Модель нефтяного пласта для исследования процесса вытеснения нефти

Модель нефтяного пласта для исследования процесса вытеснения нефти

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„121 6331 (у 4 Е 21 В 43/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ВСГСОЮЗВ q

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ЕИБЛК «TPN 4

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2)) 3637255/22-03 (22) 24.08,83 (46) 07.03.86. Бюл. ¹ 9 (71) Специальное конструкторское бюро геофизического приборостроения

Института геологии АН АзГСР (72) Н.Д. Таиров, Ф.С. Курмаев, А.Г. Гасанов, Г.Э. Музаффаров и А.А. Баишев (53) 622.245.76 (088.8) .(56) Авторское свидетельство СССР № 515973, кл. G Ol N 15/08, 1976.

Установка для определения нефтеотдачи кернов для исследования пласта, пластовых нефтей и газа типа УКН-2. Инструкция по монтажу и эксплуатации. М., ВНИИКанефтегаз. (54) (57) 1. МОДЕЛЬ НЕФТЯНОГО ПЛАСТА

ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ВЫТЕСНЕНИЯ НЕФТИ, содержащая камеру с входным н выходным каналами, размещенный в камере пористый образец и Механизм создания давления .и прокачки через образец жидкости, выполненный в виде мультипликатора, включающего корпус, в котором установлен ступенчатый поршень, образующий с корпусом полости низкого,и высокого давлений, соединенные с входным каналом камеры, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения точности измерения, корпус мультипликатора снабжен ступенчатым дифференциальным поршнем, образующим с корпусом выходную полость, связанную с выходным каналом камеры, при этом поршни обращены большими ступенями друг к другу н образуют с корпусом полость низкого давления, штоковые полости, связанные с источником давления и сливом, а полость низкого давления связана со штоковой полостью, образуемой. дифференциальным пор1пнем и корпусом.

2. Модель по п. 1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью изменения перепада давления на образец, дифференциальный поршень выполнен с глухими отверстиями и снабжен сменньа и штырямн, установленными со стороны его штоковой полости с возможностью перемещения вместе с ним.

1 1 )

Изобретение относится к лабораторным устройствам для изучения процеccа вытеснения нефти из глас= та в различных условиях.

Цель изобретения — упрощение конструкции и повышение точности измерения, а также изменение перепада давления на образец.

На фиг, 1 представлена принципиальная схема модели нефтяного пласта с устройством для создания давления в пористой среде и прокачки жидкостей в виде мультипликатора давления; на фиг. 2 — муль гипликатор давления в заряженном положении перед прокачкой жидкости с постоянным перепадом давления, вид сбоку; на фиг. 3 — разрез A A на фиг, 2; на фиг. 4 — мультипликатор давления в конце рабочего хода прокачки жидкости с постоянным перепадом давления; на фиг. 5 — мульти-, пликатор давления в исходном положении перед зарядкой для прокачки жидкости с постоянным перепадом давления объемной скоростью: на фиг. 6 мультипликатор в конце рабочего хода поршней, прокачивающих жидкость с постоянной объемной скоростью, Модель нефтяного пласта для исследования процесса вытеснения нефти в условиях высоких давлений и те,; ператур состоит из злектрообогреваемой камеры 1 с пористой средой, механизма 2 для прокачки жидкости в виде мультипликатора давления, конечных микровыключателей 3 - 5, индикатора б влажности, гидравлических линий 7 — 12 регулируемого дросселя 13, гидроцилиндра 14 с измерительной рейкой > зубчатого редуктора 15, лампочки 16, диска 17, фотодиода 18, гидравлических линий

19 - 21, двухпозиционных золотнико-=: вых распределителей 22 — 25 с электромагнитным управлением, гидравлических линий 26 .— 30, регулируемого дросселя 31, гидравлических ,линий 32 — 36, промежуточных баков для масла 37, для воды 38 (с электрообогревом J для реагентов (с электрообогревом) 39 и линий 40 — 42:

Вход камеры 1 высокого давления линиями 41 и 42 подсоединен к промежуточным бакам 37 — 39, заполняемым из вспомогательных емкостей по линиям 36, 35 и 34 соответственно, Выход камеры соединен линией

11 с правой полостью (входом) из! 6331 2 мерительного гидроцилиндра 14, на линии 11 непосредственно у выхода камеры установлен индикатор 6 влажности, ав" оматически отмечающий ко.-- ичественное содержание влаги в вытесняемой нефти. Ыток гидропи -индра кинематически связан с редуктором

1:=5,,вращающим циск 17 с отверстием.

1стсчник 16 света устанавливается †:апротив диска на одной оптической оси с фотоциодом 18, находящимся по другую сторону диска.

