SU1382941A1 - Устройство дл исследовани процесса вытеснени нефти из образцов пористых пород - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к нефтедобывающей пром-ти и предназначено дл  лабораторных исследований добычи нефти в различных услови х. Цель изобретени  - обеспечение возможности изменени  перепада давлени  жидкости непосредственно в процессе исследовани . Дл  этого приспособление дл  изменени  перепада давлени  выполнено в виде втулок 49-51 и 58 - 61, закрепленных через одну на поршне 48 и крьшпсе 57 корпуса. Свободные концы втулок, закрепленных на крышке 57, установлены по скольз щей посадке относительно втулок, закрепленных на поршне 48, и с перекрытием полостей 53 - 56 между втулками. Кол-во полостей равно кол-ву втулок и кажда  полость 53 - 56 через органы подачи и слива жидкости подключена либо к магистрали низкого давлени , либо к сливу. При исследовании процесса вытеснени  нефти из образца пористой среды методом посто нного перепада давлени  разность давлений  вл етс  посто нной величиной и определ етс  кол-вом полостей што- ковой части порЕ .н  48, заполненных маслом под давлением. При подаче масла под давлением в полости 53 - 56 и 62 - 64 разность давлений будет минимальной, а при подаче в полость 56 - максимальной, 2 ил € С

Description

«

«J i

« 9x aУfSSfгsssfsyefff sгeJfv

/. ,i.j,,l,,A,,t,l,l.J,.L. f7

Ыш7/Шу/т /м

-Л/./.J / Л /. -1 r - f- м..:/: ;х а; :г- v/-i ,1, ,. I I j (,У ЛУ У - - }

Xi

./../. w

/ АчУ

JIL

llS

/ Л /. -1 r - f- ;х а; :г- v/-i ,1, ,. I j (,У ЛУ У - - }

Xi

./../. w

/ АчУ

JIL

77

Изобретение относитс  к лабораторным устройствам дл  изучени  процесса вытеснени  нефти в различных услови х из образцов горных пород, вз тых из нефт ного пласта.

Целью изобретени   вл етс  обес- печение возможности применени  перепада давлени  непосредственно в процессе исследовани .

На фиг о 1 представлена принципиальна  схема устройства дл  исследовани  процесса вытеснени  нефти; на фиг. 2 - конструкци  мультипликатора с измен емой в процессе работы эффективной площадью поршн . I Устройство состоит из камеры 1 с выходным 2 и входным 3 каналами, пористой среды 4, мультипликатора 5 давлени , индикатора 6 влажности, гидравлических линий 7 - 12, регулируемого дроссел  13, гидроцилиндра Н с измерительной рейкой, зубчатого редуктора 15, лампочки 16, диска 17, фотодиода 18, гидравлических линий 19 - 21, двухпозиционнык золотниковых распределителей 22- 25 с

рои устанавливаетс  регулируемьш дроссель 13, Другое выходное отверстие гидроцилиндра соедин етс  с зо лотником 23 посредством линии 19.

Полость низкого давлени  мультипликатора 5 соедин етс  с напорной линией 20 и сливной линией 12 источника низкого давлени  посредством

10 линий 20 и 21, золотника 22 и линий 10 и 9;

Обе стороны полости низкого давлени  мультипликатора 5, разделенные поршн ми, шунтируютс  лини ми 32 и

15 33 с золотником 25, которые подключены соответственно к лини м 9 и 10. Права  полость высокого давлени  мультипликатора 5 подсоедин етс  к входу камеры высокого давлени  по20 средством линии 8 через золотник 23, линии 28 с регулируемым дросселем 31 через промежуточные баки 37 - 39 и линий 40-42.

Лева  полость высокого давлени 

25 ,мультипликатора 5 давлени  подсоедин етс  к выходу камеры высокого давлени  посредством линии 7 через золот

: электромагнитным управлением, гидрав- ник 23 и далее через линии 19 и 11. лических линий 26-30, регулируемого Лева  и права  полости высокого дроссел  31, гидравлических линий 32-30 давлени  мультипликатора 5 шунтируI 36, промежуточньк баков 37 - 39 со- ютс  лини ми 29 и 30 через -золотник

ответственно дл  масла, воды (с электрообогревом ) и реагентов (с электро обогревом) и линий 40 - 42,

Входной канал 2 камеры 1 высокого 5 давлени  лини ми 41 и 42 подсоединен к промежуточным бакам 37 - 39 заполн емым из вспомогательных емкостей (не показаны) по лини м 36, 35 и 34 соответственно.40

Входной канал 3 камеры соединен линией 11с правой полостью (входом) измерительного гидроциликдра 14. На линии 11 непосредственно у выхода камеры установлен индикатор 6 влажности , автоматический отмечающий количественное содержание влаги в вы.тесн емой нефти, шток гидроцилинд; ра кинематически св зан с редуктором 15, вращакшщм диск 17 с отверстием, Источник 16 света устанавливаетс  напротив диска на одной оптической оси с фотодиодом 18J наход щимс  по другую сторону диска.

