2.2.3 Будова і принцип дії пружинно-поршневих манометрів
Майже одночасно з розробкою геліксних манометрів були розпочаті роботи по створенню манометрів із ущільненим поршнем (пружинно-поршневих манометрів). Одна з перших конструкцій манометрів цього типу була розроблена фірмою Хамбл (США) на початку 30-х років минулого століття.
Розрізняють пружинно-поршневі манометри з необертовим і обертовим поршнем. В СРСР перший манометр з обертовим поршнем був розроблений в 1955 р.
кабелю.
3.2.2 Методика вимірювань з допомогою свердловинних
приладів, що спускаються на дротині
У
фонтанну чи компресорну свердловину
манометр спускають за допомогою апарата
Яковлєва чи глибинної лебідки, змонтованої
на автомашині ГАЗ чи тракторі
ДТ-54 через лубрикатор.
1
1
Рис. 3.1 – Обладнання гирла свердловини
при глибинних
вимірюваннях
Рис. 6.2 – Принципова робоча схема установкиУДПН-2:
I – пробовідбірник; II – напірний промивний бачок; III – верхній циркуляційний маніфольд; IV – сепаратор; V – газова бюретка; VI – камера; VII – мікроскоп; VIII – пастка; IX– вакуум-насос; X – шафа управління; XI – прес; XII – нижній циркуляційний маніфольд; XIII – циркуляційний електромагнітний насос; XIV – віскозиметр високого тиску; XV – масляний бачок; XVI – рідинний регульований насос; XVII – проміжна ємність;
1 – 18 – вентилі.
6.2.2 Глибинні прилади для дослідження
пластових нафт
Крім розглянутих вище установок створено комплекс глибинних автономних приладів для оперативного вимірювання окремих параметрів пластової нафти. Ці прилади дозволяють із задовільною для практичних цілей точністю в промислових умовах вимірювати основні параметри пластової нафти: густину, об’ємний коефіцієнт, тиск насичення, коефіцієнт об’ємної пружності. До комплексу глибинних приладів входять такі прилади: експансиметр, сатуриметр, пікнометр, тріометр Дані прилади є незамінні в тих випадках, коли виникає необхідність в оперативному отриманні інформації про властивості пластової нафти.
Глибинний експансиметр. Прилад призначений для оперативного вимірювання коефіцієнта стисливості (об’ємної пружності) пластової нафти або води в умовах промислу. Принцип його дії базується на принципі сполучених посуди, згідно якому зміна тиску в одній посудині викликає відповідну зміну тиску в суміжній посудині. Прилад являє собою трубу відносно невеликого діаметра, в якій розміщені основні блоки приладу: 1) п’єзопривід, що управляє роботою приладу; 2) приймач проби; 3) вимірювальний блок, що являє собою пристрій, який змінює тиск відібраної проби і реєструє зміну об’єму проби. Експансиметр обладнаний годинниковим механізмом. На бланку приладу записується діаграма. По довжині сліду запису розраховують коефіцієнт об’ємної пружності.
Технічна характеристика глибинного експансиметра :
робочий тиск, МПа до 30;
робоча температура, °С до 100 ;
об’єм камери, см3 ~ 50 ;
довжина, мм 1700;
діаметр, мм 38;
маса, кг 10.
Глибинний сатуриметр. Прилад призначений для оперативного вимірювання величини тиску насичення пластової нафти в промислових умовах. Він виконаний у вигляді труби, що об’єднює в один блок пробовідбірну камеру і реєструючий манометр. На заданій глибині в пробовідбірну камеру поступає проба нафти і герметично відсікається в ній. Спеціальний пристрій здійснює розширення нафти в пробовідбірній камері. При цьому фіксується відповідний тиск.
Прилад складається з трьох блоків: блока управління приладом (п’єзопривід); блока відбору проби і вимірювального блока (вимірювальний манометричний пристрій із безперервним записом показів).
Технічна характеристика глибинного сатуриметра:
робочий тиск, МПа до 30;
робоча температура, °С до 100 ;
об’єм камери, см3 ~ 50 ;
довжина, мм 1900;
діаметр, мм 40;
маса, кг 12.
