Установка для измерения расхода и дебита нефтяных и газовых скважин «Мера 40-1-400» с насосом откачки продукции скважин-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа

Установка для измерения расхода и дебита нефтяных и газовых скважин «Мера 40-1-400» с насосом откачки продукции скважин-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа
В дипломном проекте разработана установка для измерения расхода и дебита нефтяных и газовых скважин «Мера 40-1-400» с насосом откачки продукции скважин. В работе проведен анализ существующих схем и конструкции измерительных установок отечественного и зарубежного производства, принцип действия и конструктивные особенности прототипа замерной установки «Мера 40-1-400», проведен анализ недостатков конструкции сепарационно-измерительной емкости установки
На основании этого была предложена новая модель измерительной установки с использованием в ее составе насоса откачки продукции. В результате чего были улучшены технические характеристики установки позволяющие проводить измерения параметров скважин с низким газосодержанием. Все изменения подтверждены расчетами. Проведен расчет экономической эффективности предлагаемой модели измерительной установки. Отражены вопросы техники безопасности и охраны окружающей среды при производстве и эксплуатации измерительной установки.
Продукция скважин - сложная многокомпонентная и многофазная смесь. В ее состав входят нефть, попутный газ, вода и различные механические примеси. Для определения расхода каждой скважины на месторождениях Западной Сибири используются автоматизированыые измерительные установки, группового и индивидуального исполнения. Однако все существующие на сегодняшний день установки эффективно выполняют только в оптимальном для них режиме. При работе на граничных условях многие измерительные установки показывают высокую погрешность или вообще не выполняют измерения. Однако организациям добывающим нефть и газ необходимо точно знать расход каждой скважины по всем компонентам, входящим в состав ее продукции в широком диапазоне расходов. Поэтому очень важно чтобы конструкции измерительных установок удовлетворяли современным требованиям. В связи с повышением требований по точности измерения расхода и дебита скважин при различных характеристиках необходимо произвести мероприятия по расширению диапазона расходов измерительных установок.

2.3 Патентная проработка

Проведенный патентный поиск за последние десять лет не выявил патентованных технических решений подобных предлагаемому, однако патентный поиск выявил несколько патентов по совершенствованию сепараторов.

2.3.1. Трехфазный сепаратор

А.В. Сорокин, В.А. Смирнов, В.А. Симонов описание изобретения к патенту No2050923, 1995г.. «Трехфазный сепаратор»
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для разделения промысловой эмульсии, состоящей из компонентов с различными химико-физическими свойствами. Устройство содержит горизонтальный резервуар, патрубок ввод эмульсии, патрубок вывода газа, нефти, воды и стакан дренаж механических примесей. Поступающая в вертикальный стакан эмульсия за счет центробежных сил разделяются на легкую и тяжелую. Легкая за счет центробежных сил поднимается по патрубку, попадая в резервуар выше уровня раздела нефть-газ. Взаимное расположение стакан шламосборника, вертикального патрубка, их размеры позволяют улучшить гидродинамические параметры предупреждают прорыв газовой фазы через эмульсионный слой (рисунок 2.3).
Формула изобретения:
Трехфазный сепаратор, содержащий горизонтальный резервуар с патрубками ввода эмульсии, вывода газа, нефти дренажной воды, отличаю-щийся тем, что он снабжен стаканом дренажа причем верхний срез вертикального патрубка расположен выше раздела границы нефть газ, нижний срез ниже границы раздела нефть вода.



Рисунок 2.3 Трехфазный сепаратор
1- горизонтальный резервуар, 2- патрубок ввода эмульсии, 3- стакан, 4- патрубок вывода газа, 5- пат-рубок вывода нефти, 6- патрубок выхода воды, 7- стакан дренаж механических примесей, 8- патрубок выхода механических примесей.

Диаметр стакана превышает диаметр вертикального патрубка не менее чем в два раза, а верхняя кромка расположена не ниже нижнего среза вертикального патрубка.

2.3.2. Трехфазный сепаратор

Зиберт Г.К. Описание изобретения к авторскому свидетельству No1073925. С1. «Трехфазный сепаратор»
Изобретение может быть использовано в нефтяной, газовой нефтеперерабатывающей промышленности. В аппаратах для разделения газожидкостных смесей при наличии двух жидкостей с различной плот-ностью.
Целью изобретения является снижение металлоемкости трехфазных сепараторов за счет снижения габаритов сепаратора повышения эффективности разделения за счет увеличения расстояния от уровня жидкости до отбойника.
Цель достигается тем что трехфазный сепаратор, включающий корпус, патрубок ввода и вывода компонентов, сетчатый отбойник, перегородку, образующую с корпусом отсек сбора тяжелой жидкой фазы камеру сбора легкой жидкой фазы, снабжен сборником отсепарированной жидкости размещенным под отбойником, переливной трубой, соединяющей сборник с камерой сбора легкой жидкой фазы. На рис.2.10 показан описываемый трехфазный сепаратор. Трехфазный сепаратор содержит горизонтальный корпус 1, в верхней части которого расположен патрубок 2 ввод газожидкостной смеси и патрубок 3 вывод газа, а в нижней части - патрубок 4 вывод легкой жидкой фазы и патрубок 5 вывод тяжелой жидкой фазы. К патрубку примыкает криволинейный коллектор 6, на выходе которого расположен сетчатый пакет 7. Криволинейный коллектор снабжен дренажной трубкой 8. На выходе коллектора установлен просечно-вытяжной лист 9. Перед патрубком 3 вывода установлен сетчатый отбойник 10, который помещен в отсеке 11 сбора тяжелой жидкой фазы, образованном стенкой сосуда 1 и перегородкой 12. Перед перегородкой 12 расположена камера 1 сбора легкой жидкой фазы. В камере 1 размещены разделительная 14 датчик регулятора уровня 15. Под сетчатым отбойником 10 расположен сборник 16 отсепарированной жидкости, соединенный переливным устройством 17 с камерой сбора легкой жидкой фазы 1. Сборник 1 отсепарированной жидкости расположен выше максимальных уровней легкой тяжелой жидких фаз соответственно в камере 13 сбора легкой жидкой фазы и в отсеке 1 сбора тяжелой жидкой фазы. Для предотвращения уноса жидкости из сборника 16 отсепарированной жидкости и улучшения стока жидкости в камеру 13 сбора легкой жидкой фазы.