Одно из вы :одных отверстий гидро- цилишдра соедин етс  со сливным баком источника низкого давлен   посредством сливной линии 12, на кото45

50

24, которые подсоединены соответственно к лини м 8 и 7,

Мультипликатор 5 (фиг„2)  вл етс  многоступенчатым преобразователем давлени  двойного действи  с разделенным поршнем и двум  цилиндрами высокого давлени  и состоит из крышки 43 со штуцером 44 дл  подсоединени  к магистрали низкого давлени  поршневой полости 45 корпуса 46, внутри которого установлены ступенчатые поршни 47 и 485 обращенные больпсими ступен ми друг к другу. На поршне 48 со стороны его поршневой полости установлены и закреплены втулки 49 515 образуншще ме щ.у собой , корпусом и штоком 52 концектри- ческие полости 53 - 56 На второй крьшже 57 закреплена с, перекрытием относительно втулок поршн  втора  группа втулок 58 - 61 с образованием полостей 62 - 64, Крышка 57 и недод- вшкна  гр-уппа втулок снабжены кана- ЛЕШ, св заннъ2 1 с органами; 65 - 7-1 уттравлени ,, при помощи которьс : полости могут сообщатьс  с магистралькз низкого давлени  или со сливом

рои устанавливаетс  регулируемьш дроссель 13, Другое выходное отверстие гидроцилиндра соедин етс  с золотником 23 посредством линии 19.

Полость низкого давлени  мультипликатора 5 соедин етс  с напорной линией 20 и сливной линией 12 источника низкого давлени  посредством

линий 20 и 21, золотника 22 и линий 10 и 9;

Обе стороны полости низкого давлени  мультипликатора 5, разделенные поршн ми, шунтируютс  лини ми 32 и

33 с золотником 25, которые подключены соответственно к лини м 9 и 10. Права  полость высокого давлени  мультипликатора 5 подсоедин етс  к входу камеры высокого давлени  посредством линии 8 через золотник 23, линии 28 с регулируемым дросселем 31 через промежуточные баки 37 - 39 и линий 40-42.

Лева  полость высокого давлени 

,мультипликатора 5 давлени  подсоедин етс  к выходу камеры высокого давлени  посредством линии 7 через золотютс  лини ми 29 и 30 через -золотник

5 0

5

0

24, которые подсоединены соответственно к лини м 8 и 7,

Мультипликатор 5 (фиг„2)  вл етс  многоступенчатым преобразователем давлени  двойного действи  с разделенным поршнем и двум  цилиндрами высокого давлени  и состоит из крышки 43 со штуцером 44 дл  подсоединени  к магистрали низкого давлени  поршневой полости 45 корпуса 46, внутри которого установлены ступенчатые поршни 47 и 485 обращенные больпсими ступен ми друг к другу. На поршне 48 со стороны его поршневой полости установлены и закреплены втулки 49 515 образуншще ме щ.у собой , корпусом и штоком 52 концектри- ческие полости 53 - 56 На второй крьшже 57 закреплена с, перекрытием относительно втулок поршн  втора  группа втулок 58 - 61 с образованием полостей 62 - 64, Крышка 57 и недод- вшкна  гр-уппа втулок снабжены кана- ЛЕШ, св заннъ2 1 с органами; 65 - 7-1 уттравлени ,, при помощи которьс : полости могут сообщатьс  с магистралькз низкого давлени  или со сливом

(фиг,1). Полость 56 через канал 72 сообщена с полостью 73, расположенной между поршн ми 47 и 48, Цилиндры 74 и 75 высокого давлени  закреплены на крьшках 43 и 57 корпуса мультипликатора и снабжены штуцерами 76 и 77 дл  подключени  к магистрал м 11 и 42 высокого давлени .

Устройство работает следующим образом.

