SU966556A1 - Устройство дл определени содержани нефти и твердой фазы в буровом растворе - Google Patents

Description

Изобретение относится к устройствамj предназначенным для анализа жидких и газообразных сред, в частности для определения состава промывочных жидкостей, и может найти применение при контроле состава промывочных жидкостей, которые ⁵ используют для бурения скважин для неф ти и газа.

Известно устройство, содержащее камеру С электронагревателем. В камере yc-_Jfi тановлен стакан, служащий пробоотборником, в котором выполнено отверстие для наполнения испытуемой пробой пр.омывочной жидкости с помощью медицинского шприца.· Камера с пробоотборником подсоединена к холодильнику-конденсатору, заполненному водой. Жидкая фаза из холодильника-конденсатора стекает в мерный цилиндр [1]..

Однако для определения анализа необ- 2( ходима сточная вода, которая не всегда . бывает в полевых условиях, отбор пробы медицинским шприцом вносит погрешность за счет расслоения раствора при всасывании его через малое отверстие, кроме того, шприц быстро изнашивается под действием абразивных частиц. Конструкция камеры такова , что возможность определить только объемные проценты содержания Жидкой фазы, определить общий баланс компонентов взвешиванием невозможно, что увеличивает погрешность при измерениях.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство, содержащее испаритель с фильтром, соединенный трубкой с конденсатором, пробоотборник с крышкой, электронагреватель и мерную кол бу [2]..

Однако устройство обладает недостатками. Для изготовления конденсатора большого объема требуется большой расход цветных металлов, большой расход в эксплуатации фильтрующих элементов (металлической ваты) - на каждое изме·»

9665 рение свой фильтрующий элемент, недостаточно высокая точность определения содержания твердой фазы расчетным методом, недостаточно высокая точность определения содержания углеводородов за j счет ненадежной герметизации соединения пробоотборника; недопустимо большая погрешность определения состава при тем*· пературе окружающей среды более 25 С (до С). 10

Цель изобретения - повышение точности определения за счет герметичности . разъемных соединений, а также экономия цветных металлов. U

Поставленная цель достигается тем, что известное устройство, содержащее испаритель с фильтром, соединенный трубкой с конденсатором, пробоотборник с крышкой, электронагреватель и мерную трубку, снабжено размещенными в испарителе над фильтром и над крышкой уплотнительными кольцами, содержащими отбойники, и выполненными из материала, имеющего коэффициент линейного темпера' ₂$ турного расширения больший, чем у испарителя и крышки, а соприкасающиеся с уплотнительными кольцами поверхности .испарителя и пробоотборника выполнены с острой кромкой.

. Кроме этого, с целью обеспечения работы устройства при температуре окружающей среды до плюс 50^бС, внутренняя . полость конденсатора заполнена гипосульфитом натрия.

⁷ Расположение фильтра и в верхней ³⁵ части испарителя обеспечивает работу внутренней полости испарителя как предварительного фильтра, куда вместе с паром из испытуемого раствора вылетают дисперсные частицы. ⁴⁰

Выполнение конструкции узла, разъемной нарезьбе(пробоотборник, испаритель крышка) Позволяет в процессе измерения контролировать взвешиванием испытуемый буровой раствор до и после эксперимен- ⁴³ та (жидкую и твердую фазы отдельно) и, , таким образом, подсчитывать общий ба- ланс после опыта.

Размещенные в крышке и испарителе уплотнительные кольца с отбойниками 50 обеспечивают герметичность. Особенно велики погрешности от негерметичности углеводородов жидкостей с низким поверхностным натяжением, которые как бы всасываются в имеющиеся щели. От- 55 бойники на кольцах препятствуют постоянному притоку выброшенных на стенку испарителя капель затекать в щели разъ56 емного соединения. Выполнение колец из металла, имеющего больший коэффициент линейного температурного расширения, чем у испарителя и крышки, обеспечивает самоуплотнение при нагреве (испаритель нагревается раньше, чем испытуемая проба промывочной жидкости), а при остывании обеспечивается легкая разборка и <оперативность работы.

Заполнение конденсатора гипосульфитом натрия обеспечивает работу устройства без дополнительной погрешности при температуре окружающей среды до +50°С за счет того, что при температуре +(50 52) С гипосульфит натрия плавится, а на его плавление затрачивается большое количество тепла, тем самым обеспечивается хорошая конденсация воды и углеводородов, кроме того, снижается расход цветных металлов.

На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; в увеличенном масштабе; на фиг. 3 - узел II на фиг. 1 в увеличенном масштабе.

Устройство.состоит из корпуса 1, в котором установлен испаритель 2, закрытый крышкой 3, под которой расположен фильтрующий элемент 4 (металлическая сетка). К нижней части испарителя 2 присоединен пробоотборник 5, куда заливается проба испытуемого бурового раствора, подогреваемого электронагревателем 6. Пробоотборник 5 закрывается крышкой 7 с отверстиями для отсечки определенного объема пробы. Крышка 3 трубкой 8 соединена с конденсатором 9, конденсат стекает в мерную колбу 10. В крышку 3 впаяно уплотнительное кольцо 11, а в испаритель 2 впаяно уплотнительное кольцо 12.

