяся жидкость поступает в мерный бак 13 при открытии крана 14. Выходные 15 отверстия газосепаратора соединены с насосной секцией (на схеме не показана). Задвижка 16 предназначена для выпуска газа из бака 7 в атмосферу.The upper part of the BMVU 4 is equipped with a pipe 10 for removing gas and liquid from the discharge openings 3 of the
Заявляемый способ испытания осуществляется следующим образом. Измеренное количество жидкости и газа отдельно подают в смешивающее устройство (любого типа), где происходит формирование ГЖС. Полученная ГЖС по трубопроводу 9 направляется в нижнюю часть в БМВУ 4, откуда поступает во входные отверстия 2 газосепаратора. Газосепаратор 1 разделяет ГЖС на два потока. Поток ГЖС с меньшим газосодержанием движется в осевом направлении и выводится через выходные отверстия 15 газосепаратора, а поток ГЖС с отсепарированным газом, имеющим большее газосодержание (до 100% газа) через выкидные отверстия 3 попадает в верхнюю часть БМВУ 4 и направляется по трубопроводу 10 в бак для отделения жидкой фазы от газовой фазы 7, где во время отстаивания происходит гравитационное разделение ГЖС на жидкость, стекающую в мерный бак 13 после открытия крана 14, и газ, который удаляется в атмосферу при открытии задвижки 16. Расход удаляемого газа (отсепарированного в газосепараторе 1, измеряется расходомером 12, а расход жидкости - при помощи мерного бака 13. Поток ГЖС с выходных отверстий 15 подается на вход насосной секции. При сравнительных испытаниях различных газосепараторов используется одна и та же насосная секция, чтобы обеспечить одинаковые условия на выходных отверстиях 15 газосепаратора. Давление на выкидных отверстиях 3 газосепаратора при помощи дросселя 11 поддерживается постоянным и равным давлению на входных отверстиях 2 за вычетом давления, развиваемого столбом газожидкостной смеси между ними. При испытаниях осуществляют плавное регулирование расходов и давлений потоков.The inventive test method is as follows. The measured amount of liquid and gas is separately supplied to a mixing device (of any type), where the formation of GHS occurs. Received GHS through pipeline 9 is sent to the lower part in BMW 4, from where it enters the inlet 2 of the gas separator. The
После испытаний строятся графики зависимости коэффициента сепарации (отношение газосодержания в смеси, выходящей через отверстия 15 к газосодержанию в ГЖС, входящей в газосепаратор 1), от газосодержания в ГЖС, входящей в газосепаратор 1, при заданной подаче жидкости. Газосодержание в смеси, проходящей через выходные отверстия 15, определяют как разницу между количеством газа в жидкости, поступающей на входные отверстия 2, и количеством отсепарированного в газосепараторе 1 газа, замеренного расходомером 12. По построенным зависимостям оценивают сепарационную характеристику испытываемого газосепаратора. Построение такого графика показано на примере испытания газосепаратора ГС5-200, производства ЗАО «Новомет» (см. фиг.2).After the tests, graphs of the dependence of the separation coefficient (the ratio of the gas content in the mixture exiting through the openings 15 to the gas content in the GHS included in the gas separator 1) are plotted against the gas content in the GHS included in the
Благодаря разделению потоков газожидкостной смеси на входных и выкидных отверстиях газосепаратора, вся сформированная ГЖС проходит через газосепаратор и ее состав при попадании в нижнюю часть БМВУ не меняется, что освобождает от необходимости дополнительных замеров состава смеси на входе в газосепаратор. Условия работы газосепаратора, близкие к скважинным, обеспечиваются поддержанием постоянной разницы давлений между входными и выкидными отверстиями газосепаратора.Due to the separation of the flows of the gas-liquid mixture at the inlet and outlet openings of the gas separator, all the formed GHS passes through the gas separator and its composition does not change when it enters the lower part of the BMVU, which eliminates the need for additional measurements of the composition of the mixture at the inlet of the gas separator. Gas separator operating conditions close to the well separator are provided by maintaining a constant pressure difference between the inlet and outlet openings of the gas separator.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013140877/06A RU2531090C1 (en) | 2013-09-04 | 2013-09-04 | Method to test gas separators on gas-liquid mixtures and method for its realisation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013140877/06A RU2531090C1 (en) | 2013-09-04 | 2013-09-04 | Method to test gas separators on gas-liquid mixtures and method for its realisation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2531090C1 true RU2531090C1 (en) | 2014-10-20 |
Family
ID=53381891
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013140877/06A RU2531090C1 (en) | 2013-09-04 | 2013-09-04 | Method to test gas separators on gas-liquid mixtures and method for its realisation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2531090C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
