RU57821U1

RU57821U1 - INSTALLATION FOR MEASURING THE DEBIT OF OIL WELL PRODUCTS

Info

Publication number: RU57821U1
Application number: RU2006119118/22U
Authority: RU
Inventors: Игорь Евгеньевич Дерингер; Геннадий Александрович Павлов; Валерий Витальевич Котлов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Нефтемаш"
Priority date: 2006-05-31
Filing date: 2006-05-31
Publication date: 2006-10-27

Abstract

Полезная модель относится к нефтедобыче и может быть использована для измерения дебитов продукции нефтяных скважин в системах герметизированного сбора. Задачей предлагаемого технического решения является повышение точности измерений за счет повышения качества сепарации. Это достигается тем, что установка для измерения дебита продукции нефтяных содержит входное устройство гидроциклонного типа, установленное на трубопроводе входа из скважины, сепарационную емкость с газовой линией, снабженную датчиками температуры и избыточного давления, и измерительную емкость, снабженную датчиком гидростатического давления и датчиком температуры, выполненные как единое целое, трубопроводы выхода жидкости и газа, соединенные через переключатель потока с коллектором. Входное устройство гидроциклонного типа выполнено в виде нескольких гидроциклонов, снабженных датчиком перепада давления и запорными элементами, и соединенных между собой параллельно. Производительность каждого из гидроциклонов кратна производительности одного, рассчитанного на максимальную производительность установки. Жидкостная линия гидроциклонов соединена с нижней частью сепарационной емкости. Газовая линия гидроциклонов соединена с газовой линией сепарационной емкости и коллектором через каплеуловитель. В верхней части измерительной емкости установлен распределительный лоток, выполненный в виде усеченного конуса. Между нижней кромкой распределительного лотка и внутренней стенкой измерительной емкости выполнен зазор для отекания жидкости с лотка на стенку измерительной емкости. В верхней части лотка выполнено отверстие для выхода газа. Верхняя кромка распределительного лотка расположена выше нижней стенки сепарационной емкости. 1 н.п. ф-лы, 2 ил.The utility model relates to oil production and can be used to measure production rates of oil wells in pressurized gathering systems. The objective of the proposed technical solution is to increase the accuracy of measurements by improving the quality of separation. This is achieved by the fact that the installation for measuring the oil production rate includes a hydrocyclone type input device installed on the well inlet pipeline, a separation tank with a gas line equipped with temperature and gauge pressure sensors, and a measuring tank equipped with a hydrostatic pressure sensor and a temperature sensor as a whole, liquid and gas outlet pipelines connected through a flow switch to a collector. The input device of the hydrocyclone type is made in the form of several hydrocyclones equipped with a differential pressure sensor and locking elements, and interconnected in parallel. The performance of each of the hydrocyclones is a multiple of the productivity of one, designed for maximum plant performance. The liquid line of hydrocyclones is connected to the bottom of the separation tank. The gas line of the hydrocyclones is connected to the gas line of the separation tank and the collector through a droplet eliminator. A distribution tray made in the form of a truncated cone is installed in the upper part of the measuring vessel. Between the lower edge of the distribution tray and the inner wall of the measuring tank, a gap is made for fluid to flow from the tray to the wall of the measuring tank. At the top of the tray, a gas outlet is made. The upper edge of the distribution tray is located above the lower wall of the separation tank. 1 n.p. f-ly, 2 ill.

Description

Полезная модель относится к нефтедобыче и может быть использована для измерения дебитов продукции нефтяных скважин в системах герметизированного сбора.The utility model relates to oil production and can be used to measure production rates of oil wells in pressurized gathering systems.

Широко известны установки для измерения объемного дебита продукции нефтяных скважин типа «Спутник...», где в емкостном сепараторе продукцию скважины разделяют на жидкость и газ, затем отсепарированные жидкость и газ по отдельным линиям направляют в соответствующие расходомеры (1).Well-known installations for measuring the volumetric flow rate of production of oil wells of the "Sputnik ..." type, where in the capacitive separator the production of the well are divided into liquid and gas, then the separated liquid and gas are sent through separate lines to the corresponding flow meters (1).