Перед началом исследовани  вытеснени  нефти промежуточные баки 37 - 39 при открытых вентил х на лини х 34 - 36 и закрытых вентил х на лини х 28 и 40 - 42 заполн ютс  соответственно маслом, водой и реагентом из емкостей (не показаны) под самотеком. Камера 1 высокого давлени , предварительно заполненна  пористой средой, ивдикатор 6 влажност права  полость измерительного гидроцилиндра 14 и линии 11 и 42 заполн ютс  нефтью из вспомогательного бака (не показан) до тех пор, пока нефть не покажетс  из контрольного вентил  на гидроцилиндре (не показан ) о Мультипликатор 5, лева  полость измерительного гидрощшиндра 14, золотники 22 - 25 управлени  и линии 7 - 10, 12, 19 - 21, , 32 и 33 заполн ютс  маслом от источника низкого давлени .

, Вентили на лини х 42 и 11 закрывают и подключают камеру 1 высокого давлени  к вакузт -насосу (не показан ) , включа  одновременно электрообогрев камеры и промежуточных баков- , После вакуумировани  вакуум- насос отключают и модель нефт ного пласта готова к исследовани м.

При исследовании процесса вытеснени  нефти из пористой среды методом посто нного перепада давлений по концам образца порйнн мультипликатора 5 ( фиг с. 1) предварительно устанавливают в исходное положение (фиг.2). При открытых вентил х на лини х 11,12,19,28 и 40 - 42 и закрытых вентил х на лини х 34 - 36 включают источник низкого давлени  и перевод т золотники 22 и 23 из нейтрального положени  вправоо При этом масло из линии 20 через линию 10 заполн ет в мультипликаторе 5 через орган 65 управлени  и канал 72 часть штоковой полости поршн  48 и межпоршневую полость 73, Под давлением мас

0

5

е

10

15

0

5

0

5

0

ла пор дка 100 ктс/см поршень 48 занимает крайнее левое положение, при этом шток-плунжер поршн  47 через штуцер 76 цилиндра 74 высокого давлени  вытесн ет масло из полости цилиндра 74 высокого давлени  в линию 8 (при этом полости 53 - 55 и 62 - 64 при помощи органов 66-71 управлени  соедин ютс  через линию 27 с баком источника давлени ). Так как давление, усиливаемой мультипликатором 5, пропорционально отношению эффективной площади поршн , то давление , развиваемое мультипликатором 5 со стороны поршн  47, во столько раз больше давлени , развиваемого им же со стороны поршн  48, во сколько раз эффективна  площадь поршн  47 больше эффективной площади поршн  48.

При исследовании процесса вытеснени  нефти из образца пористой среды методом посто нного перепада давлени  разность давлений  вл етс  посто нной величиной и определ етс  количеством полостей штоковой части поршн  48, заполненных маслом под давлением. При подаче масла под давлением во все полости 53 - 56 и 62 - 64 разность давлеш-ш минимальна, при подаче только в полость 56 - максимальна . Масло,вытесн емое поршнем 47 а золотник 22 и из него по линии 21, сливаетс  в бак источника давлени  (не показан). Масло, вытесн емое шток - плунжером поршн  47 из штуцера 76, по линии 8 попадает в золотник 23, из него по линии 28 в промежуточный масл ньй бак 37. Масло из бака 37 попадает по линии 40 в верхнюю часть бака 38, вытесн   из него воду по линии 42 на вход камеры высокого давлени  (если требую Гс  иные вытесн юпрте среды, масло подают в верхнюю часть промежуточного бака 39, вытесн   соответственно реагент в камеру высокого давлени ). В то же врем  масло, вытесн емое шток-плунЖе- ром поршн  48, через штуцер 77 и линию 7 попадает в золотник 23, который направл ет его по линии 19 в масл н ую полость грщроцилиндра 14 дл  подпора вытесн емой из камеры высокого давлени  среды. Из гидроцилиндра масло через дроссель 13 по линии 12 сливаетс  в бак источника низкого давлени 51

В конце рабочего хода срабатывает микроныключатель (не показан), кого- рый за№.1кает электрическую цепь электромагнитов золотников, при этом золотники 22 и 23 возвращаютс  в нейтральное положение, а золотники 24 и 25 передвигаютс  вправо. Масло из источника низкого давлени  по лини м 20 и 26 направл етс  в золотник 24, от него по лини м 30 и 7 через штуцер 76 в цилиндр 75 высокого давлени  fyльтишшкaтopa, перевод  поршень 47 в крайнее левое положение

автоиати шски производитс  непрерывный замер объемной скорости вытесненной среды следующим образом.

