RU2778221C1 - Installation for determining the saturation temperature of liquid hydrocarbons with paraffin - Google Patents
Installation for determining the saturation temperature of liquid hydrocarbons with paraffin Download PDFInfo
- Publication number
- RU2778221C1 RU2778221C1 RU2021128170A RU2021128170A RU2778221C1 RU 2778221 C1 RU2778221 C1 RU 2778221C1 RU 2021128170 A RU2021128170 A RU 2021128170A RU 2021128170 A RU2021128170 A RU 2021128170A RU 2778221 C1 RU2778221 C1 RU 2778221C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pressure
- chamber
- photometric
- liquid
- installation
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 61
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims abstract description 35
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims abstract description 25
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 18
- 230000001702 transmitter Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 33
- 230000003287 optical Effects 0.000 claims description 19
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 10
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 210000004027 cells Anatomy 0.000 description 21
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 11
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 4
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 3
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 2
- 241001506308 Potato virus T Species 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000005712 crystallization Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002102 polyvinyl toluene Polymers 0.000 description 2
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 2
- 101700072560 PIC2 Proteins 0.000 description 1
- 101700079659 PTP-2 Proteins 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 238000011068 load Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010690 paraffinic oil Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к оборудованию для исследования физических свойств жидких углеводородов и может быть использовано в стационарных и полевых производственных лабораториях, добывающих и транспортирующих жидкие углеводороды организациях, а также в научно-исследовательских лабораториях для определения температуры насыщения (начала кристаллизации) жидких углеводородов твердыми частицами (парафином и асфальтосмолопарафиновыми отложениями), а также для определения давления насыщения проб газом при различных температурах.The invention relates to equipment for studying the physical properties of liquid hydrocarbons and can be used in stationary and field production laboratories, organizations producing and transporting liquid hydrocarbons, as well as in research laboratories for determining the saturation temperature (beginning of crystallization) of liquid hydrocarbons with solid particles (paraffin and asphalt, resin and paraffin deposits), as well as to determine the saturation pressure of samples with gas at various temperatures.
Известна установка для определения температуры насыщения нефти парафином, включающая камеру высокого давления, верхняя часть которой подсоединена к осветителю с набором линз, а с ее полостью соединена одним концом термопара, второй конец которой помещен в склянку с жидким азотом, устройства для ввода и вывода пробы, фотодатчик и термостат с термометром, отличающаяся тем, что она снабжена измерительным прессом с манометром, измерительным вентилем, световодом, генератором-коммутатором и самопишущим потенциометром, а камера высокого давления, устройства для ввода пробы и измерительный вентиль помещены в термостат, при этом нижняя часть камеры высокого давления соединена посредством световода с фотодатчиком, к корпусу нижней части измерительного вентиля подсоединен измерительный пресс, к которому посредством трубопровода подсоединено устройство для вывода пробы, причем осветитель, фотодатчик и термопара соединены с генератором-коммутатором, который соединен с самопишущим потенциометром (см. патент РФ №2153068, МПК Е21В 47/06, опубл. 20.07.2000).A known installation for determining the temperature of saturation of oil with paraffin, including a high-pressure chamber, the upper part of which is connected to an illuminator with a set of lenses, and its cavity is connected by one end of a thermocouple, the second end of which is placed in a bottle with liquid nitrogen, devices for inlet and outlet of the sample, a photo sensor and a thermostat with a thermometer, characterized in that it is equipped with a measuring press with a pressure gauge, a measuring valve, a light guide, a switching generator and a recording potentiometer, and a high-pressure chamber, sample injection devices and a measuring valve are placed in a thermostat, while the lower part of the chamber high pressure is connected by means of a light guide to a photo sensor, a measuring press is connected to the body of the lower part of the measuring valve, to which a device for sampling is connected via a pipeline, moreover, the illuminator, photo sensor and thermocouple are connected to a commutator generator, which is connected to a self-writing potentiometer (see . RF patent No. 2153068, IPC E21B 47/06, publ. 20.07.2000).
Недостатками упомянутой выше установки являются ограниченность применения (светлые нефти), не отвечающие современным требованиям метрологические характеристики, несовершенство системы термостатирования и низкий уровень автоматизации.The disadvantages of the above installation are the limited use (light oils), metrological characteristics that do not meet modern requirements, the imperfection of the temperature control system and the low level of automation.
Известно устройство ПТП-1М, включающее сосуд высокого давления с входным штуцером и выходным вентилем, снабженный двумя смотровыми стеклами, которые установлены в подвижных ввинчивающихся тубусах на одной вертикальной оси. Подвижный тубус позволяет регулировать расстояние между смотровыми стеклами и тем самым изменять толщину слоя исследуемой нефти от 1 до 5 мм (Экспериментальные методы исследования парафинистых нефтей / Под ред. К.Д. Ашмяна. - М.: ОАО «ВНИИНефть», 2004. - 108 с).Known device PTP-1M, including a pressure vessel with an inlet fitting and an outlet valve, equipped with two sight glasses, which are installed in movable screw-in tubes on the same vertical axis. The movable tube allows you to adjust the distance between the sight glasses and thereby change the thickness of the layer of the studied oil from 1 to 5 mm (Experimental methods for the study of paraffinic oils / Edited by K.D. Ashmyan. - M .: OAO VNIINEft, 2004. - 108 With).