Недостатком такого решения является неудовлетворительная информативность, обусловленная невозможностью определять обводненность нефти и массовые значения дебита жидкости. Другим недостатком является низкое качество сепарации, приводящее к увеличению погрешности работы расходомеров из-за наличия газа в жидкой фазе рабочей среды и наоборот - капельной жидкости в газе.The disadvantage of this solution is poor information content, due to the inability to determine the water content of the oil and the mass flow rate of the liquid. Another disadvantage is the low quality of separation, which leads to an increase in the error of the flow meters due to the presence of gas in the liquid phase of the working medium and vice versa - dropping liquid in the gas.

Наиболее близким техническим решением является установка для автоматизированного замера продукции нефтяных скважин, которая содержит входное устройство гидроциклонного типа, установленное на трубопроводе входа из скважины, сепарационную емкость с газовой линией, снабженную датчиками температуры и избыточного давления, и измерительную емкость, снабженную датчиком гидростатического давления и датчиком температуры, выполненные как единое целое, трубопроводы выхода жидкости и газа, соединенные через переключатель потока с коллектором (2).The closest technical solution is the installation for automated measurement of oil well products, which contains a hydrocyclone type input device installed on the well inlet pipe, a separation tank with a gas line equipped with temperature and excess pressure sensors, and a measuring tank equipped with a hydrostatic pressure sensor and a sensor temperature, made as a whole, pipelines for the exit of liquid and gas, connected through a flow switch to the collector m (2).

Недостаток этого решения - недостаточная точность измерений из-за низкого качества сепарации при широком диапазоне дебитов скважин в The disadvantage of this solution is the lack of measurement accuracy due to the low quality of separation with a wide range of well flow rates in

результате узкого диапазона работы входного устройства гидроциклонного типа, рассчитанного на максимальную производительность скважины, а также активного пенообразования на поверхности жидкости в измерительной камере.the result of a narrow range of operation of the input device of the hydrocyclone type, designed for maximum well productivity, as well as active foaming on the surface of the liquid in the measuring chamber.

Задача предлагаемого технического решения - повышение точности измерений за счет повышения качества сепарации.The objective of the proposed technical solution is to increase the accuracy of measurements by improving the quality of separation.

Это достигается тем, что в установке для измерения дебита продукции нефтяных скважин, содержащей входное устройство гидроциклонного типа, установленное на трубопроводе входа из скважины, сепарационную емкость с газовой линией, снабженную датчиками температуры и избыточного давления, и измерительную емкость, снабженную датчиком гидростатического давления и датчиком температуры, выполненные как единое целое, трубопроводы выхода жидкости и газа, соединенные через переключатель потока с коллектором, согласно полезной модели, входное устройство гидроциклонного типа выполнено в виде нескольких гидроциклонов, снабженных датчиком перепада давления и запорными элементами, и соединенных между собой параллельно, причем производительность каждого из гидроциклонов кратна производительности одного, рассчитанного на максимальную производительность установки, при этом жидкостная линия гидроциклонов соединена с нижней частью сепарационной емкости, а газовая линия гидроциклонов соединена с газовой линией сепарационной емкости и коллектором через каплеуловитель, в верхней части измерительной емкости установлен распределительный лоток, выполненный в виде усеченного конуса, причем между нижней кромкой распределительного лотка и внутренней стенкой измерительной емкости выполнен зазор для стекания жидкости с лотка на стенку измерительной емкости, а в верхней части лотка выполнено отверстие для выхода газа, при этом верхняя кромка распределительного лотка расположена выше нижней стенки сепарационной емкости.This is achieved by the fact that in the installation for measuring the production rate of oil wells containing a hydrocyclone-type input device installed on the well inlet pipe, a separation tank with a gas line equipped with temperature and gauge pressure sensors, and a measuring tank equipped with a hydrostatic pressure sensor and a sensor temperatures, made as a whole, pipelines for the exit of liquid and gas, connected through a flow switch with a collector, according to a utility model, the input device The hydrocyclone type is made in the form of several hydrocyclones equipped with a differential pressure sensor and shutoff elements, and connected together in parallel, moreover, the performance of each of the hydrocyclones is a multiple of the capacity of one designed for maximum plant performance, while the liquid line of hydrocyclones is connected to the lower part of the separation tank, and the gas line of the hydrocyclones is connected to the gas line of the separation tank and the collector through a droplet eliminator, in the upper part As part of the measuring container, a distribution tray is made in the form of a truncated cone, and a gap is made between the lower edge of the distribution tray and the inner wall of the measuring container for liquid to drain from the tray onto the wall of the measuring container, and a gas outlet is made in the upper part of the tray, while the upper the edge of the distribution tray is located above the bottom wall of the separation tank.