Работает устройство следующим образом .

В пробоотборник 5 заливают пробу исследуемого бурового раствора, взвешивают пробоотборник 5 вместе с испарителем 3 и фильтром 4, а затем включают электронагреватель 6. Жидкая фаза исследуемой промывочной жидкости испаряется, проходя испаритель 2 и фильтр 4, очищается от захваченной твердой фазы и, пройдя по трубке 8, попадает в конденсатор 9, в котором конденсируются пары и конденсат стекает в мерную колбу 10. В мерной колбе 10 вода и нефть разделяются, и по границе раздела определяют объем воды и отдельно объем жидкости углеводородов. После прекращения выделения жидкой фазы нагреватель отключают, устройство охлаждается и про ' 5 . 9665 боотборник вместе с испарителем и фильтром снова взвешивают. Массу жидкой фазы определяют как разность взвешиваний до и после выпаривания. Массу твердой фазы определяют как разность массы после 5 прогрева и массы пустого пробоотборника с испарителем и фильтром. Для подсчета полного баланса определяют также массу испытуемой пробы как разность взвешиваний пробоотборника с буровым раство- 10 ром и пустого'.

Внедрение устройства для определения содержания нефти и твердой фазы на буровых предприятиях позволяет увеличить механическую скорость бурения за счет 1S поддержания содержания твердой фазы в промывочной жидкости на оптимальном уровне, снизить расход нефти для обработки за счет оперативной информации, уменьшить возможность возникновения 20 аварийных ситуаций за счет поддержания рационального состава промывочной жидкости.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к устройствам предназначенным дл  анализа жидких и газообразных сред, в частности дл  определени  состава промывочных жидкостей, и может найти применение при контроле состава промьгеочных жидкостей, которые используют дл  бурени  скважин дл  неф ти и газа. Известно устройство, содержащее камеру с электронагревателем. В камере УС тановлен стакан, служащий пробоотборником , в котором вьшолнено отверстие дл  наполнени  испытуемой пробой пр.омывочной жидкости с помощью медицинского шприца.- Камера с пробоотборником подсоединена к холодильнику-конденсатору, заполненному водой. Жидка  фаза из холодильника-конденсатора стекает в мерный цилиндр .. Однако дл  определени  анализа необходима сточна  вода, котора  не всегда . бывает в полевых услови х, отбор пробы медицинским шприцом вносит погре(шность за счет расслоени  раствора при всасывании его через малое .отверстие, кроме того, шприц быстро изнашиваетс  под действием абразивных частиц. Конструкци  камеры такова, что возможность определить только объемные проценты содержани  Шодкой фазы, определить общий баланс компонентов взвешиванием невозможно , что увеличивает погрешность при измерени х. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому  вл етс  устройство, содержащее испаритель с фильтром, соединенный трубкой с конденсатором, пробоотборник с крышкой, электронагреватель и мерную колбу 2.. Однако устройство обладает неДостетками . Дл  изготовлени  конденсатора большого объема требуетс  большой расход цветных металлов, большой расход в эксплуатации фильтрующих элементов (металлической ваты) - на каждое нзмерение свой фильтрующий элемент, недсютаточно высока  точность определени  с держани  твердой фазы расчетным методом , недостаточно высока  точность определени  содержани  углеводородов за счет ненадежной герметизации соединени  пробоотборника; недопустимо больша погрешность определени  состава при те пературе окружающей среды более 25 С (до 5(ТС). Цель изобретени  - повыщение точнос ги определени  за .счет герметичности . разъемных соединений, а также экономи  цветных металлов. Поставленна  цель достигаетс  тем, что известное устройство, содержащее ис паритель с фильтром, соединенный трубкой с конденсатором, пробоотборник с крьппкой, электронагреЬатель и мерную трубку, снабжено размещенными в испарителе над фильтром и над крышкой уплотнительными кольцами, содержащими отбойники , и выполненными из материала, имеющего коэффициент линейного темпера турного расширени  больший, чем у испа рител  и крышки, а соприкасающиес  с уплотнительными кольцами поверхности .