Устройство для исследования pvt - соотношений газожидкостных смесей

 

Использование: определение физических свойств и зависимостей PVT глубинных и рекомбинированных проб пластовых нефтей и газоконденсатов. Устройство содержит помещенные в термостатическую оболочку 1 верхний и нижний полые цилиндры 2 и 3, соединенные каналом в блоке

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

16 йонас (21) 4918071/04 (22) 16.01,91 (46) 07.04.93, Бюл. Р4 13 (75) А.В,Урусов, Г.П.Былинкин и М.П.Шапкарин (73) А.В,Урусов (56) Техническое описание к установке

Magra PVT для изучения термодинамическИх параметров газа с конденсатом фирмы

А В С ALSTH0 M ATLANNT I Q UE, 23.01.84, Франция.!

Ж 1808127 А3 (я)5 G 01 N 33/26, 7/14, 7/00 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

PVT-СООТНОШЕНИЙ ГАЗОЖИДКОСТНЫХ СМЕСЕЙ (57) Использование; определение физических свойств и зависимостей PVT глубинных и рекомбинированных проб пластовых нефтей и газоконденсатов. Устройство содержит помещенные в термостатическую оболочку 1 верхний и нижний полые цилиндры 2 и 3, соединенные каналом в блоке

1808127 комбинаций. На внешней поверхности цилиндров через равные промежутки расположены электромагнитные катушки 13, являющиеся одновременно термонагревательными элементами, регулирующими температуру, и электромагнитами для перемешивающего элемента. В нижней и верхней частях анализатора выполнены отверстия, через которые в цилиндры поступа0 ет поджимная жидкость от гидронасоса, например масло, силиконовая жидкость. В блоке визуализации выполнены каналы, в которых расположены волоконные световады 14, к одному концу которых подсоединен

5 источник света 15, второй конец (смотровое окно) через оптический делитель 16 соединен с фотодиодом. видеокамерой или входом для прямого визуального наблюдения, Устройство работает следующим обра0 зом.

Из пробоотборника блока рекомбинации проба по каналам 12 с вентилями поступает в канал блока визуализации 4, При передвижении из нижней полости в верх5 нюю производят контроль через смотровое окно. Цель контроля — фиксация и отсечение поддавочной жидкости воды от исследуемого флюида. В том случае, если вода попала в емкость, перемещают пробу из нижнего

0 цилиндра 3 в верхний 2 и с помощью вентиля сбрасывают воду. Нижний поршень 6 при этом должен находиться в крайнем верхнем положении. Закрываем вентиль — ввод пробы закончен.

5 Проба находится в нижнем цилиндре 3 (верхний, поршень 5 в крайнем положении).

Производят перемешивание пробы (давление в цилиндре с исследуемым флюидом равно давлению открытия проб отборника}.

0 Перемешивание пробы в цилиндрах осуществляют путем возвратно-поступательного движения колец 7 и 8, которые приводятся в движение электромагнитной катушкой 13. После перемешивания синхронно верхний

5 и нижний поршни 5, 6 поднимают и через смотровое окно просматривают пробу. ДавИзобретение относится к нефтегазовой геологии и может быть использовано для определения физических свойств и зависимостей P VT (давление-объем-температура) глубинных и рекомбинированных проб пла- 5 стовых нефтей и газоконденсатов. Позволяет, в частности, определить давление начала конденсации, коэффициент сверхсжимаемости пластового газа и давление насыщения нефти по параметрам с тройным 1 контролем.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства.

На чертеже представлена принципиальная схема анализатора (продольный раз- 1 рез).

Анализатор содержит термостатическую оболочку 1, внутри которой расположены полые цилиндры 2 и 3, укрепленные на блоке визуализации 4, расположенном в 2 центре оболочки и разделяющем цилиндры на верхний и нижний, В месте соединения цилиндры имеют конусообразную форму.

Блок визуализации представляет собой толстостенное тороидальное тело, по внутрен- 2 нему диаметру которого выполнен канал в виде капилляра, соединяющий верхний и нижний цилиндры. В цилиндрах размещены симметрично относительно блока визуализации идентичные плавающие поршни 5, 6 3 и металлические кольца 7. 8, Кольца примыкают к блоку визуализации, а внутренняя часть колец имеет форму усеченного конуса со скользящей посадкой на поршень аналогичной формы, К торцовой части поршней 3 прикреплены стержни 9 из материала с минимальным коэффициентом расширения, например из инвара, по которым производят измерения объема. Стержни имеют также малый коэффициент деформации, В 4 визуализаторе расположены датчики температуры 10 и давления 11 на основе тензометрического измерителя, имеющего вход и капилляр. В визуализаторе выполнены каналы 12 с вентилями для подвода и отвода 4 конденсата иэ пробоотборника блока ревизуализации 4, каналы 12 ввода и вывода пробы, идентичные плавающие поршни 5 и