Недостатками описанного выше устройства являются: недостаточная точность термостатирования, низкий уровень автоматизации, отсутствие системы перемешивания, низкая точность измерений. В модифицированной версии ПТП-2 внедрены решения, повышающие точность термостатирования камер.The disadvantages of the device described above are: insufficient temperature control accuracy, low level of automation, lack of a mixing system, low measurement accuracy. In the modified version of PTP-2, solutions have been introduced that improve the accuracy of temperature control of the chambers.
Известно устройство, представляющее собой модули выделения твердых углеводородов и выделения асфальтенов, входящие в устройство для измерения термодинамических свойств пластовых флюидов (см. патент РФ №2606256 МПК G01N 11/16, Е21В 49/00, опубл. 10.01.2017).A device is known, which is a module for the release of solid hydrocarbons and the release of asphaltenes, included in the device for measuring the thermodynamic properties of reservoir fluids (see RF patent No. 2606256 IPC G01N 11/16, E21B 49/00, publ.
Недостатком описанных выше модулей является низкая прецизионность исследований, результаты которых используются преимущественно для QC (контроля качества).The disadvantage of the modules described above is the low precision of studies, the results of which are used primarily for QC (quality control).
Наиболее близким аналогом заявленного является устройство для определения температуры насыщения углеводородов парафином, включающее устройства для ввода и вывода пробы, камеру высокого давления, внутренняя полость которой соединена с рабочим цилиндром микропресса (см. патент РФ №82039 МПК G01N 21/00, опубл. 10.04.2009).The closest analogue of the claimed is a device for determining the saturation temperature of hydrocarbons with paraffin, including devices for sample input and output, a high-pressure chamber, the internal cavity of which is connected to the working cylinder of the micropress (see RF patent No. 82039 MPK G01N 21/00, publ. 10.04. 2009).
Недостатками описанного устройства являются: отсутствие системы перемешивания флюида, отсутствие средств визуализации камеры высокого давления и невозможность имитации определения температуры насыщения углеводородов парафином в потоке.The disadvantages of the described device are: the absence of a fluid mixing system, the lack of visualization of the high pressure chamber and the impossibility of simulating the determination of the saturation temperature of hydrocarbons with paraffin in the stream.
Техническими проблемами при эксплуатации рассмотренных выше устройств являются:Technical problems in the operation of the devices discussed above are:
- отсутствие системы перемешивания флюида, что не позволяет проводить многократные измерения одной и той же пробы;- lack of a fluid mixing system, which does not allow for multiple measurements of the same sample;
- отсутствие средств визуализации процесса измерения в камере, что не позволяет применить визуальный метод определения температуры насыщения в дополнение к фотометрическому либо наоборот;- lack of means of visualization of the measurement process in the chamber, which does not allow the use of a visual method for determining the saturation temperature in addition to the photometric one, or vice versa;
- невозможность имитации определения температуры насыщения углеводородов парафином в потоке;- the impossibility of simulating the determination of the saturation temperature of hydrocarbons with paraffin in the stream;
- невозможность корректной оценки качества исследуемой пробы путем определения ее давления насыщения газом.- the impossibility of a correct assessment of the quality of the test sample by determining its gas saturation pressure.
Задачей, на решение которой направлено заявленное, является расширение функциональных возможностей установки и улучшение ее метрологических характеристик.The task to be solved by the claimed is to expand the functionality of the installation and improve its metrological characteristics.
Техническим результатом является:The technical result is:
- повышение надежности и скорости процесса измерений за счет повышения точности термостатирования камер высокого давления, а также улучшения метрологических характеристик и применения современных средств измерений и автоматизации;- increasing the reliability and speed of the measurement process by increasing the accuracy of temperature control of high-pressure chambers, as well as improving metrological characteristics and using modern measuring and automation tools;
- повышение однозначности интерпретации результатов измерений за счет определения температуры насыщения жидких углеводородов твердыми частицами одновременно двумя дублирующими методами: фотометрическим (в инфракрасном (ИК) диапазоне) и визуальным;- increasing the unambiguity of the interpretation of measurement results by determining the saturation temperature of liquid hydrocarbons with solid particles simultaneously by two redundant methods: photometric (in the infrared (IR) range) and visual;
- возможность проведения многократных (повторных) измерений температуры насыщения жидких углеводородов твердыми частицами одной пробы двумя дублирующими методами фотометрическим и визуальным за счет обеспечения фазового равновесия пробы при подготовке к ее исследованию и в процессе путем перекачивания из одного насоса высокого давления в другой без использования специальных перемешивающих устройств.- the possibility of carrying out multiple (repeated) measurements of the saturation temperature of liquid hydrocarbons with solid particles of one sample by two redundant photometric and visual methods by ensuring the phase equilibrium of the sample in preparation for its study and in the process by pumping from one high-pressure pump to another without the use of special mixing devices .