Одно из выходных отверстий гидроцилиндра -оединяется со сливным баком источника низкого давления по:.рецством сливной линии 12„ на которой устанавливается регулируемый ,г;россель 13. Другое выходное отверстив гидроцилиндра соединяется с зог.отьиком 23 посредством линии 19. 1.3

Птоковая полость низкого давления мультипликатора 2 соединяется с напорной линией 20 и сливной линией

:2 источника низко †давления посредством линий 20 и 21, золотника

22 v. линий 10 и 9.

Птоковые голости низкого давлеиия мультипликатора, разделенные поршнями, шунтируются линиями 32 и

:3 с золотником 25„ которые подклю-: вЂ:.ены соответственно к линиям 9 и 10.

Правая полость 43 высокого давления мультипликатора подсоединяется к входу камерь: высокого давления посредством линии 8 через золотник

23,-винни 28 с регулируемым дросселем

31 через промежуточные баки 37 — 39 и линии 40 — 42. Левая полость высокогG давления мультипликатора давления подсоединяется к выходу каме-10 ры высокого давления посрецством линии 7 через золотник 23 и далее .-pee линии 19 и 11.

Левая и правая полости высокого давления мультипликатора шунтируются

il Я линиями 29 и 30 через золотник 24, поцсоединяемьгх соответственно к линиям 8 H

Механизм 2 для прокачки жидкости в вице муль типликатора содержит короб пус с выходным отверстием 44, в котором у ановлен ступенчатый поршень. имеющий ступень 45 с уплотнением 46 и образующий штоковую полость 47 .. выходным отверстием 48, большую ступень поршня 49, уплотнекяе 50 поршня, ступенчатый дифференциальный поршень 51, в котором проделано сквозное отверстие 52, уплотнение дифференциального поршня 53 и 54, r-ыходное отверстие 55 в штоковой полости, образованной дифференциальным поршнем и корпусом, выходную полость 56 высокого давления с выходным отверстием 57, меньшую ступень дифферениального поршня 58 с уплотнением 59, копирную линейку 60 с копиром, днище 61 полости низкого давления, глухое отверстие на кольцевой поверхности дифференциального поршня 62, сменный штырь 63 с уплотнением.

В полости 47 низкого давления установлена большая ступень поршня

49 с уплотнением 50, К поршню прикреплен шток-плунжер 45, входящий через уплотнение 46 в полости 43 высокого давления с выходным отверстием 44. У днища полости низкого давления, примыкающего к полости

43, имеется отверстие 48 для входа и выхода жидкости низкого давления °

Соосно ступени поршня 49 в корпусе установлен дифференциальный поршень 51 в виде ступенчатого полого цилиндра, обращенного большой ступенью к большой ступени поршня 49.

Штоковая полость Б дифференциального поршня связана сквозным бтверстием 52 с полостью низкого давления между большими ступенями поршней. Отверстие 55 предназначено для входа и выхода жидкости низкого давления.

На кольцевом пояске большей ступени дифференциального поршня 51; обращенном в сторону днища 61, имеются концентрично расположенные глухие отверстия, в которых укреплены штыри 63, проходящие через уплотняемые отверстия 64 ив днище 61.

Модель нефтяного пласта работает следующим образом.

Перед началом исследования вытеснения нефти промежуточные баки

37 - 39 при открытых вентилях на линиях 34 — 36 и закрытых вентилях на линиях 28 — 42 заполняются соответственно маслом, водой и реагентом иэ емкостей (не показаны) под самотеком. Камера 1 высокого давления предварительно заполненная пористой средой, индикатор 6 влажности, правая полость измерительного гидроцилиндра 14 и линии 11 и 42 заполняются нефтью из вспомогательного бака до тех пор, пока нефть не покажется из контрольного вентиля на

1216331 гидроцилиндре.Мультипликатор 2,левая полость измерительного гидроцилиндра 14, золотники 22 — 25 управления и линии 7 — 10, 12, 19 — 21, 26 — 30, 32 и 33 заполняются маслом от источника низкого давления, Вентили на линиях 42 и 11 закры-. вают и подключают камеру 1 высокого давления к вакуум-насосу (не показан ), включив одновременно электрообогрев камеры и промежуточных баков. После вакуумирования вакуумнасос отключают и модель нефтяного пласта готова к исследованиям.

