RU119803U1 - STAND FOR RESEARCH OF CONDITIONS OF LIFT LIFT WITH USE OF GAS - Google Patents

Abstract

Стенд для исследования условий подъема жидкости с использованием газа, в состав которого входит лифтовая колонна, узел подачи и регулирования подачи жидкости, средство подачи и регулирования расхода газа, включающее компрессор, устройства ввода в лифтовую колонну и отвода из лифтовой колонны газожидкостной смеси, последнее из которых предназначено для передачи газожидкостной смеси в сепаратор, датчики измерения давления, установленные на заданных участках лифтовой колонны, выход сепаратора для газа посредством трубопровода подачи газа соединен через средство подачи и регулирования расхода газа с лифтовой колонной, причем выход сепаратора для жидкости соединен посредством трубопровода подачи жидкости с устройством ввода в колонну газожидкостной смеси через узел подачи и регулирования подачи жидкости, отличающийся тем, что сепаратор снабжен основным и дополнительным сливными патрубками, выходы которых совмещены и образуют общий выход сепаратора для жидкости, причем сепаратор и лифтовая колонна жестко связаны между собой так, что ось лифтовой колонны параллельна оси обечайки сепаратора, которая находится ниже оси лифтовой колонны, причем дополнительный сливной патрубок расположен на боковой поверхности днища сепаратора со стороны, противоположной расположению лифтовой колонны по отношению к оси сепаратора, устройство отвода из лифтовой колонны газожидкостной смеси снабжено выходным патрубком, ось которого перпендикулярна оси лифтовой колонны и выход упомянутого патрубка направлен в сторону наклона лифтовой колонны, причем устройство отвода из лифтовой колонны газожидкостной смеси соедине A stand for studying the conditions of liquid lifting using gas, which includes a lift column, a liquid supply and control unit, a gas supply and control device, including a compressor, devices for entering into the lift column and removing a gas-liquid mixture from the lift column, the last of which is intended for transferring the gas-liquid mixture to the separator, pressure measurement sensors installed at predetermined sections of the riser string, the outlet of the gas separator through the gas supply pipeline is connected through the means for supplying and regulating the gas flow rate to the riser, and the outlet of the liquid separator is connected via the liquid supply pipeline to a device for injecting a gas-liquid mixture into the column through a liquid supply and control unit, characterized in that the separator is equipped with a main and additional drain pipes, the outlets of which are aligned and form a common outlet of the liquid separator, and the separator and lift to the tubing is rigidly connected to each other so that the axis of the tubing is parallel to the axis of the separator shell, which is below the axis of the tubing, and an additional drain pipe is located on the side surface of the bottom of the separator on the side opposite to the location of the tubing relative to the axis of the separator; the column of the gas-liquid mixture is equipped with an outlet pipe, the axis of which is perpendicular to the axis of the production string and the outlet of the said pipe is directed towards the inclination of the production string, and the device for removing the gas-liquid mixture from the production string is connected

Description

Полезная модель относится к технике для исследования процессов добычи газа и нефти в нефтегазовой отрасли, связанной с изучением процессов движения газожидкостных потоков в вертикальных и наклонных газовых скважинах.The utility model relates to techniques for studying gas and oil production processes in the oil and gas industry related to the study of gas-liquid flow processes in vertical and deviated gas wells.