испарител  и пробоотборника выполнены с острой кромкой. Кроме этого, с целью обеспечени  ра боты устройства при температу ре окружающей среды до плюс , внутренн   полость конденсатора заполнена гипосуль фитом натри . Расположение фильтра и в верхней части испарител  обеспечивает работу внутренней полости испарител  как предварительного фильтра, куда вместе с паром из испытуемого раствора вылетают дисперсные частицы. Вьшолнение конструкции узла, разъемной нарезьбеСпробоотборник, испарител крьщ1ка) Позвол ет в процессе измерени  контролировать взващиванием испытуемы буровой раствор до и после эксперимента (жидкую и твердую фазы отдельно) и, таким офазом, подсчитывать ойций баланс после опыта. Размещенные в крышке и испарителе уплотни тельные кольца с отбойниками обеспечивают герметичность. Особенно велики погрешности от негерметичности углеводородов жидкостей с низким поверхностным нат жением , которые как бы всасываютс  в имеющиес  щели. Отбойники на кольцах преп тствуют посто нному притоку выброшенных на стенку испарител  кппель затекать в щели разъемного соединени . Вьшолнение колец из металла, имеющего больший коэффициент линейного температурного расширени , чем у испарител  и крьпцки, обеспечивает самоуплотнение при нагреве (испаритель нагреваетс  раньше, чем испытуема  проба промъточной жидкости), а при остывании обеспечиваетс  легка  разборка и оперативность работы. Заполнение конденсатора гипосульфитом натри  обеспечивает работу 1ртройства без дополнительной погрешности при температуре окружающей среды до +5О°С за счет того, что при температуре +(5О 52 ) С гипосульфит натри  плавитс , а на его плавление затрачиваетс  большое количество тепла, тем самым обеспечиваетс  хороша  конденсаци  воды и углеводородов , кроме того, снижаетс  расход цветных металлов. На фиг. 1 изофажеча схема устройства; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1.. в увеличенном масштабе; на фиг. 3 - узел II на фиг. 1 в увеличенном масиггабе. Ус тройство .СОСТОИТ из корпуса 1, в котором установлен испаритель 2, закрытый крьшдкой 3, под которой расположен фильтрующий элемент 4 (металлическа  сетка). К нижней части испарител  2 присоединен пробоотборник 5, куда заливаетс  проба испытуемого бурового раствора , подогреваемого электронагревателем 6. Пробоотборник 5 закрываетс  крышкой 7 с отверотн ми дл  отсечки определенного объема пробы. Крьпцка 3 трубкой 8 соединена с конденсатором 9, конденсат стекает в мерную колбу 1О. В крьпику 3 впа но уплотнительное кольцо 11, а в испаритель 2 впа но уплотнительное кольцо 12. Работает устройство следующим образом . В пробоотборник 5 заливают пробу исследуемого бурового раствора, взвешивают пробоотборник 5 вместе с испарителем 3 и фильтром 4, а затем включают электронагреватель 6. Жидка  фаза исследуемой промьюочной жидкости испар етс , проход  испаритель 2 и фильтр 4, очищаетс  от захваченной твердой фазы и, пройд  по трубке 8, попадает в конденсатор 9, в котором конденсируютс  пары и конденсат стекает в мерную колбу 1О. В мерной колбе Ю вода и нефть раздел ютс , и по границе раздела определ ют объем воды и отдельно объем жидкости углеводородов. После прекращени  выделени  жидкой фазы нагреватель отключают, устройство охлаждаетс  и пробоотборник вместе с испарителем и фильт ром снова взвешивают. Массу жидкой фаз определ ют как разность взвешиваний до и после вьтаривани . Массу твердой фазы определ ют как разность массы после прогрева и массы TfycTbrpr пробоотборника с испарителем и фильтром. Дл  подсчета полного баланса определ ют также массу испытуемой пробы как разность взвешиваний пробоотборника с буровым раствором и пустого . Внедрение устройства дл  определени  содержани  нефти и твердой фазы на буровых предпри ти х позвол ет увеличить механическую скорость бурени  за счет поддержани  содержани  твердой фазы в промывочной жидкости на оптимальном уровне, снизить расход нефти дл  обработка за счет оперативной информации, уменьшить возможность возникновени  аварийных ситуаций за счет поддержани  рационального состава проК1ь1вочной жидкости . Формула изобретен и-  1. Устройство дл  определени  соаер жани  нефти и твердой фазы в буровом растворе, содержащее испаритель с фи ьт ром, соединённый трубкой с конденсатором, пробоотборник с крьппкой, электронагре;ватель и мерную колбу, о т л и ч а куш е е с   тем, что, с целью повышени  точности определени  за счет герметичности разъемных соединений, оно снабжено размешенными в испарителе над фильтром и над крьшгкой уплотнительными кольцами содержащими отбойники в Bt monненными из материала, имеющет о коэффициент линейного температурного расширени  больший, чем у испарител  в крышкн, а соприкасающиес  с уплотнительными кольцами поверхности испарител  в пробоотборника выполнены с острой кромкой. 2. Устройство по п. 1, отличают е е с   тем, что, с целью обеспечени  работы устройства при температуре окружающей среды до -«-БО С, внутренн   полость конденсатора заполнена гипосульфитом натри . Источники информашга,прин тые во внимание при экспертизе 1.Реферативный научно-технический сборник Автоматизаци  и телемеханика нефт ной промышленности , ВНИИОЗНГ, 1974, №3.
2. 2.Патент США № 2723228, кл.-202-189, 1974.

   /0