6 в верхнем и нижнем цилиндрах, элемент для перемешивания в виде металлических колец 7 и 8, расположенных между поршнями и каналсйм визуализации и по форме совпадающих с верхними частями поршней, На поверхности цилиндров размещены электромагнитные катушки 13, выполняющие роль термоэлемента для элемента перемешивания. Датчики давления 11 и температуры 10 расположены в блоке визуализации, измеритель объема, выполненный в виде стержня 9 из материала с малым коэффициентом расширения, закреплен на торцовой части поршней, 1 э,п. ф-лы, 1 ил., 1 табл, 1808127 ление при этом поддерживают равным давлению открытия пробоотборника.

Возможны два варианта: проба однородная (однофазная), проба находится в двухфазном состоянии.

В первом случае определяют кондиционность пробы. Регулятором задается температура и давление; Для создания требуемого температурного режима используется обмотка катушки 13, Давление должно быть близко к пластовому. Это будет показывать, что проба кондиционна. Затем определяют тепловое расширение, т.е. объем по инваровому стержню 9 в зависимости от температуры, Давление поддерживается постоянное (пластовое) как при увеличении температуры, так и при ее уменьшении. Коэффициент теплового расширения выражается формулой

ЛЧ

ЧЛТ

Во втором случае, когда перемешивание не дало результатов, поднимаюттемпературу до пластовой, проводят перемешивание (давление поддерживают на 50-100 атм выше пластового), Если проба остается в двухфазном состоянии, то она должна быть признана некондиционной. В случае, если проба в однофазном состоянии, производят снижение давления до пластового и замер ее объема, который должен быть равен объему пробоотборника, Подобным образом анализатор позволяет определить давление начала конденсации, насыщение нефти и другие параметры пробы.

Сравнительная характеристика с прототипом по измеряемым параметрам приведена в таблице..

Иэ таблицы видно, что предлагаемый анализатор обладает широким диапазоном по давлению и температуре, Повышается надежность измерений за счет уменьшения

"мертвого" объема, проведения замера параметров непосредственно в визуальном канале (в испытуемом флюиде) и увеличения размера поля зрения, уменьшения погрешности по температуре. Кроме того. снижается токсичность за счет замены ртути маслом

5 или другими аналогичными нетоксичными веществами. Возможна работа, как и в прототипе, с кислыми газами.

Формула изобретения

1, Устройство для исследования PVT10 соотношений гаэожидкостных смесей, включающее полый вертикальный цилиндрический корпус, охваченный термостатирующей оболочкой, размещенный s корпусе блок визуализации с выполненными соосно

15 с корпусом воронкообразными торцами и соединяющим их сквозным каналом. размещенные снизу вверх над блоком визуализации, неремешивающее приспособление и поршень со штоком, подводящий и отводя20 щий патрубки, датчики давления и температуры, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности в работе устройства, оно снабжено размещенными под блоком визуализации сверху вниз

25 дополнительным перемешивающим приспособлением и поршнем со штоком, оба поршня выполнены в виде конуса. сопряженного с цилиндром со стороны соединительного канала, а перемешивающие

30 приспособления выполнены в виде конусообразных металлических колец, сужающихся от поршней к блоку визуализации, и размещены соосно с корпусом с возможностью возвратно-поступательного движения, 35 термостатическая оболочка выполнена в виде последовательности изолированных электромагнитных обмоток, подсоединена к перемешивающему приспособлению и ох-. ватывает корпус сверху и снизу от блока

40. визуализации.

2, Устройство по и. 1, от л и ч а ю щ е ес я тем, что датчики температуры и давления размещены в соединительном канале, подводящий и отводящий патрубки подсое45 динены к соединительному каналу, а штоки поршней выполнены из материала с малым коэффициентом расширения.

1808127

П ототип

Изоб етение

Показатель по давлению

Максимальное рабочее давление, МПа

Воспроизводимость измерений, $

Основная погрешность, 7 по температруре

Максимальная рабочая темтература, С

Основная погрешность, Я

Повторяемость, по объему

Полезный объем соосуда исследований, см

"Мертвый" объем сосуда исследований, смз

Точность считывания объема, см

Разме поля з ения, мм

100

120

+0,1

0,1

+0,1

0,1

0,5

0,2

0,2

0,2, 3400

2000

107

0,01

0,01

400 300

Составитель А.Урусов

Техред М;Моргентал Корректор О.Кравцова

Редактор Т.Сухая

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1400 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5