Отчет Диагностика нефти (Раздаточные материалы), страница 2

При этом объемкаждойежесуточнойпробыдолженсоставлятьнеболее(0,5... 1,5) л.При проведении индикаторных исследований возможны следующие вариантыотбора жидкости:Первый - дискретный, при котором с периодичностью, например, один раз в суткив течение короткого промежутка времени производят наполнение емкости отбора.Дискретныйотборвносит погрешность в представительностьпробы из-занеизбежной потери информации в периоды между отборами жидкости.Второй вариант отбора пробы - непрерывный. В процессе указанного отборажидкость сливается постоянно по времени в отдельные или общую емкости. При этомизучаются интегральные характеристики пробы с потерей динамической составляющейпроцесса.Наиболее совершенным следует считать вариант пробоотбора, при котором пробаотбирается дискретно несколько раз за весь период, а в промежутке между этимиотборами производится постоянный пробоотбор в другие емкости.

Это позволяет изучитьдинамику течения индикаторной жидкости и одновременно оценивать интегральныезначения исследуемых параметров, что позволяет избежать потери информации инаиболее полно отражает картину движения пластовой жидкости во времени.Указанный способ, как наиболее перспективный, был принят за основу приразработке автоматического пробоотборника.Выбор того или иного способа отбора жидкости при проведении индикаторныхисследований кроме качества получаемой информации будет связан с затратами на егореализацию. Так, например, дискретный способ в автоматическом режиме требует, чтобыкаждаяиземкостейбыласнабженаиндивидуальным клапаномавтоматическиуправляемым по команде временного устройства, которое в заданные отрезки временигидравлически сообщает емкости для отбора жидкости с трубопроводом. При месячномцикле пробоотбора (в соответствии с ТЗ договора) ежесуточный дискретный отборжидкости потребует несколько десятков клапанов.Выполненный маркетинговый поиск показал, что на сегодняшний день стоимостьодного из указанных клапанов в искровзрывобезопасном исполнении отечественнойразработки, например, ЗАО "ГИР AC" или ООО "ТОМИРИС" может составить от 25000руб.

до 52000 руб. в зависимости от условного диаметра проходного сечения и рабочегодавления.Таким образом, создание такой системы пробоотбора потребует затрат только накомплектующие (клапаны) от 700 000 руб. до 1 600 000 руб.С целью снижения стоимости автоматического пробоотборника был проведенрасчетный анализ характеристик пробоотборников различным принципов работы иконструктивных схем.Вкачестверасчетныхпараметровбыливыбраныгеометрическиеилимассогабаритные характеристики устройств.При расчетах были приняты во внимание следующие исходные данные:— суточный объем отбираемой пробы- диапазон изменения давления в трубопроводе отбора жидкости- длительность непрерывного пробоотбора1,5 л;0,5 ...

1 ,5 МПа;24 час;Массогабаритные характеристики пробоотборника оценивались по уравнению:M = VМП•ρМ = π D c p •δ•L•ρ Мгде M, VМП - масса и объем материала пробоотборника, соответственно;Dcp - средний диаметр цилиндра с толщиной стенки δ;-12-L = f(Dcp) - длина пробоотборника;ρМ, - плотность материала пробоотборника.Толщина стенки (δ) пробоотборника в функции прочностных характеристикматериала и его геометрических параметров определялась по формуле:гдеp- давление пробоотбора;σв - предел прочности материала.Расчеты проводились в диапазоне изменения давления пробоотбора от 0,5 МПа до1,5 МПа. Результаты расчетов сведены в таблицу. С учетом возможных концентратовнапряжения расчетная толщина стенки пробоотборника для конструкционной стали былапринята равной 3 мм.Результаты расчета массогабаритных характеристик пробоотборникадля VПО = 1,5 л = const и δ= 3 мм = constТаблицаL/MM/Dcp/MM/M/кг/500200150100908075705020106298ИЗ1381461551601651963094372,331,471,281,040,880,930,90,870,740,470,33На рис.

2 приведена зависимость длины пробоотборника L от диаметра D емкостидля суточного и часового отбора и его геометрическая форма для различных отношенийLID . Из графика L = f (D) и геометрической формы видны две выраженные области приLID = 0,02...1 и LID = 3...8.

В первом случае емкость пробоотборника будет иметь формушара или диска с гибкой диафрагмой или мембраной. Во втором случае емкостьпробоотборника представляет из себя вытянутый цилиндр с поршнем или сильфоном.Присутствие указанных разделительных элементов (мембрана, поршень, сильфон,диафрагма) обусловлено принятым за основу вытеснительным принципом работыустройства.

Это связано с наличием в подконтрльной жидкости механических примесей идругих компонент, снижающих надежность работы устройства, а также с необходимостьюорганизации автоматического режима работы устройства с возможностью длительногопроцесса отбора пробы в емкость с минимально возможным объемом.-13-Рис. 2Выбор конструктивных признаков с учетом результатов проведенных расчетовосновывался на рассмотрении устройств со следующим принципом действия:- электромеханический (Рис.3.