Рисунок 2.4 Трехфазный сепаратор
1- горизонтальный корпус, 2- патрубок ввода газожидкостной смеси, 3- патрубок вывода газа, 4- патрубок вывода легкой жидкой фазы, 5- патрубок вывода тяжелой жидкой фазы, 6- криволинейный коллектор, 7- сетчатый пакет, 8- дренажная трубка, 9- просечно вытяжной лист, 10- сетчатый отбойник, отсек сбора тяжелой жидкой фазы, 12- перегородка, 13- перегородка, 14- датчик регулятора уровня, 15- регулятор уровня, 16- сборник отсепарированной жидкости, 17- переливное устройство.

2.3.4. Центробежный двухступенчатый газожидкостный сепаратор

В.А. Толстов, А.Г. Китов, Е.Л. Борисов. Описание изобретения к авторскому свидетельству No 1492522 С4. «Центробежный двухступенчатый газожидкостный сепаратор»
Изобретение относится к оборудованию для очистки газа и жидкости от механических примесей и может быть использовано в газовой, нефтяной, энергетической и других отраслях промышленности.
Цель изобретения- повышение эффективности сепарации расширение эффективной работы за счет интенсификации отсоса и сепарации газа рециркуляции. Центробежный двухступенчатый газожидкостный сепаратор содержит вертикальный корпус 1 разделенный горизонтальной перегородкой на верхнюю и нижнюю сепарационные камеры. Тангенциальный ввод 5 разделяемой смеси расположен под перегородкой 2. Осевая труба 6 соединяет верхнюю и нижнюю камеры. Над ней установлен с зазором осевой выходной патрубок 8. Экранирующая пластина 9 расположена в нижней камере под осевой трубой. Рециркуляционная труба 11 соединяет верхнюю и
нижнюю камеры размещена по оси корпуса. Один ее конец присоединен к
верхней камере через стенку осевой трубы, а другой расположен над экранирующей пластиной с зазором относительно ее поверхности. Газ рециркуляции совместно с сепаратором из верхней камеры 3 направляется по трубе 10 в зону пониженного давления на пластину 9, где жидкость растекается в пленке и отводится в сборник жидкости.

Рисунок 2.5 Центробежный двухступенчатый газожидкостный сепаратор
1- Вертикальный корпус, 2- перегородка, 3- верхняя камера, 4- нижняя камера, 5- тангенциальный ввод, 6- осевая труба, 7- зазор, 8- осевой выход-ной патрубок, 9- экранирующая пластина, 10- направляющая труба, 11- реци-ркуляционная труба, 12- выход направляющей трубы, 13- патрубок выхода отсепарированной жид-кости, 14- секция сбора жидкости.

Газ освобожденный от сепарата направляется к стенке корпуса прижимая к ней частицы жидкости содержащиеся в основном потоке (рисунок 2.12.). Использование изобретения по сравнению с прототипом позволит повысить эффективность сепарации и расширить диапазон эффективной работы сепаратора за счет исключения загрязнения основного потока газа сепаратором второй ступени сепаратора.


Проведенный анализ мероприятий по повышению качества и производительности сепараторов, а так же патентных решений показал что в предлагаемой конструкции сепарационной емкости можно использовать отдельные элементы используемые в патентах, авторских свидетельствах и элементы уже давно использующиеся в в промышленных сепарационных установках такие как сетчатые каплеуловители, жалюзийные решетки устройства предварительного отбора газа, гидроциклоны прямоточные центробежные завихрители и др.

2.5 Выводы о эффективности проведенной модернизации

Проведенные мероприятия по модернизации конструкции распределительного устройства измерительной установки «Мера 40-1-400» позволит использовать установку на скважинах с пониженным газосодержанием или с отсутствием газа. Это в свою очередь позволит организации занимающейся эксплуатацией месторождения на котором расположены скважины более точно определять расход и дебит скважин с пониженным газосодержанием.
По полученным данным проведем необходимые технологические и прочностные расчеты основных узлов устройства распределительного измерительной установки «Мера 40-1-400»