Установка для автоматизированного замера продуктов нефтяных скважин

Установка для автоматизированного замера продуктов нефтяных скважин относится к системам группового герметизированного сбора нефти и попутного газа, добываемых из нефтяных скважин. Для повышения эксплуатационных качеств производительности и надежности она выполнена из помещения технологического 1 и блока автоматики 2, причем в помещении технологическом размещены сепаратор 3, состоящий из установленной на стойках 4 сепарационной емкости 5 и измерительной камеры 6, выполненных, как единое целое, а также связанных с упомянутой сепарационной емкостью 5, гидроциклоном 7 и переключающим клапаном 8 с электроприводом. Измерительная камера 6 выполнена в виде установленного на вертикальных стойках 9 вертикального цилиндра со смотровым люком 10 и снабжена датчиками гиростатического давления 11а, 11в, 11с, и термопреобразователем 12. Сепаратор 3, по требованиям безопасности, снабжен манометрами 13 и предохранительным клапаном 14, а также связан с помощью переключателя скважин многоходового 15, посредством системы соединительных трубопроводов 16, по очереди, с каждой из нефтяных скважин 17 установки.

Предлагаемая полезная модель относится к системам для автоматического измерения массовых расходов компонент-продукции нефтяных скважин (нефти, воды и попутного газа), в частности для передачи данных о результатах измерений и индикации работы на диспетчерский пункт нефтяного промысла.

Известны групповые замерные установки (см. Л.И.Лазовский и Ш.М.Смотрицкий «Автоматизация измерения продукции нефтяных скважин», М - Недра, 1975, стр.113-132), наиболее близкой из которых является установка выполненная из двух закрытых транспортабельных блоков: замерно-переключающего, имеющего многоходовой переключатель, гидравлический привод, отсекатели, замерный гидроциклонный сепаратор с системой регулирования уровня, турбинный счетчик, соединительные трубопроводы, запорную арматуру; щитового, включающего в себя блоки местной автоматики и питания счетчика и электрические нагреватели.

Недостатком известных установок является их низкая надежность.

Этот недостаток обусловлен конструктивными особенностями, влекущими за собой отсутствие постоянного контроля за работой каждой отдельной скважин.

Известна принятая за прототип установка для автоматизированного замера продуктов нефтяных скважин (см. св-во на полезную модель №6891, М. кл. G 01 F 3/00, опубл. 16.06.98 г. в бюл. №6-98 г.), выполненная из двух закрытых транспортабельных блоков технологического и блока автоматики, внутри которых расположены, соответственно, соединительные трубопроводы, запорная арматура, переключающая система скважин, газовая заслонка, сепаратор, предохранительный клапан, счетчик жидкости, привод и электрическая аппаратура управления, электрические нагреватели, причем в технологическом блоке электрическая аппаратура управления выполнена в виде шкафа силовой аппаратуры и электронного блока, соединительные трубопроводы и сепаратор покрыты трехкомпанентной антикоррозионной композицией, например, на основе полиуретана, трубопроводы выполнены из коррозионностойкого и хладостойкого материала, привод выполнен электрическим, переключающая система скважин выполнена в виде многоходового переключателя скважин.

Недостатками известной установки является низкая точность измерений, надежность, производительность и эксплуатационные качества.

Эти недостатки обусловлены отсутствием возможности автоматического и одновременно ручного процесса управления и отсутствием поочередного измерения расхода компонентов рабочей среды каждой подключенной скважины.

Технический результат, обеспечиваемый предлагаемой полезной моделью состоит в повышение точности измерений, надежности, производительности и эксплуатационных качеств установки.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной установке для автоматизированного замера продуктов нефтяных скважин, состоящей из помещения технологического, внутри которого расположены запорная арматура, система трубопроводов, сепаратор, переключающая система скважин, выполненная в виде переключателя скважин многоходового, связанного с нефтяными скважинами и с сепаратором, системы отопления, освещения, вентиляции, взрывозащиты и блока автоматики, в котором расположен шкаф силовой с электрической аппаратурой управления, системы отопления, освещения, сигнализации, согласно полезной модели, помещение технологическое и блок автоматики связаны между собой кабельной связью и выполнены в виде инвентарных зданий контейнерного типа, сепаратор состоит из установленных на вертикальных стойках горизонтально расположенной цилиндрической сепарационной емкости и связанной с ней измерительной камеры, а также связанных с упомянутой