Выполнение входного устройства гидроциклонного типа в виде нескольких гидроциклонов, снабженных датчиком перепада давления и запорными элементами, и соединенных между собой параллельно, с производительностью кратной от максимальной производительности установки позволяет параллельно включать в работу необходимое для эффективного режима сепарации количество гидроциклонов, что обеспечивает работу установки в широком диапазоне дебитов скважин, тем самым способствует повышению качества сепарации.The implementation of the input device of the hydrocyclone type in the form of several hydrocyclones equipped with a differential pressure sensor and locking elements, and interconnected in parallel with a multiple of the maximum productivity of the installation allows you to simultaneously include the number of hydrocyclones necessary for the effective separation mode, which ensures the operation of the installation in a wide range of flow rates of wells, thereby contributing to an increase in the quality of separation.

Соединение жидкостной линии гидроциклонов с нижней частью сепарационной емкости обеспечивает плавную подачу жидкости под уровень налива, что позволяет исключить волнение жидкости, а также пенообразование на ее поверхности. Это способствует более качественной сепарации без последующего повторного подмешивания газа в жидкость, что позволяет повысить точность измерений.The connection of the liquid line of hydrocyclones with the lower part of the separation tank provides a smooth supply of liquid under the level of filling, which eliminates the excitement of the liquid, as well as foaming on its surface. This contributes to better separation without subsequent re-mixing of the gas into the liquid, which improves the accuracy of the measurements.

Соединение газовой линии гидроциклонов с газовой линией сепарационной емкости и коллектором через каплеуловитель позволяет исключить унос капельной жидкости с газом в коллектор нефтесбора, что обеспечивает более высокую точность измерения.The connection of the gas line of the hydrocyclones with the gas line of the separation tank and the collector through the droplet eliminator eliminates the entrainment of the droplet liquid with gas into the oil collector, which provides higher measurement accuracy.

Установка в верхней части измерительной емкости распределительного лотка в виде усеченного конуса с зазором между нижней кромкой распределительного лотка и внутренней стенкой измерительной емкости для стекания жидкости с лотка на стенку измерительной емкости позволяет осуществлять налив жидкости в измерительную емкость тонкой пленкой по стенке сосуда измерительной емкости, что обеспечивает пленочный режим истечения жидкости без волнения и пенообразования. Отверстие в верхней части лотка позволяет пузырькам свободного газа активно выделяться из жидкости. Это улучшает процесс сепарации, что обеспечивает более высокую точность измерений.The installation of a distribution tray in the form of a truncated cone in the upper part of the measuring container with a gap between the lower edge of the distribution tray and the inner wall of the measuring container for draining liquid from the tray onto the wall of the measuring vessel allows liquid to be poured into the measuring vessel with a thin film on the wall of the measuring vessel, which ensures film mode of fluid flow without agitation and foaming. A hole in the upper part of the tray allows free gas bubbles to be actively released from the liquid. This improves the separation process, which provides higher measurement accuracy.

Расположение верхней кромки распределительного лотка выше нижней стенки сепарационной емкости позволяет газу свободно выходить из The location of the upper edge of the distribution tray above the lower wall of the separation tank allows the gas to freely exit

измерительной емкости, что улучшает сепарацию, тем самым способствует повышению точности измерений.measuring capacity, which improves separation, thereby contributing to increased measurement accuracy.