Технический результат достигается за счет того, что установка для определения температуры насыщения жидких углеводородов парафином включает в себя первый и второй насосы высокого давления, которые имеют общую термостатирующую систему, устройство для проведения исследований, имеющее двухконтурную систему термостатирования и корпус, в котором установлены первая и вторая измерительные ячейки, первая измерительная ячейка снабжена подсветкой, электронным микроскопом и визуальной камерой высокого давления, вторая измерительная ячейка снабжена приемником ИК-излучения, передатчиком ИК-излучения и фотометрической камерой высокого давления, при этом вход визуальной камеры высокого давления соединен с внутренней полостью первого насоса высокого давления, а выход - со входом фотометрической камеры высокого давления, выход которой соединен с внутренней полостью второго насоса высокого давления.The technical result is achieved due to the fact that the installation for determining the saturation temperature of liquid hydrocarbons with paraffin includes the first and second high-pressure pumps, which have a common thermostatic system, a research device with a double-circuit thermostatic system and a housing in which the first and second measuring cells, the first measuring cell is equipped with illumination, an electron microscope and a visual high-pressure camera, the second measuring cell is equipped with an infrared radiation receiver, an infrared radiation transmitter and a high-pressure photometric chamber, while the inlet of the visual high-pressure chamber is connected to the internal cavity of the first high-pressure pump pressure, and the output - with the input of the photometric high-pressure chamber, the output of which is connected to the internal cavity of the second high-pressure pump.
Общая термостатирующая система насосов высокого давления может быть выполнена в виде двух жидкостных рубашек, каждая из которых охватывает один из корпусов насосов высокого давления и подключена к жидкостному термостату.The general thermostatic system of high pressure pumps can be made in the form of two liquid jackets, each of which covers one of the high pressure pump housings and is connected to a liquid thermostat.
Двухконтурная система термостатирования устройства для проведения исследований может состоять из первого контура, выполненного в виде термостата термоэлектрического, установленного в корпусе устройства для проведения исследований, и второго контура, выполненного в виде рубашки термостатирования упомянутого корпуса, сообщенной с жидкостными рубашками, охватывающими корпуса насосов высокого давления.The double-circuit thermostating system of the research device can consist of the first circuit, made in the form of a thermoelectric thermostat, installed in the body of the research device, and the second circuit, made in the form of a thermostating jacket of the said body, communicated with liquid jackets covering the high-pressure pump bodies.
Установка может содержать датчики температуры исследуемого флюида, расположенные в первой и второй измерительных ячейках, а также датчики температуры исследуемого флюида, расположенные во внутренних полостях первого и второго насосов высокого давления и подключенные к жидкостному термостату.The installation may contain test fluid temperature sensors located in the first and second measuring cells, as well as test fluid temperature sensors located in the internal cavities of the first and second high-pressure pumps and connected to a liquid thermostat.
Установка может содержать датчик давления, установленный на трубопроводе, соединенном с внутренней полостью первого насоса высокого давления и датчик давления, установленный на трубопроводе, соединенном с внутренней полостью второго насоса высокого давления.The installation may include a pressure sensor installed on the pipeline connected to the internal cavity of the first high pressure pump and a pressure sensor installed on the pipeline connected to the internal cavity of the second high pressure pump.
Датчики давления, жидкостной термостат, термостат термоэлектрический, приемник ИК-излучения, электронный микроскоп могут быть подключены к блоку управления, соединенному с персональным компьютером.Pressure sensors, a liquid thermostat, a thermoelectric thermostat, an infrared radiation receiver, an electron microscope can be connected to a control unit connected to a personal computer.
Применение гидравлической системы из двух насосов высокого давления, позволяет: во-первых, осуществлять перемешивание пробы и ее гомогенизацию путем ее перекачивания из одного насоса в другой без использования специальных перемешивающих устройств; во-вторых, точно определять текущий объем всей системы, занимаемой флюидом; в-третьих, реализовывать метод изотермического расширения или сжатия системы, как в одноканальном режиме, так и в режиме расширения по дифференциалу давления (при одновременном перекачивании флюида из одного насоса в другой).The use of a hydraulic system of two high-pressure pumps makes it possible: firstly, to carry out sample mixing and homogenization by pumping it from one pump to another without the use of special mixing devices; secondly, to accurately determine the current volume of the entire system occupied by the fluid; thirdly, to implement the method of isothermal expansion or compression of the system, both in single-channel mode and in the mode of expansion according to the pressure differential (with simultaneous pumping of fluid from one pump to another).
Применение двухконтурной системы термостатирования устройства для проведения исследований позволяет устанавливать и контролировать температуру в визуальной и фотометрической камерах высокого давления с высокой точностью.The use of a double-circuit thermostating system of the device for conducting research allows you to set and control the temperature in the visual and photometric high-pressure chambers with high accuracy.