При исследовании процесса вытеснения нефти из пористой среды методом постоянного перепада давлений по концам модели поршни мультипликатора 2 предварительно устанавливают в исходное положение. При открытых вентилях на линии 11, 12,19,28,40 — 42 и закрытых вентилях на линиях 45 — 47 включают источ5

55 ник низкого давления и переводят. золотники 22 и 23 из нейтрального положения вправо. При этом масло из линии 20 через линию 1О заполняет в мультипликаторе 2 через отверстия 55 и 52 штоковую полость дифференциального поршня 51 и полость между большими ступенями поршней. Под давлением масла поршень

49 занимает крайнее правое положение, при этом меньшая ступень 45 через отверстие 44 вытесняет масло из полости высокого давления в линию 8, а дифференциальный поршень под действием разности равнодействующих сил давления масла в этих полостях, занимая крайнее левое положение, вытесняет связанный с ним меньшей ступенью 58 масло через отверстие 57 в линию 7. Так как давление среды, усиливаемое мультипликатором, пропорционально отношению эффективной площадки поршня к поперечной площадки шток-плунжера, то давление, развиваемое мультипликатором со стороны поршня, во столько раз больше давления развиваемого им же со стороны дифференциального поршня, во сколько раз эффективная площадь поршня больше эффективной " площади дифференциального поршня.

Разность этих давлений является постоянной величиной, так как площадь поршней остается неизменной и, следовательно, по концам камеры высокого давления во время рабочего цикла

i2::6331 поддерживается постоянный перепад давления вытесняемых сред. Масло, вытесняемое поршнем 49, перетекает через отверстие 48 по линии 40 в золотник 22 и из него па линии 21 сливается в бак источника давления.

Масло, вытесняемое малой ступенью 5 из отверстия 44, по линии 8 попадает в золотник 23, из него по линии

28 в промежуточный масляный бак 37.

Масло из последнего попадает по линии 40 в верхнюю часть бака 38, вытесняя воду из него по линиям и 42 на вход камеры высокого давления. Если требуются иные. вытесняющие среды, масло подают в верхнюю часть промежуточного бака

39, вытесняя соответствующий реагент в камеру высокого давления, Б то же время масло, вытесняемое меньшей ступенью 58 через отверстие 57 в линию 7, попадает в золотник 23„ который направляет его по линии 19 в масляную полость гидроцилиндра

14 для подпора вытесняемой из ка= меры высокого давления cpàäû. Из гидрацилиндра масло через регулирующий дроссель 13 по линии 12 сливается в бак источника низкого давления, В конце рабочега хода контроля линейка 60 нажимает на контакт ко = нечного микровыключателя 5, который замыкает электрическую цепь электромагнитов золотников,, при этом золотники 22 и 23 возвращаются в нейтраль=ное положение, а золотники 24 и 25 передвинутся вправо. Масло от исто::— ника низкого давления по линиям 20 и 26 направляется в золотник 24, от него по линиям 30 и 7 через отверстие 57 в выходную полость 56 высокого давления мультипликв.тора, переводя дифференциальный поршень в крайнее правое положение. Осуществится промежуточный ход зарядки мультипликатора, При этом масло,,вытесняемое иэ полости 43 высокого давления, через отверстие 44 по ли-нии 8 направляется в золотник 24 и иэ него, по линии 27, на слив в бак источника низкого давления, В то же время масло иэ полости между большими ступенями поршней перетекает в штоковую полость диф= ференциального поршня 51 .по лийиям

9,32,33 и 10 через золотник 25. 1o окончании хода вправо копирная лиМйка 60 нажимает на контакт ко:-ечного микровыключателя 3, кс тарый замыкает электрическую цепь электромагнитов на перемещение золотников

24 и 25 в левое положение, Лри этом маспа от источника низкого давления по пиниям 20 и 26 направляется з золотник 24 H оттуда па линиям 29 и

Я попадает через отверстие -" ь полость 43 высокого давления, перемещая сомкнутые поршни 49 и 51 в среднее положение, фиксируемое каггириай линейкой 60 и конечным микровыкпючателем 4, который переводит зслатник 24 и 25 ив нейтральное полажение. Масло из выходной полости 56 высокого давления, вытесняемое шток-плунжером 58 па линиям 7, 27 и 12 через золотник 24 попадает з с.пивной бак. Б та же время масло из штокавой полости дифференциального поршня 51 перетекает в полость между большими ступенями поршней (из отверстия 55 в отверстие 48) по линиям 10,„ 33, 32 и 9 через зоготник 25. Мультипликатор заряжен к следующему рабочему циклу.

Вытесняемая по линии из камеры высокого давления жидкость первоначально проходит через индикатор 6 влажности, где каким †ли из известных способов измерения влажности определяется процентное содержание влаги или реагента в вытесненной нефти. Затем вытесненная жидкость попадает в полость гидроrÿëHèäpà 14„ где автоматически

;|роизводится непрерывный замер объемной скорости вытесненной среды

-..ледующим образом.