Под действием разности равнодействующих сил давлени  вытесненной среды и масла из мультипликатора поршень гидроцилиндра 14 со штоком и прикрепленной к нему зубчатой рейкой выдвигаетс  из гидроцилиндра, привод во вращение повышанщий зубчатый редуктор 15 и св занный с ним диск 17 с отверсти ми. Лучи света от электролампочки .16, попада  через

осуществл   промежуточный ход зар д отверстие в диске на поверхность фоки мультипликатора. При этом масло, вытесн емое из полости цилиндра 74 высокого давлени  через штуцер 76, по линии 8 направл етс  в золотник 24, а из него - по линии 27 на слив 20 в бак источника низкого давлени .

- В то же врем  масло, из штоковой полости поршн  47 перетекает в штоко- вую полость поршн  48 по лини м 9, 32, 33 и 10 через золотник 35. По 25 о йарьировать путем изменени  зффек окончании хода влево срабатьшает кон- тивной площади поршн  48, дл  этого

тодиода 18, уменьшают его.сопротив- лейие в непровод щем направлении во много раз, что обусловливает возникновение тока в измерительной цепи, которьй усиливаетс  и подаетс  на специальное записьшающее устройство (не показано)

Величину перепада давлени  дл  каждого отдельного эксперимента можтакт второго конечного микровыключател  (не показан),, который замыкает электрическую цепь электромагнитов

на перемешение золотников 24 и 25 :& левое положение. При этом масло эт источника низкого давлеш-ш по ли- 1гзд м 20 и 26 направл етс  в золотник 24 и откуда по 29 и 8 подает- сн через штуцер 76 в полость 74 высокого давлени , перемеща  сомкнутые поргаки 47 и 48 в среднее положение, фиксируемое коиирной линейкой(не по- гсазана) и конечк& м мк-жровыключателем который переводит золотники 25 и 24 Е нейтральное положе ше, И-Тасло из полости 75 (высокого давлени , вытесн емое шток-плунжером поршн  48 по лини м 7, 27 и 12, через золотник 24 попадает в с,швной бак. В то же врем  масло из штоковой полости порго н  48 перетекает в штоковую полость поршн  47 по лини м 10, 33, 32 и 9 через золотнк ; 25. Мультипликатор зар жен к следукщему рабочему циклу, Зьтг-есн ема  по .пинки 11 из камеры высокого давлени  жидкость первоначально проходит через индикатор 6 влажности, где каким-либо из извест-  ых способов измерени  влажности .определ етс  процентное содержание влаги или реагента в вытесненной неф VH. Затем вытесненна  жидкость попадает в полость гидроцилиндра 14, где

отверстие в диске на поверхность йарьировать путем изменени  зффек тивной площади поршн  48, дл  этого

тодиода 18, уменьшают его.сопротив- лейие в непровод щем направлении во много раз, что обусловливает возникновение тока в измерительной цепи, которьй усиливаетс  и подаетс  на специальное записьшающее устройство (не показано)

Величину перепада давлени  дл  каждого отдельного эксперимента мож0

5

0

поршень 48 снабжаетс  втулками 49 - 515 а крьшпса 57 корпуса мультипликатора установленными с перекрытием относительно втулок 49-51 втулками 58-61 с органами 65 - ,71 управлени . Сообща  при помощи последних полости 53 - 56 и 62 - 64 либо с источником низкого давлени , либо со сливным баком., можно измен ть перепад давлени  непосредственно в ходе проведени  эксперимента, что невозможно в известном устройстве. Это повьш1ает производительность труда при работе с пред,лагае} Гым устройством .

При исследовании образца породы из нефт ного пласта методом посто н- . ных объемных скоростей прокачиваемой

с жидкости поршни мультипликатора предварительно устанавливают в крайнем левом положен1ги и концевой микровыключатель выключают.