сепарационной емкостью гидроциклоном, переключающим клапаном с электроприводом, датчиками, линией коллектора, причем измерительная камера выполнена в виде вертикального цилиндра со смотровым люком и снабжена датчиками гиростатического давления и термопреобразователем, блок автоматики оснащен аппаратурным шкафом, служащим для размещения микропроцессорного контроллера управления установкой, а запорная арматура выполнена в виде системы клиновых задвижек, сепарационная емкость выполнена в виде горизонтально установленного цилиндрического сосуда с расположенными внутри лотками, влагоотделителями, фильтрами, магистралями, гидроциклон выполнен в виде вертикально установленного цилиндрического сосуда, помещение технологическое выполнено по меньшей мере из двух инвентарных зданий, переключатель скважин многоходовой, связан с 8ю нефтяными скважинами или с 10ю нефтяными скважинами.

Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.

В отличие от известных установок для автоматизированного замера продуктов нефтяных скважин предложенная полезная модель обладает высокими эксплуатационными качествами, точным измерением, высокой надежностью за счет размещения в электронном блоке, микропроцессорного контроллера управления

установкой. Выполнение предложенной установки с измерительной камерой, выполненной в виде вертикального цилиндра со смотровым люком и снабженной датчиками гиростатического давления и термопреобразователем, связанную с сепарационной емкостью, позволяет точно определять объем измеряемой жидкости от каждой скважины отдельно, а также объем ее составляющих (нефть, газ, вода) за определенный период времени и повысить эксплуатационные качества установки. Надежность работы всей установки обеспечивается также за счет связи многоходового переключателя скважин с сепарационной емкостью посредством клиновой задвижки и гидроциклона, служащим для обеспечения предварительной сепарации.

По имеющимся у заявителя сведениям, совокупность существенных признаков заявляемой полезной модели не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого объекта критерию новизна.

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность полезной модели, может быть многократно использована в производстве различных модификаций подобных установок с получением технического результата, заключающегося в повышении надежности, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого объекта критерию «промышленная применимость»

Сущность полезной модели поясняется рисунками, где на фиг.1 изображена структурная схема помещения технологического

установки; на фиг.2 изображена структурная схема блока автоматики; на фиг.3 изображен вид на сепаратор сбоку; на фиг.4 изображено помещение технологическое, вид сверху, в плане.

Установка для автоматизированного замера продуктов нефтяных скважин выполнена из помещения технологического 1 и блока автоматики 2, связанных между собой кабельной связью, и состоит, из трех инвентарных зданий контейнерного типа, в том числе помещение технологическое состоит из двух зданий контейнерного типа, а блок автоматики из одного здания контейнерного типа. Установка имеет рабочее давление 4,0 МПа и контролирует восемь нефтяных скважин. В помещении технологическом 1 размещено технологическое оборудование и средства измерения установки, в частности, горизонтально расположенный сепаратор 3 лоткового типа, состоящий из установленной на вертикальных стойках 4 горизонтально расположенной цилиндрической сепарационной емкости 5, связанной в торцевой части с измерительной камерой 6. Предварительную сепарацию обеспечивает гидроциклон 7, выполненный в виде вертикально установленного цилиндрического сосуда, связанного с упомянутой сепарационной емкостью 5, оснащенной переключающим клапаном 8 с электроприводом. Измерительная камера 6 выполнена в виде установленного на вертикальных стойках 9 вертикального цилиндра со смотровым люком 10 и снабжена датчиками гиростатического давления 11а, 11в,

11с, и термопреобразователем 12. Сепаратор 3, по требованиям безопасности, снабжен манометрами 13 и предохранительным клапаном 14, а также связан с помощью переключателя скважин многоходового 15, посредством системы соединительных трубопроводов 16, по очереди, с каждой из восьми нефтяных скважин 17 установки. Связь переключателя скважин многоходового 15 с нефтяными скважинами 17 осуществляется с помощью запорной арматуры в виде клиновых задвижек 18, а с сепаратором 3 посредством клиновой задвижки 19. Сепаратор 3 содержит также датчик дифференциального давления 20, который служит для измерения разности давлений в сепараторе и линии коллектора 21 для сбора продукции (нефти). Для измерения избыточного давления в коллекторе служит датчик избыточного давления 22. Необходимый обмен воздуха в технологическом помещении создает вентилятор 23, а в зимнее время помещение технологическое обогревается обогревателями 24. Помещение технологическое выполнено во взрывозащитном исполнении. Для сбора конденсата из сепаратора 3 предусмотрена емкость для сбора конденсата (не показана), связанная с сепаратором 3 посредством трубопроводов 16. В блоке автоматики 2 установлены шкаф силовой 25, служащий для питания электрических цепей установки и микропроцессорный контроллер управления 26, система защиты от вандализма 27, система отопления, освещения, сигнализации. Работа установки происходит следующим образом.