Под действием разности равнодействующих сил давления вытесневЂ, .îé среды и масла из мультипликатора поршень гидроцилиндра 14 со штоком и прикрепленной к нему зубчатой рейкой выдвигается из гидрацилиндра, приводя ва вращение повышающий зубчатый редуктор 15 и связанный с

:."им диск 17 с отверстиями. Лучи све:".а от электролампочки 16, попадая через отверстие в диске на поверхности фотодиода 18, уменьшают его сопротивление в непроводящем направлении во многа раз, что обуславливает возникновение тока в измерительной цепи, который усиливает1216331 ся и подается на специальное записывающее устройство 1не показано).

Величину перепада давления для каждого отдельного эксперимента можно варьировать путем изменения 5 эффективной площади дифференциального поршня. Для этого дифференциальный поршень 51 снабжают глухими отверстиями 62, в которых укрепляются сменные штыри 63, располо- 10 женные со стороны штоковой полости дифференциального поршня и проходящие через днище 61 цилиндра низкого давления через отверстия с расположенными в них уплотнительными 15 кольцами 64.

При исследовании модели нефтяного пласта методом постоянных объемных скоростей прокачиваемой жидкости поршни мультипликатора предварительно устанавливают в крайнем правом положении и концевой микровыключатель 4 выключают.

При открытых вентилях на линиях

28, 40 - 42, 11 и 19 и закрытых вентилях на линиях 12,34 — 36 включают источник низкого давления и переводят золотники 22 и 23 из нейтрального положения влево. Масло из линии 20, через золотник 22 и линию

9 через отверстие 48 подается в полость 47 поршня 49, передвигая сомкнутые поршни 49 и 51 влево. При этом масло из штоковой полости дифференциального поршня вытесняется через

35 отверстие 55 по линиям 10 и 20 через золотник 22 в сливной бак источника давления. Масло, вытесняемое под высоким давлением из выходной

1 полости 56, через отверстие 57 подается по линии 7 и 28 через золотник 23 в промежуточный масляный бак 37 и оттуда по линии 40 поступает в верхнюю часть промежуточного бака 38 (393, вытесняя жидкость по линии 42 в камеру 1 высокого давления. Вытесненная жидкость за единицу времени по объему, равная жидкости прокачиваемой в камеру высокого давления, поступает по

50 линии 11 через индикатор 6 влажности в полость гидроцилиндра 14. Под давлением вытесненной жидкости пор,шень гидроцилиндра 14 передвигается и вытесняет масло из полости по линиям 19 и .8 через золотник 23 в полость 43 высокого давления через отверстие 44, заполняя ее увеличивающейся при движении поршней объем.

Регулирующий дроссель 31 на линии

28 служит для регулирования величины объемной скорости прокачиваемых жидкостей.

Выдвигающийся шток гидроцилиндра 14 совместно с устройством

15 — 18 измерения объема вытесненной жидкости в функции. времени аналогичен выдвигающемуся штоку в процессе вытеснения жидкостей методом постоянного перепада давлений.

В конце рабочего хода копирная линейка 60 нажимает на контакт кольцевого микровыключателя 5, который возвращает золотник 22 и 23 в нейтральное положение и передвигает золотник 24 вправо, а золотник 25 влево. Масло от источника низкого давления начинает поступать по линиям 26, 30 и 7 через золотник 24 в полость 56 цилиндра через отверстие 57, передвигая поршни мультипликатора со шток-плунжерами в исходное правое положение. При этом масло иэ полости 43 через отверстие

44 по линиям 8,29,27 и 20 через золотник 24 вытесняется в сливной бак.

Одновременно масло из полости

47 поршня 49 перетекает в штоковую полость дифференциального поршня

51 по линиям 9,33,32 и 10 через золотник 25. В конце зарядки копирная линейка 60 нажимает на контакт конечного микровыключателя 3, который переводит золотники 24 и 25 в нейтральное положение Мультипликатор заряжен к следующему рабочему ходу.

На камере высокого давления, мультипликаторе, промежуточных баках, гидроцилиндре и в других узлах устанавливаются контрольно-измерительные приборы (не показаны) — манометры, вакуумметр, злектроконтактные термометры, служащие автоматизации и безопасности процесса вытеснения жидкостей из камеры высокого давления.. 21633

pffft 7

1216331

E1 H Е4 62

Фив. 4

12!6331

H E SZ tZ e< 6

Составитель И. Келке

Редактор Н. Бобкова Техред7(„Кастелевич

Корректор 1 *Демчик

Филиал ППП "Патечт",, r, Ужгород, ул, Проектная, 4

Заказ 971/Зб Тиразк 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного ко1итета СССР ло делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5