и Рис.6.);- гидравлический (Рис. 4а);- пневматический (Рис.46 и Рис. 5).Электромеханический принцип действия (Рис.3.) предполагает заполнение емкостипробоотборника посредством перемещения поршня, приводимого в движение черезредуктор от шагового электродвигателя.Пневматический принцип действия (Рис.4.-схема -"А") предполагает перемещениепоршня за счет вытеснения газа, запасенного в аккумуляторе давления.Гидравлический принцип действия (Рис.4.-схема -"Б"), (Рис.5) основывается навытеснении пробоотборной жидкостью не расходуемой - технологической жидкости.Сцельюпробоотборникаснижениязаосновузатратбылнавзятразработкупринциписозданиеавтоматическогостационарногопробоотборника,конструктивная схема которого приведена на рис.7. В соответствии с рисункомустройство состоит из насадки для забора подконтрольной жидкости, двух вентилей сэлектрическим или гидравлическим управлением от реле времени, камеры отбораиндикаторной жидкости и вспомогательной камеры для размещения технологическойжидкости, обеспечивающей стабильную скорость отбора с требуемой длительностью.

Всостав устройства также входят: дроссель-дозатор, обеспечивающий постоянство расходатехнологической жидкости и, следовательно, постоянство расхода отбираемой пробы,перепускной клапан для быстрого возврата устройства в исходное состояние послезавершения процесса пробоотбора, пружины возврата устройства в исходное положение имеханического(принудительного)устройствавозвратаврежима(вэтоположениепринеобходимости.Сцельюподдержания температурногослучаеотрицательныхтемператур окружающей среды) в составе устройства предусмотрен обогреваемыйконтейнер.Принцип работы устройства следующий.

В исходном состоянии вентиль заборажидкости из трубопровода открыт, а вентиль слива пробы закрыт. Под воздействиемперепада давлений между полостью трубопровода и атмосферой поршень камеры отбора,преодолевая усилие пружины возврата, перемещается вниз, вытесняя технологическуюжидкость из камеры отбора во вспомогательную камеру. Скорость отбора (длительность)определяется расходом технологической жидкости через дроссель-дозатор.16Рис.

4-17-Рис. 5-IB-Рис. б-19-Схема стационарного прсбоотборника1 - трубопровод, 2 - клапан запорный, 3 - вентиль, 4 - слив пробы, 5 - клапанперепускной, 6 - камера вспомогательная, 7 - пружина возврата, 8 - механизм возврата,9 - теплоизоляция, 10 - отверстия дренажные, 11 - дроссель-дозатор, 12 - жидкостьтехнологическая нерасходуемая, 13 - подогреватель, 14 - камера отбора, 15 - заборникжидкости, 16 - исследуемая жидкостьPис. 7-20-Характеристики последнего подобраны таким образом, что он обеспечиваетпостоянный расход технологической жидкости и, следовательно, жидкости отбора приимеющихся колебаниях давления в трубопроводе.После завершения процесса пробоотбора по команде временного устройства(механизма)вентильзаборникажидкости закрывается,авентильсливапробыоткрывается, соединяя полость камеры отбора с емкостью слива и атмосферы.Под воздействием усилия сжатых пружин поршни вспомогательной камеры икамерыотборавозвращаютсявисходноесостояние.

При этомотобранная изтрубопровода подконтрольная жидкость сливается в одну из емкостей, а технологическаяжидкость - через обратный клапан с увеличенной площадью быстро перетекает извспомогательной камеры в камеру отбора, что обеспечивает быстрый слив жидкости впробоотборную емкость. По завершении процесса наполнения емкости по командевременного устройства клапан слива пробы закрывается, а клапан забора жидкостиоткрывается, и процесс пробоотбора повторяется, но отбираемая жидкость сливается вследующую незаполненную ранее емкость.

Процесс пробоотбора будет осуществлятьсядо последовательного заполнения.Окончательный выбор геометрических параметров пробоотборника был проведенпо результатамоптимизациизависимостимассы от габаритовемкостиотбора,представленной на (Рис.8), которая показывает, что оптимальная форма стационарногопробоотборника должна соответствовать L/D = 0,2...0,6.

Такими признаками обладаетемкость мембранная со схемой, приведенной на (Рис.2).2.2.Расчетноеобоснованиегеометрическихпараметров дозатора пробРезультатырасчетови конструкторской проработки возможныхвариантовпринципа отбора проб показали, что наиболее целесообразным можно считать принципстационарногопробоотборасвытеснениеммембраны.Притехнологическойэтомскорость(чистой)отборажидкостипосредствомэластичнойпредполагаетсярегулироватьс помощью дроссельного устройства, выполненного в виде наборадроссельных шайб, включенных последовательно (см. Т.М.