SU1104256A1

SU1104256A1 - Arrangement for measuring well production rate

Info

Publication number: SU1104256A1
Application number: SU823527255A
Authority: SU
Inventors: Фануз Нуретдинович Нафиков
Original assignee: Nafikov Fanuz N
Priority date: 1982-12-23
Filing date: 1982-12-23
Publication date: 1984-07-23

Abstract

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕБИТА СКВАЖИН, содержаща горизонтальный сепаратор с цилиндрическим поплавком, св занЬм с заслонкой на газовой линии, регулирующий клапан, установленный на нефт ной линии, и счетчик жидкости, отличающа с тем, что, с целью повышени точности измерени Дебита малодебитных скважин и повышени надежности работы установки, поплавок в нижнем фиксированном положении установлен по высоте, равной 1/6 диаметра сепаратора, при этом продольные оси сепаратора и поплавка параллельны . вй ап р1. INSTALLATION FOR MEASURING WELLNESS DEBIT, containing a horizontal separator with a cylindrical float connected to a gas line valve, a control valve installed on the oil line, and a liquid meter, characterized in that, in order to improve the accuracy of measuring the flow rate of marginal wells and increase the reliability of the installation, the float in the lower fixed position is set at a height equal to 1/6 of the diameter of the separator, while the longitudinal axis of the separator and the float are parallel. vy ap p

Description

2. Установка по п. 1, о т л н - заполнен чающа с тем, что поплавок лением.2. Installation under item 1, about tl n - filled with the fact that the float tank.

азотом с заданным дав-.nitrogen with a given pressure.

Изобретение относитс к нефтедобывающей промышленности и может быть применено в системах грУппового сбора нефти и газа,The invention relates to the oil industry and can be applied to systems for collecting oil and gas,

Известны установки дл измерени дебита скважины, состо щие из сепаратора с регул тором уровн , взаимосв занным с пневматическим клапаном на нефт ной линии, счетчика жидкости и регул тора давлени на газовой линии с 1 Зв указанной установке необходи .мость поддержани перепада избыточного давлени газа между газовой полостью сепаратора и общим коллектором , используемого в качестве источника энергии дл управлени мембранным пневматическим клапаном, создает дополнительные требовани к параметрам попутного газа. В частности , давление газа в сепараторе . должно быть посто нным при любых пульсаци х попутного газа, поступающего из скважины, подключенной на измерение. Во врем вытеснени жидкости из сепаратора по расчетному значению уровн в нем подходит момент закрыти пневматического клапана . Если этот момент совпадает с моментом впадина давлени в дина.ми ке пульсирующего потока жидкости скв жины, может оказатьс , что энерги (величина давлени ) дл срабатывани (закрыти ) пневматического клапана недостаточна, в результате чего вьща ливаетс расчетна гидравлическа подушка с дна сепаратора. В дальнейшем непосредственно через счетчик уже посто нно вытесн етс газонефт на смесь, т.е. работа установки из импульсного (дискретного) режима перекодит в посто нное вытеснение (аналоговое ) , что приводит к большой ПО1- решности в измерени х.There are well known facilities for measuring well production, which consist of a separator with a level regulator interconnected with a pneumatic valve on the oil line, a liquid meter and a pressure regulator on the gas line with 1 Sv of this installation, and the need to maintain an excess gas pressure differential between gas the cavity of the separator and the common collector used as an energy source for controlling the diaphragm pneumatic valve creates additional requirements for the associated gas parameters. In particular, the gas pressure in the separator. must be constant for any pulsations of associated gas coming from a well connected to the measurement. During the displacement of fluid from the separator, it is appropriate for the moment when the pneumatic valve closes, based on the calculated level value. If this moment coincides with the moment of pressure depression in the dymi of the pulsating fluid flow from the well, it may turn out that the energy (pressure value) for actuation (closing) of the pneumatic valve is insufficient, as a result of which the calculated hydraulic cushion is poured from the bottom of the separator. In the future, directly through the meter, gas-oil is constantly being forced out to the mixture, i.e. The operation of the installation from the pulse (discrete) mode recodes to a constant displacement (analog), which leads to a large PO1-resolution in the measurements.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс устройство дл измерени дебита скважин, содержащее сепаратор с поплавком, св занным с заслонкой по газовой линии, регулирующий клапан , установленный на нефт ной линии и счетчик жидкости Г2.Closest to the present invention is a device for measuring the flow rate of wells, containing a separator with a float connected to a gas line gate, a control valve installed on the oil line and a G2 liquid meter.