RU2647175C1 (en) * | 2017-06-21 | 2018-03-14 | Акционерное общество "РИМЕРА" (АО "РИМЕРА") | Method of gas-separators testing on gas-liquid mixtures and bench for its implementation |
RU2759261C2 (en) * | 2019-09-09 | 2021-11-11 | Общество с ограниченной ответственностью "ВЭЙВЛАБ.ТЕХ" | Method for measuring two-phase mixture flow and device for its implementation |
RU2790111C1 (en) * | 2022-05-26 | 2023-02-14 | Общество с ограниченной ответственностью "РИМЕРА-АЛНАС" | Method for testing the separator for the efficiency of gas separation and a stand for its implementation |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4616700A (en) * | 1984-09-18 | 1986-10-14 | Hydril Company | Automatic well test system and method |
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 |
RU2398205C2 (en) * | 2008-09-17 | 2010-08-27 | "Центр Разработки Нефтедобывающего Оборудования" ("Црно") | Method of testing gas separators of oil production downhole oil pump units and computer-aided test bench to this end |
RU2425254C2 (en) * | 2009-09-18 | 2011-07-27 | Открытое Акционерное Общество "Алнас" | Hydraulic test bench for gas separators of pump units for supply of formation fluid |
-
2013
- 2013-09-04 RU RU2013140877/06A patent/RU2531090C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4616700A (en) * | 1984-09-18 | 1986-10-14 | Hydril Company | Automatic well test system and method |
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 |
RU2398205C2 (en) * | 2008-09-17 | 2010-08-27 | "Центр Разработки Нефтедобывающего Оборудования" ("Црно") | Method of testing gas separators of oil production downhole oil pump units and computer-aided test bench to this end |
RU2425254C2 (en) * | 2009-09-18 | 2011-07-27 | Открытое Акционерное Общество "Алнас" | Hydraulic test bench for gas separators of pump units for supply of formation fluid |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
RU2647175C1 (en) * | 2017-06-21 | 2018-03-14 | Акционерное общество "РИМЕРА" (АО "РИМЕРА") | Method of gas-separators testing on gas-liquid mixtures and bench for its implementation |
RU2759261C2 (en) * | 2019-09-09 | 2021-11-11 | Общество с ограниченной ответственностью "ВЭЙВЛАБ.ТЕХ" | Method for measuring two-phase mixture flow and device for its implementation |
RU2790111C1 (en) * | 2022-05-26 | 2023-02-14 | Общество с ограниченной ответственностью "РИМЕРА-АЛНАС" | Method for testing the separator for the efficiency of gas separation and a stand for its implementation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9468868B2 (en) | Water removing device for extremely high water content three-phase flow, and measurement device and method for extremely high water content three-phase flow | |
US5390547A (en) | Multiphase flow separation and measurement system | |
RU2604463C1 (en) | Method of submersible oil pumps gas separators testing and test bench to implement this method | |
MY145704A (en) | Method and apparatus for measuring multiphase fluid mixture flow rates | |
RU2531090C1 (en) | Method to test gas separators on gas-liquid mixtures and method for its realisation | |
CN105181384B (en) | A kind of biphase gas and liquid flow proportional sampler | |
CN104535316B (en) | A kind of dynamic pressure type gs-oil separator imports and exports two-phase ratio test device | |
RU2629787C2 (en) | Oil well separated gaging device by oil, gas and water | |
NO20141350A1 (en) | System for production increase and flow rate measurement in a pipeline | |
RU2425254C2 (en) | Hydraulic test bench for gas separators of pump units for supply of formation fluid | |
RU2398205C2 (en) | Method of testing gas separators of oil production downhole oil pump units and computer-aided test bench to this end | |
CN206386108U (en) | A kind of new oil-water-gas three-phase metering mechanism | |
RU155020U1 (en) | INSTALLATION FOR MEASURING THE DEBIT OF OIL WELL PRODUCTS | |
RU124497U1 (en) | STAND FOR TESTING OF BOREHOLD GAS AND SAND SEPARATORS | |
RU2331861C2 (en) | Method of dipping centrifugal gas separator tests and stand for its implementation | |
CN204758299U (en) | Experimental device for measure centrifugal breather performance | |
CN111322036B (en) | Gas well self-adaptive flow control water device and design method thereof | |
RU139201U1 (en) | SYSTEM AND METHOD FOR SAMPLING FOR MEASURING MULTI-PHASE FLOW | |
RU2647175C1 (en) | Method of gas-separators testing on gas-liquid mixtures and bench for its implementation | |
RU2382813C1 (en) | Reagent dosing method and equipment for implementation | |
RU2790111C1 (en) | Method for testing the separator for the efficiency of gas separation and a stand for its implementation | |
RU146825U1 (en) | DEVICE FOR TESTING SEPARATION EQUIPMENT | |
RU134636U1 (en) | DEVICE FOR CHECKING MULTIPHASIC FLOW METERS UNDER CONDITIONS OF OPERATION | |
RU2597019C2 (en) | Apparatus and method for measuring flow-rate of different fluids present in multiphase streams | |
RU153909U1 (en) | TEST STAND FOR SEPARATION EQUIPMENT |