На фиг.1 изображена предложенная установка, на фиг.2 -распределительный лоток.Figure 1 shows the proposed installation, figure 2 - distribution tray.

Устройство содержит трубопровод входа из скважины 1, входное устройство гидроциклонного типа, выполненное в виде нескольких гидроциклонов 2, датчик перепада давления 3, запорные элементы 4, жидкостную линию гидроциклонов 5, сепарационную емкость 6 с газовой линией 7, распределительный лоток 8, измерительную емкость 15, переключатель потока 16, трубопровод выхода жидкости 17, коллектор 18, трубопровод выхода газа 19, датчик гидростатического давления 20, газовую линию гидроциклонов 21, каплеуловитель 22. Распределительный лоток 8, содержит нижнюю кромку 9 и верхнюю кромку 10, отверстие для выхода газа 11 между нижней 9 и верхней 10 кромками, зазор 12 между внутренней стенкой 13 измерительной емкости 15 и нижней стенкой 14 сепарационной емкости 6.The device comprises an inlet pipe from a well 1, a hydrocyclone type inlet device made in the form of several hydrocyclones 2, a differential pressure sensor 3, shut-off elements 4, a liquid line of hydrocyclones 5, a separation tank 6 with a gas line 7, a distribution tray 8, a measuring tank 15, a flow switch 16, a fluid outlet pipe 17, a manifold 18, a gas outlet pipe 19, a hydrostatic pressure sensor 20, a gas line of hydrocyclones 21, a drip tray 22. A distribution tray 8, contains a lower edge ku 9 and the upper edge 10, outlet for gas 11 between the bottom 9 and the upper edges 10, the gap 12 between the inner wall 13 of the measuring container 15 and bottom wall 14 of the separation tank 6.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Продукция нефтяной скважины подается в трубопровод входа из скважины 1, где общий поток продукции скважины разделяется на несколько примерно равных потоков и поступает во входное устройство гидроциклонного типа, выполненного в виде нескольких гидроциклонов 2. В гидроциклонах 2 происходит интенсивное отделение жидкости от газа. Перепад давления на входе и выходе гидроциклонов 2 контролируется датчиком перепада давления 3, по показаниям которого оценивается режим работы гидроциклонов 2. В случае недостаточной величины перепада давления между входом и выходом гидроциклонов 2 их необходимое количество выключается из работы с помощью запорных элементов 4. Отделенная в гидроциклонах 2 от газа жидкость поступает по жидкостной линии 5 гидроциклонов 2 в сепарационную емкость 6, где происходит окончательное отделение жидкости от газа. Затем жидкость по нижней Oil well products are fed into the inlet pipeline from well 1, where the total well production stream is divided into several approximately equal flows and enters the hydrocyclone type input device, made in the form of several hydrocyclones 2. In hydrocyclones 2, the liquid and gas are intensively separated. The differential pressure at the inlet and outlet of hydrocyclones 2 is controlled by a differential pressure sensor 3, according to the testimony of which the operating mode of hydrocyclones is estimated 2. In the event of insufficient pressure drop between the inlet and outlet of hydrocyclones 2, their required number is turned off from operation by means of shut-off elements 4. Separated in hydrocyclones 2 from gas, liquid flows through a liquid line 5 of hydrocyclones 2 to a separation vessel 6, where the final separation of the liquid from the gas takes place. Then the liquid on the bottom