При открытых вентил х на лини х 28, 40 42j 11 и 19 и закрытых вентил х на лини х 12 и 34 - 36 включают источник низкого давлени  и перевод т золотники 22 и 23 ий нейтраль- ного положени  влево о Масло из линии 20 через золотник 22 и линию 9 че рез штуцер 44 подаетс  в штоконую

полость поршн  47, передвига  сомкнутые поршни 47 и 48 влево о При этом масло из штоковой полости поршн  47

вытесн етс  через орган 65 управлени по лини м 10 и 20 через золотник 22 в сливной бак источника низкого давлени . Масло, вытесн емое под высо- ким давлением из цилиндра 75 через штуцер 77, подаетс  в линии 7 и 28,

через золотник 23 в промежуточный масл ный бак 37 и оттуда по линии 40 поступает в верхнюю часть промежуточ ного бака 38 (или 39), вытесн   жидкость по линии 42 в камеру высокого давлени . Вытесненна  жидкость за единицу времени, по объему равна  жидкости, прокачиваемой в камеру вы- сокого давлени , поступает по линии 11 через индикатор 6 влажности в полость гидроцилиндра 14, Под давлением вытесненной жидкости поршень гидроцилиндра 14 передвигаетс - и выте- сн ет масло из полости по лини м 19 и 8 через золотник 23 в полость цилиндра 74 высокого давлени  через штуцер 76, заполн   ее увеличивающийс  при движении поршней объем. Дроссель 31 на линии 28 служит дл  регулЯрова ни  величины объемной скорости прокачиваемых жидкостей.

Вьщвигающийс  шток гидроцшшндра - 14 совместно с устройством 15 - 18 измерени  объема вытесненной жидкости в функции времени аналогичен вьздвигающемус  штоку в процессе вьг- теснени  жидкостей методом посто нного перепада давлени .

В конце рабочего хода копирна  линейка (не показана) нажимает на контакт кольцевого микровьпслючател , которьй возвращает золотники 22 и 23 в нейтральное положение и передвигает золотник 24 вправо, а золотник 25 влево. Масло- от источника низкого давлени  начинает поступать по лини м 26, 30 и 7 через золотник 24

в полость цилиндра 75 через отверстие j перепада давлени  выполнено в виде

диска 17, передвига  поршни мультипликатора со шток-плунжерами в исходное правое положение. При этом масло из полости цилиндра 74 через штуцер 76 по лини м 8, 29, 27 и 20 через золотник 24 вытесн етс  в сливной бак о

Одновременно масло из штоковой полости поршн  47 перетекает в штоко- вую полость поршн  49 по лини м 9, 33, 32 и 10 через золотник 25. В конце зар дки копирна  линейка нажи50

55

втулок, закрепленных через одну на поршне и крьшпсе корпуса, причем сво бодные концы втулок, закрепленных на крьшпсе корпуса, установлены по скольз щей посадке относительно вту лок, закрепленных на поршне, и с пе рекрытием полостей между втулками, при этом количество полостей равно количеству втулок, а кажда  полость через органы подачи и слива жидкост подключена либо к магистрали низког давлени , либо к сливу.

5 0 5

(

5

0

.мает на контакт конечного микровыключател , который переводит золотники 24 и 25 в нейтральное положение Мультипликатор зар жен к следующему рабочему ходу.

На камере высокого давлени , мультипликаторе , промежуточных баках, гидроцилиндре и в других узлах устанавливаютс  контрольно-измерительные приборы (не показаны) - манометры, вакуумметр, электроконтактные термометры , служащие автоматизации и безопасности процесса вытеснени  жидкостей из камеры высокого давлени .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  исследовани  процесса вытеснени  нефти из образцов пористых пород, включающее испытательную камеру с входным и выходным каналами дл  размещени  в ней пористого образца, механизм создани  давлени  и прокачки жидкости через образец , выполненньй в виде мультипликатора , в корпусе которого размещены два ступенчатых поршн , обращенных большими ступен ми друг к другу и образующих с корпусом штоковые полости низкого и высокого давлений, приспособление дл  изменени  перепада давлени , установленное на одном из ступенчатых поршней мультипликатора , причем штоковые полости низкого давлени  подсоединены к сливу, а штоковые полости высокого давлени  подсоединены к входному и выходному каналам камеры, органы подачи и слива жидкости в мультипликатор, отличающеес  тем, что, с целью обеспечени  возможности изменени  перепада давлени  жидкости непосредственно в процессе исследовани , приспособление дл  изменени 

   втулок, закрепленных через одну на поршне и крьшпсе корпуса, причем свободные концы втулок, закрепленных на крьшпсе корпуса, установлены по скольз щей посадке относительно втулок , закрепленных на поршне, и с перекрытием полостей между втулками, при этом количество полостей равно количеству втулок, а кажда  полость через органы подачи и слива жидкости подключена либо к магистрали низкого давлени , либо к сливу.