Применение первой и второй измерительных ячеек совместно с двумя насосами высокого давления позволяет проводить многократные измерения температуры насыщения жидких углеводородов твердыми частицами одновременно фотометрическим и визуальным методами, а также проводить измерения давления насыщения в дискретном и непрерывном режимах.The use of the first and second measuring cells together with two high-pressure pumps makes it possible to carry out multiple measurements of the saturation temperature of liquid hydrocarbons with solid particles simultaneously by photometric and visual methods, as well as to measure the saturation pressure in discrete and continuous modes.
Сущность заявленной установки для определения температуры насыщения жидких углеводородов парафином поясняется чертежом.The essence of the claimed installation for determining the saturation temperature of liquid hydrocarbons with paraffin is illustrated in the drawing.
На чертеже показано схематическое изображение установки для определения температуры насыщения жидких углеводородов парафином.The drawing shows a schematic representation of an installation for determining the saturation temperature of liquid hydrocarbons with paraffin.
На чертеже пунктирной линией показаны линии передачи данных, тонкими линиями показаны трубопроводы для исследуемого флюида, а толстыми линиями показаны трубопроводы для термостатирующей жидкости.In the figure, dotted lines show data lines, thin lines show test fluid lines, and thick lines show thermostatic fluid lines.
На чертеже элементы установки для определения температуры насыщения жидких углеводородов парафином обозначены следующими позициями: визуальная камера 1 высокого давления, фотометрическая камера 2 высокого давления, верхний оптический тубус 3 первой измерительной ячейки, верхний оптический тубус 4 второй измерительной ячейки, лампа подсветки 5 верхнего оптического тубуса 3, передатчик ИК-излучения 6, верхнее смотровое стекло 7 визуальной камеры 1, верхнее смотровое стекло 8 фотометрической камеры 2, жидкостная рубашка термостатирования 9, нижний оптический тубус 10 первой измерительной ячейки, нижний оптический тубус 11 второй измерительной ячейки, электронный микроскоп 12, приемник ИК-излучения 13, нижнее смотровое стекло 14 визуальной камеры 1, нижнее смотровое стекло 15 фотометрической камеры 2, первый насос высокого давления 16, второй насос высокого давления 17, термостат жидкостной 18, датчик давления 19, установленный на трубопроводе, сообщенном с внутренней полостью первого насоса 16, датчик давления 20, установленный на трубопроводе, сообщенном с внутренней полостью второго насоса 17, датчик температуры 21, установленный в первой измерительной ячейке, датчик температуры 22, установленный во второй измерительной ячейке, датчик температуры 23, установленный во внутренней полости первого насоса 16, датчик температуры 24, установленный во внутренней полости второго насоса 17, блок управления 25, персональный компьютер 26, вакуумный насос 27, термостат термоэлектрический 28, вентиль 29, установленный на линии выхода исследуемого флюида (жидких углеводородов) из фотометрической камеры 2 высокого давления, вентиль 30 и вентиль 31, установленные на линии подачи исследуемого флюида в установку для определения температуры насыщения жидких углеводородов парафином, вентиль 32, установленный на трубопроводе соединяющим внутреннюю полость первого насоса высокого давления 16 с линией подачи исследуемого флюида в установку для определения температуры насыщения жидких углеводородов парафином, вентиль 33, установленный на трубопроводе, соединяющим внутреннюю полость второго насоса высокого давления 17 и линию отвода исследуемого флюида из устройства для проведения исследований.In the drawing, the installation elements for determining the saturation temperature of liquid hydrocarbons with paraffin are indicated by the following positions: visual chamber 1 high pressure,
Установка для определения температуры насыщения жидких углеводородов парафином включает в себя устройство для проведения исследований, имеющее корпус, в котором установлены первая измерительная ячейка, вторая измерительная ячейка и термостат термоэлектрический 28. Корпус устройства для проведения исследований снабжен рубашкой термостатирования 9. Термостат термоэлектрический 28 расположен в корпусе между первой и второй измерительными ячейками.The installation for determining the saturation temperature of liquid hydrocarbons with paraffin includes a research device having a housing in which the first measuring cell, the second measuring cell and a thermoelectric thermostat 28 are installed. between the first and second measuring cells.