Недостатком известного устройства вл етс то, что при измерении продукции малодебитных скважин с низкими газовыми факторами данна система из импульсного режима работы переходит в аналоговую, так как тарелка мембранного клапана останавливаетс в промежуточном положении (зависает). Накопление перепада избыточного давлени настолько мало, что вытеснение жидкости идет в таком темпе, при котором показани занижаетс до 60%, т.е. его работа происходит в зоне нечувствительности счетчика .A disadvantage of the known device is that when measuring the production of low-yield wells with low gas factors, this system switches from a pulsed mode of operation to an analog one, since the diaphragm valve disc stops at an intermediate position (hangs). The accumulation of overpressure differential is so small that the liquid is expelled at a rate at which the reading is lowered to 60%, i.e. his work takes place in the dead zone of the meter.

Кроме того, установка оборудована газовой заслонкой пластинчатого типа , котора вл етс одним из злемен:тов след щей системы, включающей в себ также поплавок, управл емый динамикой жидкости в сепараторе.In addition, the installation is equipped with a plate-type gas damper, which is one of the following elements: a follow-up system, which also includes a float controlled by the fluid dynamics in the separator.

При поступлении в сепаратор газонефт ной смеси поплавок через рычажную систег у воздействует на заслонку на газовой линии (в данном случае прикрывает). Конструкиц установки и поплавковой системы такова, что жидкость начинает контактировать непосредственно с поплавком только тогда, когда уровень ее достигает половины геометрических размеров сепаратора. Если учесть, что сепаратор представл ет собой горизонтально расположенную емкость диаметром 1200 мм и длиной 2500 мм, то зеркало жидкости, при котором поплавок начинает управл ть работой газовой заслонки, наибольшее , т.е. получаетс , что соотношение приращени уровн к приращению производительности скважины наименьшее , а потому и приращение угла поворота заслонки на газовой линии наименьшее по сравнению с возможными уровн ми жидкости, где поплавок не взаимодействует с последней. Мало приращение уровн приводит к медленному закрытию заслонки, т.е. к постепенному уменьшению проходного сеча ни газовой заслонки, -а соответствен но, к медленному росту перепада избы точного давлени газа в полости сепа ратора, особенно на малодебитных скважинах, необходимого дл срабатывани мембранного клапана, В известных установках при сравни тельно небольшом объеме поплав.ка, вес которого большой и поэтому конст руктивно часть веса компенсируетс весом груза, устанавливаемого на . противоположном (наружном) конце рычага , что уменьшает момент поплавка в динамике, последне е в свою очередь приводит к неплотному закрытию заслонки на газовой линии. Кроме того,при существующей схеме размещени поплавка в сепараторе поплавок начинает реагировать на изменение уровн только тогда, когда больша часть поплавка уйдет в жидкость , из-за чего инерционность системы повышаетс . Цель изобретени - повышение точности измерени дебита малодебитных скважин-и повышение надежности работы установки. Поставленна цель достигаетс тем, что в установке дл измерени дебита скважин, содержащей горизонтальный сепаратор с цилинлрическим поплавком, св занным с заслонкой на газовой линии, регулирующий клапан, установленный на нефт ной линии, и счетчик жидкости, поплавок в нижне фиксированном положении установлен на высоте, равной 1/6 диаметра сепаратора , при этом продольные оси сепаратора и поплавка параллельны. Кроме того, поплавок заполнен азо том с заданным давлением. На фиг. 1 изображен технологический узел измерительной установки; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Установка состоит из сепаратора поплавка 2, мембранного клапана 3, установленного на нефт ной линии 4, заслонки 5 на газовой линии 6 и счет чика 7 жидкости. Поплавок 2 расположен в сепараторе 1 таким образом, что продольна ось 8 поплавка 2 параллельна оси 9 сепаратора 1 При этом поплавок 2 установлен с возможностью начала .взаимодействи с жидкостью в сепараторе 1 на уровне, соответствующем 1/6 части диаметра сепаратора (фиг,2 564 Установка работает следующим образом . При закрытом положении мембранного клапана со штоком 3 в результате поступлени продукции скважины в сепараторе 1 повышаетс уровень жидкости и при достижении предусмотренного расчетного его значени посредством газовой заслонки 5 перекрываетс путь газу по газовой линии 6 непосредственно в коллектор. В сепараторе 1 повышаетс перепад избыточного давлени относительно коллектора, При достижении величины перепада давлени до порога срабатывани клапана 3 (0,008 - 0,12 МПа) последний открывает путь дл прохождени жидкости через счетчик 7 по линии 4 в . коллектор. В icenapaTop Г продолжает поступать газонефт на смесь и под избыточным давлением газА жидкость вытесн етс , уровень ее снижаетс и при достижении значени перепада давлени до величины 0,04 МПа клапан. 