Глибинний пікнометр. Глибинний пікнометр призначений для оперативного вимірювання прямим методом густини пластової нафти і води. Корпус пікнометра виконаний із сталевої труби, відносно невеликого діаметра, що дозволяє спускати його в 63-мм насосно-компресорні труби. Всередині корпусу розміщені всі робочі вузли приладу.
Прилад дозволяє отримувати дані про густину пластової нафти в польових умовах, безпосередньо біля свердловини, без транспортування проб у лабораторію і не вимагає додаткової апаратури високого тиску. Принцип його дії полягає в тому, що пробу пластової рідини забирають на заданій глибині свердловини в спеціальну пікнометричну капсулу відомого об’єму, яку після вилучення приладу із свердловини зважують на ричажній вазі. При цьому немає необхідності в лабораторній імітації пластових умов: свердловина сама забезпечує заповнення камери пробою нафти при пластових тиску і температурі.
Глибинний пікнометр складається із капсули, двох поршнів, штока п’єзоприводу, тяги, гідравлічного опору, поршня п’єзо-приводу і спеціальної розрядної камери.
Основним вузлом глибинного пікнометра є пікнометрична капсула, що обладнана системою поршнів, що забезпечують доступ відібраної проби пластової нафти в порожнину капсули і її герметизацію. Взаємодія системи поршнів регулюється п’єзо-проводом – гідравлічним силовим реле часу.
Характерною особливістю пікнометричної капсули є відсутність в ній постійно фіксованого об’єму. Перед заповненням капсули пробою об’єм її дорівнює нулю (в цей час обидва поршні щільно притиснуті торцями один до одного). Під дією п’єзо-приводу поршні починають повільно розходитися, нарощується об’єм капсули, і капсула заповнюється пробою. Коли поршні будуть в крайніх положеннях, весь об’єм капсули буде заповнений пробою. Таке заповнення виключає небезпеку розгазування проби і забезпечує її достовірність.
Після витримки певного часу прилад піднімають на поверхню, капсулу з поршнем і пробою нафти вилучають із приладу, ретельно обмивають, витирають і зважують.
Після вилучення першої капсули прилад заряджають другою капсулою (в комплекті приладу 3 змінні капсули) і знову опускають у свердловину. Під час другого спуско-підйому зважують першу капсулу і визначають густину нафти. Співпадіння результатів при двох визначеннях вказує на надійність проведених вимірювань.
Довжина пікнометра дозволяє спуск в свердловину двох, а в ряді випадків і трьох приладів, що дає можливість за один спуско-підйом отримати паралельні значення густини.
Технічна характеристика глибинного пікнометра:
робочий тиск, МПа до 30;
робоча температура, °С до 100 ;
об’єм капсули, см3 ~ 50 ;
число капсул 3;
довжина, мм 945;
діаметр, мм 38;
маса, кг 8.
Глибинний тріометр. Прилад призначений для одночасного (за один спускопідйом) вимірювання трьох параметрів пластової нафти: густини, газовмісту і об’ємного коефіцієнта.
Конструкція тріометра подібна до конструкції глибинного пікнометра. Основна відмінність полягає в конструкції капсули, яка обладнана спеціальним голчастим штуцером для вилучення пластової нафти. Схема капсули тріометра показана на рис. 6.3.
Рис. 6.3 – Капсула тріометра.
Принцип дії тріометра аналогічний принципу дії пікнометра. На заданій глибині п’єзопривід приводить в дію систему поршнів капсули таким чином, що герметично ізольований і строго визначений об’єм пластової нафти при пластовому тиску і температурі відсікається в капсулі тріометра. Після підйому тріометра із свердловини, ка-псулу виймають, зважують, а нафту, що знаходиться в ній, розгазовують. При цьому вимірюють об’єм виділеного га-зу і нафти. На основі цих даних визначають густину, газовміст і об’ємний коефіцієнт пластової нафти. Випускання і розгазування нафти, що міститься в капсулі тріометра, проводять з допомогою газового балона, спеціального ру-чного преса або ручного масляного насоса. При цьому не-обхідне допоміжне обладна-ння: сепаратор, газова бюретка і напірна склянка.
Технічна характеристика глибинного тріометра :
робочий тиск, МПа до 30;
робоча температура, °С до 100 ;
об’єм капсули, см3 ~ 50 ;
число капсул 3;
довжина, мм 950;
діаметр, мм 38;
маса, кг 8.