Первая измерительная ячейка состоит из верхнего оптического тубуса 3 и нижнего оптического тубуса 10, между которыми расположена визуальная камера 1 высокого давления, снабженная верхним смотровым стеклом 7 и нижним смотровым стеклом 14. В верхней торцевой части верхнего оптического тубуса 3 расположена подсветка, выполненная в виде лампы подсветки 5, а в нижней торцевой части нижнего оптического тубуса 10 установлен электронный микроскоп 12. Первая измерительная ячейка снабжена датчиком температуры 21.The first measuring cell consists of an upper optical tube 3 and a lower
Вторая измерительная ячейка состоит из верхнего оптического тубуса 4, и нижнего оптического тубуса 11, между которыми расположена фотометрическая камера 2 высокого давления, снабженная смотровым стеклом 8 и смотровым стеклом 15. В верхней торцевой части нижнего оптического тубуса 11 расположен передатчик ИК-излучения 6. В нижней торцевой части нижнего оптического тубуса 11 установлен приемник ИК-излучения 13. Вторая измерительная ячейка снабжена датчиком температуры 22.The second measuring cell consists of an upper
Первый насос высокого давления 16 и второй насос высокого давления 17, представляют собой автоматические плунжерные насосы с сервоприводом, контролируемые с помощью блока управления.The first
Линия подачи исследуемого флюида в установку для определения температуры насыщения жидких углеводородов парафином подсоединена к ячейке PVT, в которой флюид находится в однофазном состоянии, или к пробоотборному оборудованию, содержащему пробу флюида, находящуюся в однофазном состоянии (на чертеже не показаны).The test fluid supply line to the installation for determining the saturation temperature of liquid hydrocarbons with paraffin is connected to the PVT cell, in which the fluid is in a single-phase state, or to the sampling equipment containing the fluid sample, which is in a single-phase state (not shown in the drawing).
Внутренняя полость первого насоса высокого давления 16 соединена с линией подачи исследуемого флюида в установку посредством трубопровода для исследуемого флюида, на котором последовательно установлены датчик давления 19 и вентиль 32. Внутренняя полость первого насоса высокого давления 16 снабжена датчиком температуры 23.The internal cavity of the first
Линия подачи исследуемого флюида в установку для определения температуры насыщения жидких углеводородов парафином снабжена вентилем 30 и вентилем 31. Вентиль 30 расположен на линии подачи исследуемого флюида в установку до места соединения с ней трубопровода для исследуемого флюида, соединенного с насосом 16. Вентиль 31 расположен на линии подачи исследуемого флюида после места соединения с ней трубопровода для исследуемого флюида, соединенного с насосом 16.The line for supplying the test fluid to the installation for determining the saturation temperature of liquid hydrocarbons with paraffin is equipped with
Внутренняя полость второго насоса высокого давления 17 соединена с фотометрической камерой 2 посредством трубопровода, на котором установлены датчик давления 20 и вентиль 33. Внутренняя полость второго насоса высокого давления 17 снабжена датчиком температуры 24.The internal cavity of the second
Насосы высокого давления 16 и 17, приводимые в действие сервоприводами, позволяют осуществлять управляемое перемешивание пробы и устанавливать различные режимы измерений.
Линия отвода исследуемого флюида из устройства для проведения исследований снабжена вентилем 29, оборудована вакуумным насосом 27, используется в качестве дренажа при продувке установки и подключена к трубопроводу, соединенному с внутренней полостью насоса 17.The test fluid withdrawal line from the research device is equipped with a
Первый насос 16 высокого давления снабжен термостатирующей жидкостной рубашкой, охватывающей его корпус и сообщенной с жидкостным термостатом 18 посредством трубопровода с запорным вентилем. С целью обеспечения непрерывной циркуляции термостатирующей жидкости упомянутая термостатирующая жидкостная рубашка сообщена с жидкостной рубашкой термостатирования 9 устройства для проведения исследований посредством трубопровода.The first high-
Второй насос 17 высокого давления также снабжен термостатирующей жидкостной рубашкой, охватывающей его корпус и сообщенной с жидкостным термостатом 18 посредством трубопровода с запорным вентилем. Также упомянутая термостатирующая жидкостная рубашка сообщенна с жидкостной рубашкой термостатирования 9 устройства для проведения исследований посредством трубопровода. К жидкостному термостату 18 подключены датчики температуры 23 и 24.The second high-
Установка для определения температуры насыщения жидких углеводородов парафином содержит блок управления 25 на базе программно-логистических контроллеров, который подключен к персональному компьютеру 26 с программным интерфейсом.The installation for determining the saturation temperature of liquid hydrocarbons with paraffin contains a
К блоку управления 25 подключены датчик давления 19, датчик давления 20, термостат термоэлектрический 28, электронный микроскоп 12, приемник ИК-излучения 13, термостат жидкостной 18 и серводвигатели насосов высокого давления. Автоматизация и управление установкой, обработка результатов эксперимента достигнуты благодаря применению современных технических средств на базе программно-логистических контроллеров, персонального компьютера и специализированного программного обеспечения.A
Установка для определения температуры насыщения жидких углеводородов парафином работает следующим образом.Installation for determining the saturation temperature of liquid hydrocarbons with paraffin operates as follows.