стенке 14 сепарационной емкости 6 попадает на распределительный лоток 8, который равномерно распределяет поток жидкости по всей поверхности внутренней стенки 13 измерительной емкости 15. При наполнении жидкостью измерительной емкости 15 переключатель потока 16 устанавливается в положение, которое перекрывает трубопровод выхода жидкости 17, соединенный с коллектором 18, и одновременно открывает выход газа из сепарационной емкости 6 по трубопроводу выхода газа 19, соединенному с коллектором 18. Уровень жидкости в измерительной емкости 15 поднимается от нижней мембраны датчика гидростатического давления 20 до верхней мембраны, заполняется калиброванный объем, одновременно ведется учет времени заполнения. По показаниям приборов вычисляется массовый и объемный расход жидкости.the wall 14 of the separation vessel 6 enters the distribution tray 8, which evenly distributes the fluid flow over the entire surface of the inner wall 13 of the measurement vessel 15. When the measurement vessel 15 is filled with liquid, the flow switch 16 is set to a position that closes the liquid outlet pipe 17 connected to the manifold 18 , and simultaneously opens the gas outlet from the separation tank 6 through the gas outlet pipe 19 connected to the manifold 18. The liquid level in the measuring tank 15 raises from the lower membrane of the hydrostatic pressure sensor 20 to the upper membrane, the calibrated volume is filled, and the filling time is recorded at the same time. According to the readings of the devices, the mass and volumetric flow rate of the liquid is calculated.

Отделенный от жидкости газ в гидроциклонах 2 и сепарационной емкости 6 поступает по газовой линии гидроциклонов 21 и газовой линии 7 сепарационной емкости 6 в каплеуловитель 22, где происходит отделение капельной жидкости от газа. Отделенная от газа жидкость поступает обратно в сепарационную емкость 6, а очищенный газ свободным потоком по трубопроводу выхода газа 19 уходит в коллектор 18. Измерение дебита по газу происходит при опорожнении измерительной емкости 15. При измерении газа переключатель потока 16 устанавливается в положение, которое открывает трубопровод выхода жидкости 17, а трубопровод выхода газа 19 перекрывается. Увеличивающийся объем газа вытесняет жидкость из измерительной емкости 15, уровень жидкости при этом падает от верхней до нижней мембраны датчика гидростатического давления 20, одновременно ведется учет времени вытеснения. По показаниям приборов вычисляется объемный расход газа.The gas separated from the liquid in the hydrocyclones 2 and the separation vessel 6 enters through the gas line of the hydrocyclones 21 and the gas line 7 of the separation vessel 6 to the drip trap 22, where the droplet liquid is separated from the gas. The liquid separated from the gas flows back into the separation vessel 6, and the purified gas flows through the gas outlet pipe 19 into the collector 18 by free flow. The gas production rate is measured by emptying the measuring vessel 15. When measuring gas, the flow switch 16 is set to the position that opens the pipeline liquid outlet 17, and the gas outlet pipe 19 is closed. The increasing volume of gas displaces the liquid from the measuring vessel 15, the liquid level falls from the upper to the lower membrane of the hydrostatic pressure sensor 20, at the same time, the displacement time is taken into account. According to the readings of devices, the volumetric gas flow is calculated.

Затем цикл измерения повторяется.Then the measurement cycle is repeated.

Применение предложенного технического решения позволит повысить точность измерений в широком диапазоне дебитов продукции нефтяных скважин.Application of the proposed technical solution will improve the accuracy of measurements in a wide range of production rates of oil wells.

Claims

Installation for measuring the production rate of oil wells, containing a hydrocyclone-type input device installed on the well inlet pipeline, a separation tank with a gas line, equipped with temperature and gauge pressure sensors, and a measuring tank equipped with a hydrostatic pressure sensor and a temperature sensor, made as a whole , fluid and gas outlet pipelines connected through a flow switch to a collector, characterized in that the hydrocyclone-type input device made in the form of several hydrocyclones equipped with a differential pressure sensor and locking elements, and interconnected in parallel, and the performance of each of the hydrocyclones is a multiple of the productivity of one designed for maximum plant performance, while the liquid line of the hydrocyclones is connected to the lower part of the separation tank, and the gas line hydrocyclone is connected to the gas line of the separation tank and the collector through a droplet eliminator, in the upper part of the measuring tank A distribution tray made in the form of a truncated cone was installed, and a gap was made between the lower edge of the distribution tray and the inner wall of the measuring tank for fluid to flow from the tray to the wall of the measuring tank, and a gas outlet was made in the upper part of the tray, while the upper edge of the distribution tray located above the bottom wall of the separation tank.