3 срабатывает, закрывает путь жидкости в коллектор через счетчик 7и поток жидкости прекращаетс . Поплавок 2 в вышеуказанных режимах функционирует следующим образом. При достижении уровн жидкости в сепараторе до величины 1/6 диаметра, т.е. 200 мм, поплавок входит в соприкосновение с жидкостью. Расчетные 200 мм оставлены как гидравлическа подушка, предотвраща попадание газа в жидкостную линию 4, конструктивно ось 8 поплавка 2 параллельна оси 9 сепаратора 1. Поэтому контакт жидкости и поплавка происходит по полной длине образующих с взаимосв зью по большой площади, а потому динамическа св зь их надежна, вследствие чего увеличиваетс ход из-за уменьшени общей длины поплавковой системы и уменьшаетс инерционность системы . Теперь соотношение приращений производительности скважин и уровн представл ет собой величину пропорциональную , т.е. используетс дл управлени газовой заслонки и сбора сепарированной жидкости нижн наиболее узка часть емкости (сепаратора). Поэтому скорость закрыти заслонки увеличиваетс -при одной и той же производительности скважины в несколько раз и соответственно продолжительность времени, при котором скважина 51 работает с противодавлением, резко уменьшаетс и как результат точность измерений повьшаетс . Использование нижней части сепаратора, создает эффект использовани сепаратора меньше го диаметра (объема), так как дл работы поплавка используетс малое зеркало жидкости. Однако общий объем сепаратора остаетс без изменени , измен етс только соотношение пропор ций объемов газа и жидкости. Освободившийс от жидкости объем используетс дл заполнени попутным газом, т.е. .увеличиваетс объем газовой шап ки. Так как жидкость практически не сжимаема, а сжимаетс газ то соответственно повьшаютс объем и внутренн энерги газа в газовой полости сепаратора, т.е. услови работы дл пневматического клапана улучшаютс . Это приводит к тому, что зависание мембранного клапана не происходит . В предлагаемой установке дл осуществлени начала взаимодействи поп лавка 2 с жидкостью в сепараторе 1 566 на уровне ниже,чем в известной, ры- , чаг поплавка выполн етс ломаным (фиг. 2). Крепление поплавка к рычагу осуществл етс посредством специального кронштейна с осью, позвол ющей поворот рычага на 90® дл проталкивани поплавка во внутреннюю полость емкости через горловину и дл установки его в рабочее положение, т.е. с ОСЬЮ;параллельной оси емкости . Увеличение объема поплавка почти в 2 раза при его неизменном весе осуществл етс путем уменьшени толщины стенок. Во избежание сдавливани его давлением внутри емкости последний заполн етс базовым давлением , составл ющим 2/3 величины рабочего давлени . В качестве рабочего агента используетс инертный газ, например азот. При таком исполнении необходимость в использовании контргруза отпадает и он снижаетс . Предлагаема реконструкци поз- вол ет повысить надежность установки и точность.измерений.When a gas-oil mixture enters the separator, the float through the lever system acts on the damper on the gas line (in this case it covers). The design of the installation and the float system is such that the liquid begins to contact directly with the float only when its level reaches half of the geometrical dimensions of the separator. If we consider that the separator is a horizontal tank with a diameter of 1200 mm and a length of 2500 mm, the liquid mirror at which the float begins to control the operation of the gas valve is the greatest, i.e. it turns out that the ratio of the level increments to the increments of the well productivity is the smallest, and therefore the increment of the angle of rotation of the valve on the gas line is the smallest compared to the possible fluid levels where the float does not interact with the latter. A low level increment leads to a slow shutter closing, i.e. to a gradual decrease in the flow area of the gas valve, and, accordingly, to a slow increase in the differential pressure of the gas in the separator cavity, especially in low-yield wells, necessary for the operation of the diaphragm valve. In known installations with a relatively small float volume. the weight of which is large and therefore constructively part of the weight is compensated for by the weight of the load that is set on. opposite (outer) end of the lever, which reduces the moment of the float in the dynamics, the latter, in turn, leads to a loose closure of the valve on the gas line. In addition, with the existing pattern of float placement in the separator, the float begins to react to a level change only when a large part of the float goes into the liquid, due to which the inertia of the system increases. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the flow rate of marginal wells and increase the reliability of the installation. This goal is achieved by the fact that, in a well production flow meter, it contains a horizontal separator with a cylindrical float connected to a valve on the gas line, a control valve installed on the oil line, and a liquid meter, the float in the lower fixed position is set at a height equal to 1/6 of the diameter of the separator, while the longitudinal axis of the separator and float are parallel. In addition, the float is filled with nitrogen with a given pressure. FIG. 1 shows the technological unit of the measuring installation; in fig. 2 shows section A-A in FIG. 1. The installation consists of a float separator 2, a membrane valve 3 installed on the oil line 4, a damper 5 on the gas line 6 and a counter 7 of the liquid. The float 2 is located in the separator 1 in such a way that the longitudinal axis 8 of the float 2 is parallel to the axis 9 of the separator 1. At the same time, the float 2 is installed with the possibility of interaction with the liquid in the separator 1 at a level corresponding to 1/6 of the separator diameter (Fig, 2 564 The installation works as follows: In the closed position of the diaphragm valve with stem 3, as a result of the production of a well in the separator 1, the liquid level rises and upon reaching its intended design value by means of a gas valve 5, the gas path over the gas line 6 directly into the manifold closes. In separator 1, the differential pressure rises relative to the collector. When the differential pressure reaches the threshold of valve 3 (0.008 - 0.12 MPa), the latter opens the way for the fluid to flow through meter 7 through line 4 v. collector. In icenapaTop G, gas-oil continues to flow into the mixture and, under excessive pressure of gas, the liquid is displaced, its level decreases even when the value of the pressure drop reaches a value of 0.04 MPa valve. 3 triggers, closes the path of fluid to the manifold through the meter 7, and the flow of fluid is stopped. Float 2 in the above modes operates as follows. When the level of the liquid in the separator reaches 1/6 of the diameter, i.e. 200 mm float comes in contact with liquid. The calculated 200 mm is left as a hydraulic cushion, preventing gas from entering the liquid line 4, the axis 8 of the float 2 is structurally parallel to the axis 9 of the separator 1. Therefore, the liquid and the float contact over the full length of the generators with a large area interconnection reliable, resulting in increased stroke due to a decrease in the overall length of the float system and reduced inertia of the system. Now, the ratio of well productivity to level increments is proportional, i.e. It is used to control the gas valve and collect the separated liquid in the lower most narrow part of the tank (separator). Therefore, the rate of closing of the valve is increased — with the same well productivity several times and, accordingly, the length of time at which the well 51 operates with backpressure — decreases sharply and, as a result, the measurement accuracy decreases. The use of the lower part of the separator creates the effect of using a separator of smaller diameter (volume), since a small liquid mirror is used to operate the float. However, the total volume of the separator remains unchanged, only the ratio of the volumes of gas and liquid changes. The volume released from the liquid is used to fill it with the associated gas, i.e. The volume of the gas cap is increased. Since the liquid is practically not compressible, but the gas is compressed, the volume and internal energy of the gas in the gas cavity of the separator respectively increase, i.e. working conditions for the pneumatic valve are improved. This leads to the fact that the hanging of the membrane valve does not occur. In the proposed installation, in order to initiate the interaction of the pop-shop 2 with the liquid in the separator 1 566, at a level lower than in the well-known one, the float of the float is made broken (Fig. 2). The float is fixed to the lever by means of a special bracket with an axis that allows the lever to rotate 90® to push the float into the internal cavity of the vessel through the throat and to set it in the working position, i.e. with AXIS; parallel to the axis of the tank. The increase in the volume of the float almost 2 times with its constant weight is carried out by reducing the wall thickness. In order to avoid its pressure being squeezed inside the tank, the latter is filled with a base pressure of 2/3 of the working pressure. An inert gas, such as nitrogen, is used as the working agent. With this design, the need to use a counterweight is eliminated and it decreases. The proposed reconstruction will improve the reliability of the installation and the accuracy of the measurements.

Claims

1. INSTALLATION FOR MEASURING WELL DEBIT, comprising a horizontal separator with a cylindrical float connected to a gas line damper, a control valve installed on the oil line, and a fluid meter, characterized in that, in order to increase the accuracy of measuring the production rate of low-yield wells and increase reliability operation of the installation, the float in the lower fixed position is set to a height equal to 1/6 of the diameter of the separator, while the longitudinal axis of the separator and the float

Figure 1

SUn. 1104256

2. Installation according to π. 1, about t and - is filled with nitrogen with a given pressure that the float is fused.