Включают блок управления. Поршни первого 16 и второго 17 насосов высокого давления приводят в крайнее положение, соответствующее минимальному объему жидкости во внутренней полости насосов высокого давления (мертвому объему, который измерен предварительно). Осуществляют вакуумирование установки. Далее термостатируют визуальную 1 и фотометрическую 2 камеры, внутренние полости насосов 16, 17 высокого давления, а также подводящие линии и фитинги. Термостатирование осуществляют с помощью термостата жидкостного 18 и термостата термоэлектрического 28 до значения температуры пробы, требуемой по условиям проводимых исследований и экспериментов.Turn on the control unit. The pistons of the first 16 and second 17 high-pressure pumps are brought to the extreme position corresponding to the minimum volume of liquid in the internal cavity of the high-pressure pumps (dead volume, which is measured previously). The installation is evacuated. Next, the visual 1 and photometric 2 chambers, the internal cavities of the high-pressure pumps 16, 17, as well as the supply lines and fittings are thermostated. Temperature control is carried out using a
Внутреннюю полость первого насоса 16 высокого давления присоединяют к ячейке PVT или к пробоотборному оборудованию (на чертеже не показано), в котором флюид находится в однофазном состоянии.The interior of the first
Загрузку пробы исследуемого флюида осуществляют во внутреннюю полость первого насоса 16 через открытые вентили 30, 32 (при закрытом вентиле 31) при поддержании давления, соответствующему давлению в линии подачи исследуемого флюида в установку.The test fluid sample is loaded into the internal cavity of the
Осуществляют термостатирование первого 16 и второго 17 насосов до температуры необходимой по условиям проводимого эксперимента. Термостатирование осуществляют посредством общей для обоих насосов термостатирующей системы, которая выполнена в виде двух жидкостных рубашек, каждая из которых охватывает один из корпусов насосов высокого давления и подключена к жидкостному термостату 18.Carry out temperature control of the first 16 and second 17 pumps to the temperature required by the conditions of the experiment. Temperature control is carried out by means of a thermostating system common to both pumps, which is made in the form of two liquid jackets, each of which covers one of the high-pressure pump housings and is connected to a
Устанавливают и контролируют температуру в визуальной 1 и фотометрической 2 камерах высокого давления посредством двухконтурной системы термостатирования. Первый контур системы термостатирования реализуется термостатом термоэлектрическим 28, а второй контур термостатирования выполнен в виде рубашки термостатирования упомянутого корпуса, сообщенной с жидкостными рубашками, охватывающими корпуса первого 16 и второго 17 насосов высокого давления.The temperature is set and controlled in the visual 1 and photometric 2 high-pressure chambers by means of a double-circuit temperature control system. The first circuit of the thermostating system is implemented by a thermoelectric thermostat 28, and the second thermostatic circuit is made in the form of a thermostating jacket of the mentioned housing, communicated with liquid jackets covering the housings of the first 16 and second 17 high pressure pumps.
После загрузки пробы перекрывают вентиль 30 и плавно открывают вентиль 31 и вентиль 33, осуществляя заполнение пробой визуальной камеры 1 и фотометрической камеры 2, а также полости второго насоса 17 при поддержании постоянного давления. Совершают не менее двух циклов перекачивания пробы, во время которых проба перекачивается обратно из внутренней полости второго насоса 17 во внутреннюю полость первого насоса 16, что обеспечивает перемешивание пробы.After loading the sample,
Осуществляют измерение температуры насыщения жидких углеводородов твердыми частицами в соответствии с действующей нормативной документацией (ОСТ 39.034-76 «Нефть. Метод определения температуры насыщения нефти парафином. Фотометрический способ»). Измерения температуры проводят посредством датчиков температуры 21, 22.The saturation temperature of liquid hydrocarbons with solid particles is measured in accordance with the current regulatory documentation (OST 39.034-76 "Oil. Method for determining the saturation temperature of oil with paraffin. Photometric method"). Temperature measurements are carried out by means of
Изменение давления и температуры при проведении исследований проводят ступенчато или непрерывно.The change in pressure and temperature during research is carried out stepwise or continuously.
Как правило, измерения проводят в режиме изобарического охлаждения системы на нескольких изобарах фотометрическим и визуальным методом. Для этого устанавливают режим работы насосов (статичный или динамичный) и производят постепенное (с определенной заданной скоростью охлаждения °С/мин) охлаждение ячейки до температуры насыщения исследуемой пробы парафином в изобарическом режиме.As a rule, measurements are carried out in the mode of isobaric cooling of the system on several isobars by the photometric and visual methods. To do this, set the operating mode of the pumps (static or dynamic) and perform a gradual (with a certain specified cooling rate °C/min) cooling of the cell to the saturation temperature of the test sample with paraffin in the isobaric mode.
Охлаждение производят с помощью изменения температуры в термостате жидкостном 18 и термостате термоэлектрическом 28. Фотометрический метод заключается в том, что волны от передатчика ИК-излучения 6 проходят сквозь слой флюида, находящегося в фотометрической камере 2, принимаются приемником ИК-излучения 13 и с помощью блока управления 25 преобразованный сигнал с измеренным значением интенсивности фототока передается в персональный компьютер 26. От датчиков давления 19, 20 и температуры 21, 22 сигналы передаются аналогично в персональный компьютер 26. Обработка и графическое представление данных осуществляется в персональном компьютере по зависимости величины интенсивности фототока от температуры.Cooling is performed by changing the temperature in a
Температуру, при которой в исследуемой пробе появляются твердые частицы парафина (определяется по интерпретации характерного скачкообразного снижения интенсивности фототока), принимают за температуру насыщения жидких углеводородов парафином.The temperature at which solid paraffin particles appear in the test sample (determined by interpreting the characteristic abrupt decrease in photocurrent intensity) is taken as the saturation temperature of liquid hydrocarbons with paraffin.