Действие установки для автоматизированного замера компонент-продукции нефтяных скважин основано на периодическом наполнении жидкостью и газом объема измерительной камеры 6, служащей для накопления порции жидкости в процессе измерения, при этом измерение массового расхода жидкости осуществляется после ее наполнения. Трубопроводы скважин подключаются через обратные клапаны (не показаны) к входным соединительным трубопроводам 16 технологического помещения 1. Продукция из восьми нефтяных скважин 17 поступает в систему трубопроводов 16, связывающих скважины 17 с переключающей системой скважин, выполненной в виде переключателя скважин многоходового 15, затем через гидроциклон 7, где происходит предварительное отделение газа от жидкости, а потом в сепарационную емкость 5, в которой попутный газ отделяется от жидкости (водонефтяной смеси), и далее отделившаяся жидкость стекает в измерительную камеру 6, после чего продукция скважин по линии общего коллектора 21 поступает в сборную сеть промысла. По сигналу достижения предельного уровня микропроцессорный контроллер управления 26 открывает клапан и жидкость сливается в линию коллектора 21 под действием давления газа в сепараторе 3. Слив жидкости из измерительной камеры 6 происходит до отметки нулевого уровня, задаваемого состоянием датчика гидростатического давления 11с. Далее клапан автоматически закрывается и установка переходит к следующему

циклу набора жидкости в измерительную камеру 6 из следующей скважины. По показаниям датчиков гидростатического давления 11 в и 11 с измеряется время набора калиброванного объема жидкости и ее масса в этом объеме. По значениям массы и объема вычисляется плотность жидкости и объемная концентрация воды в жидкости. Измеренные значения массового расхода жидкости регистрируются микропроцессорным контроллером управления 26, установленном в блоке автоматики 2. Последовательное переключение скважин 17 на измерение осуществляется микропроцессорным контроллером управления 26 циклически, длительность измерения устанавливается для каждой установки индивидуально, в зависимости от ее производительности, и задается упомянутым микропроцессорным контроллером управления 26.

Применение предложенной полезной модели позволит повысить точность измерений, надежность, производительность и эксплуатационные качества за счет обеспечения минимальной погрешности замера продуктов нефтяных скважин и надежности.

1. Установка для автоматизированного замера продуктов нефтяных скважин, состоящая из помещения технологического, внутри которого расположены запорная арматура, система трубопроводов, сепаратор, переключающая система скважин, выполненная в виде переключателя скважин многоходового, связанного с нефтяными скважинами и с сепаратором, системы отопления, освещения, вентиляции, взрывозащиты и блока автоматики, в котором расположен шкаф силовой с электрической аппаратурой управления, системы отопления, освещения, сигнализации, отличающаяся тем, что помещение технологическое и блок автоматики связаны между собой кабельной связью и выполнены в виде инвентарных зданий контейнерного типа, сепаратор состоит из установленных на вертикальных стойках горизонтально расположенной цилиндрической сепарационной емкости и связанной с ней измерительной камеры, а также связанных с упомянутой сепарационной емкостью гидроциклоном, переключающим клапаном с электроприводом, датчиками, линией коллектора, причем измерительная камера выполнена в виде вертикального цилиндра со смотровым люком и снабжена датчиками гидростатического давления и термопреобразователем, блок автоматики оснащен аппаратурным шкафом, служащим для размещения микропроцессорного контроллера управления установкой, а запорная арматура выполнена в виде системы клиновых задвижек.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что емкость сепарационная выполнена в виде горизонтально установленного цилиндрического сосуда с расположенными внутри лотками, влагоотделителями, фильтрами, магистралями.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что гидроциклон выполнен в виде вертикально установленного цилиндрического сосуда.

4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что помещение технологическое выполнено, по меньшей мере, из двух инвентарных зданий.

5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что переключатель скважин многоходовой связан с 10-ю нефтяными скважинами.

6. Установка по п.1, отличающаяся тем, что переключатель скважин многоходовой связан с 8-ю нефтяными скважинами.