Измерение визуальным методом предполагает дискретное фотографирование нижнего смотрового стекла 14 визуальной камеры 1 электронным микроскопом 12, с последующей программной обработкой полученных изображений. Температура насыщения жидких углеводородов твердыми частицами определяется по времени начала образования кристаллов парафина.Measurement by the visual method involves discrete photography of the
Определение давления насыщения пробы проводят объемным и визуальным методами в режиме изотермического расширения (или сжатия) системы. За счет определения давления насыщения глубинных и сепараторных проб жидких углеводородов двумя методами обеспечивается возможность оценки качества проб перед проведением исследований и непосредственно после.Determination of the saturation pressure of the sample is carried out by volumetric and visual methods in the mode of isothermal expansion (or compression) of the system. By determining the saturation pressure of deep and separator samples of liquid hydrocarbons by two methods, it is possible to assess the quality of samples before and immediately after research.
Измерение давления насыщения возможно провести двумя способами: в дискретном режиме и непрерывном сканирующем. Оба способа являются автоматическими.Saturation pressure measurement can be carried out in two ways: in discrete mode and continuous scanning. Both methods are automatic.
Отличие режимов состоит в том, что при дискретном режиме проводят циклично последовательные процедуры: восстановление пробы, расширение системы увеличение объема), перемешивание, измерение параметров и затем повторяют, а при непрерывном измерения проводятся постоянно, расширение системы производится также непрерывно при малой скорости. Для определения давления насыщения жидких углеводородов газом объемным методом осуществляют обработку зависимостей «давление -объем» или «давление - приращение объема». Давлению насыщения соответствует точка резкого изменения скорости изменения давления.The difference between the modes is that in the discrete mode, cyclically sequential procedures are carried out: sample recovery, expansion of the system, increase in volume), mixing, measurement of parameters and then repeated, and in the continuous mode, measurements are carried out continuously, the expansion of the system is also performed continuously at low speed. To determine the saturation pressure of liquid hydrocarbons with gas by the volumetric method, the dependences "pressure-volume" or "pressure-volume increment" are processed. Saturation pressure corresponds to the point of sharp change in the rate of change of pressure.
Для определения давления насыщения визуальным методом анализируют видеоизображение с микроскопа 12 и визуально наблюдают образование первого пузырька газовой фазы, давление при котором это произошло принимают за давление насыщения.To determine the saturation pressure by a visual method, the video image from the
Установка для определения температуры насыщения жидких углеводородов парафином может найти практическое применение в нефтегазовой промышленности, так как опытный образец, содержащий совокупность приведенных выше признаков, изготовлен и успешно прошел лабораторные испытания при определении температуры начала кристаллизации парафина или асфальтосмолопарафиновых отложений в нефти, газовом конденсате и смесях жидких углеводородов.An installation for determining the saturation temperature of liquid hydrocarbons with paraffin can find practical application in the oil and gas industry, since a prototype containing a combination of the above features has been manufactured and successfully passed laboratory tests in determining the temperature of the onset of crystallization of paraffin or asphalt-resin-paraffin deposits in oil, gas condensate and liquid mixtures. hydrocarbons.
Отличительной особенностью установки является возможность проводить измерения в динамическом режиме, имитируя процесс осаждения твердых частиц в трубопроводе - что является актуальной задачей для транспортировки жидких углеводородов по магистральным трубопроводам. Проведенные измерения показали высокую воспроизводимость результатов измерения давления насыщения не только нефтей и газовых конденсатов, но и глубинных проб воды. Практическая значимость установки связана с ее надежностью, простотой обслуживания и эксплуатации, универсальностью, что может быть полезно при использовании полевых лабораторий непосредственно на месторождении.A distinctive feature of the installation is the ability to carry out measurements in a dynamic mode, simulating the process of sedimentation of solid particles in a pipeline, which is an urgent task for transporting liquid hydrocarbons through main pipelines. The measurements performed showed high reproducibility of the saturation pressure measurement results not only for oils and gas condensates, but also for deep water samples. The practical significance of the installation is related to its reliability, ease of maintenance and operation, and versatility, which can be useful when using field laboratories directly at the field.
Claims (6)
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2778221C1 true RU2778221C1 (en) | 2022-08-16 |
RU2778221C9 RU2778221C9 (en) | 2022-09-13 |
Family
ID=
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1151510A1 (en) * | 1983-06-10 | 1985-04-23 | Volg Gni Pi Neftyanoj Promy | Method of determining temperature of formation of new phase in petroleum |
RU1714U1 (en) * | 1993-10-28 | 1996-02-16 | Всероссийский нефтегазовый научно-исследовательский институт | DEVICE FOR DETERMINING PHASE TRANSITIONS IN LAYER VALUES |
US6035706A (en) * | 1995-04-28 | 2000-03-14 | Petroleo Brasileiro S.A. - Petrobras | Method and apparatus for determining the wax appearance temperature of paraffinic petroleum oils |
RU2153068C2 (en) * | 1998-06-29 | 2000-07-20 | Тимано-Печорский научно-исследовательский центр | Plant for temperature determination of oil saturation with paraffin |
RU82039U1 (en) * | 2009-01-29 | 2009-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий-ВНИИГАЗ" | DEVICE FOR DETERMINING TEMPERATURE OF SATURATION OF HYDROCARBONS WITH PARAFFIN AND ASPHALT-RESIN DEPOSITS |
KR101513674B1 (en) * | 2015-01-28 | 2015-04-22 | 한국해양대학교 산학협력단 | Visualized wax appearance temperature meaurement system and method |
US20160208601A1 (en) * | 2013-09-20 | 2016-07-21 | Schlumberger Technology Corporation | Microfluidic determination of wax appearance temperature |
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1151510A1 (en) * | 1983-06-10 | 1985-04-23 | Volg Gni Pi Neftyanoj Promy | Method of determining temperature of formation of new phase in petroleum |
RU1714U1 (en) * | 1993-10-28 | 1996-02-16 | Всероссийский нефтегазовый научно-исследовательский институт | DEVICE FOR DETERMINING PHASE TRANSITIONS IN LAYER VALUES |
US6035706A (en) * | 1995-04-28 | 2000-03-14 | Petroleo Brasileiro S.A. - Petrobras | Method and apparatus for determining the wax appearance temperature of paraffinic petroleum oils |
RU2153068C2 (en) * | 1998-06-29 | 2000-07-20 | Тимано-Печорский научно-исследовательский центр | Plant for temperature determination of oil saturation with paraffin |
RU82039U1 (en) * | 2009-01-29 | 2009-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий-ВНИИГАЗ" | DEVICE FOR DETERMINING TEMPERATURE OF SATURATION OF HYDROCARBONS WITH PARAFFIN AND ASPHALT-RESIN DEPOSITS |
US20160208601A1 (en) * | 2013-09-20 | 2016-07-21 | Schlumberger Technology Corporation | Microfluidic determination of wax appearance temperature |
KR101513674B1 (en) * | 2015-01-28 | 2015-04-22 | 한국해양대학교 산학협력단 | Visualized wax appearance temperature meaurement system and method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102549440B (en) | PVT analysis of pressurized fluids | |
CA2891033C (en) | Measurement process of minimum miscibility pressure (mmp) and critical points of a gas in crude oils or binary mixtures | |
NO340126B1 (en) | Spectroscopic pH measurement at high temperature and / or high pressure. | |
AU2013402062A1 (en) | Systems and methods of calibrating integrated computational elements | |
CN111239023B (en) | Method for testing rock compression coefficient under high-temperature and high-pressure conditions | |
US5747674A (en) | Device for performing thermodynamic measurements on multiphase fluids at very high pressures and temperatures | |
US10928261B2 (en) | System and method for analysing vapour pressure | |
CN107894377B (en) | Device and method suitable for measuring mutual diffusion coefficient of binary solution | |
RU209441U1 (en) | Universal cell of phase equilibria | |
RU2778221C1 (en) | Installation for determining the saturation temperature of liquid hydrocarbons with paraffin | |
RU2778221C9 (en) | Installation for determining the saturation temperature of liquid hydrocarbons with paraffin | |
US3381134A (en) | Mass flow indicating means including an interferometer system | |
US5540087A (en) | Apparatus for measuring thermodynamic characteristics of a hydrocarbon sample | |
CN110749529B (en) | Crude oil solid phase deposition rule testing device | |
US5756884A (en) | Device for determining characteristics of petroleum fluid samples for example on a production site | |
FR2666415A1 (en) | DEVICE FOR MEASURING THERMODYNAMIC MEASUREMENTS ON SAMPLES OF SUBSTANCES IN PARTICULAR FROM PETROLEUM ZONES. | |
US20230366798A1 (en) | Analytical apparatus | |
RU175813U1 (en) | A device for determining the saturation pressure of oil and determining the pressure of the beginning of boiling condensate | |
RU2313081C2 (en) | Device to provide automatic natural gas hydrate formation point control | |
RU63936U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING THE PRESSURE OF SATURATED VAPORS, THE CONTENT OF FREE AND DISSOLVED GASES IN OIL AND OIL PRODUCTS | |
Zhou et al. | Small But Powerful Optically: Glass Microcapillaries for Studying Complex Fluids or Biological Systems with Submicrolitre Samples under Harsh Conditions | |
RU2751301C1 (en) | Cell for study of phase equilibrium in gas-liquid system (variants) | |
RU2541378C2 (en) | Method and device for determination of oil-dissolved gas | |
Rogers et al. | Sample-Extrusion Apparatus for High-Pressure Vapor-Liquid Equilibria Compositions and Densities at Pressures up to the Critical | |
RU2807432C1 (en) | Multiphase flowmeter calibration method |