Из уровня техники известна установка для моделирования натурных условий работы скважин газовых, газоконденсатных и нефтяных месторождений (патент РФ №48581 U1, 27.10.2005, Е21 В47/00). Установка состоит из колонн труб, компрессора, узла подачи и регулирования расхода жидкости, устройств ввода в колонну смеси газа и жидкости и отвода из колонны этой смеси. Установка снабжена сепаратором, имеющим выходы для жидкости и газа, при этом выход для жидкости из сепаратора соединен с узлом подачи и регулирования расхода жидкости трубопроводом, а выход для газа -трубопроводом со входом компрессора. К недостаткам известной установки относится невысокая точность результатов экспериментов отвода газожидкостной смеси из рабочей колонны и отвода жидкости из сепаратора при работе с лифтовыми колоннами, отклоняемыми от вертикали, обусловленная конструкцией сепаратора, в застойных зонах которого постоянно может находиться неопределяемое однозначно количество жидкости.The prior art installation for modeling the field conditions for the operation of gas, gas condensate and oil fields (RF patent No. 48581 U1, 10.27.2005, E21 B47 / 00). The installation consists of pipe columns, a compressor, a unit for supplying and regulating the flow of liquid, devices for introducing a mixture of gas and liquid into the column and withdrawing this mixture from the column. The installation is equipped with a separator having outlets for liquid and gas, while the outlet for liquid from the separator is connected to the supply and control unit for the flow of liquid by the pipeline, and the gas outlet is connected to the pipeline with the compressor inlet. The disadvantages of the known installation include the low accuracy of the experimental results of the removal of the gas-liquid mixture from the working column and the removal of liquid from the separator when working with elevator columns deviating from the vertical, due to the design of the separator, in the stagnant zones of which there can constantly be an undetectable amount of liquid.

Наиболее близким к предлагаемому решению является стенд для исследования условий подъема жидкости с использованием газа из скважин газовых, газоконденсатных и нефтяных месторождений (патент РФ №48580 U1, 27.10.2005, Е21В 47/00). Стенд для исследования условий подъема жидкости с использованием газа из скважин газовых, газоконденсатных и нефтяных месторождений состоит из одной или нескольких колонн труб, установленных вертикально, средства подачи и регулирования расхода газа, узла подачи и регулирования расхода жидкости, устройств ввода в колонну газожидкостной смеси и отвода из колонны этой смеси. В устройстве ввода в колонну газожидкостной смеси производится смешивание газа и жидкости. Стенд снабжен не сообщающимся с атмосферой сепаратором, имеющим выходы для жидкости и газа. Средство подачи и регулирования расхода газа содержит компрессор, патрубок подачи избыточного давления газа и патрубок сброса газа, снабженные запорно-регулирующими устройствами. Устройство ввода в колонну газожидкостной смеси снабжено сливным патрубком, с запорным устройством. Недостаток известного стенда состоит в том, что при работе с лифтовыми колоннами, отклоняемыми от вертикали, ухудшаются условия отвода газожидкостной смеси из рабочей колонны и отвода жидкости из сепаратора. При работе известный стенд не обеспечивает достоверность и точность результатов экспериментов.Closest to the proposed solution is a stand for studying the conditions of liquid lifting using gas from wells of gas, gas condensate and oil fields (RF patent No. 48580 U1, 10.27.2005, Е21В 47/00). The stand for studying the conditions of liquid lifting using gas from gas, gas condensate and oil fields consists of one or several pipe columns installed vertically, means for supplying and regulating the flow of gas, a unit for supplying and regulating the flow of liquid, devices for introducing the gas-liquid mixture into the column and the outlet from the columns of this mixture. In the input device into the column of a gas-liquid mixture, gas and liquid are mixed. The stand is equipped with a separator that does not communicate with the atmosphere and has exits for liquid and gas. The means for supplying and regulating the gas flow rate comprises a compressor, an overpressure gas supply pipe and a gas discharge pipe equipped with shut-off and control devices. The input device to the column of gas-liquid mixture is equipped with a drain pipe, with a locking device. A disadvantage of the known stand is that when working with elevator columns deflected from the vertical, the conditions for withdrawing a gas-liquid mixture from the working column and for draining the liquid from the separator are worsened. During operation, the well-known stand does not provide the reliability and accuracy of the results of experiments.

Задачей, на решение которой направлено создание предлагаемой полезной модели, состоит в создании стенда для исследования условий подъема жидкости с использованием газа, устраняющего указанные недостатки.The task to which the creation of the proposed utility model is aimed is to create a stand for studying the conditions of liquid lifting using gas that eliminates these disadvantages.

Технический результат, достигаемый предлагаемым стендом, заключается в улучшении условий отвода газожидкостной смеси из лифтовой колонны, работающей под наклоном, а также отвода жидкости из нижней части сепаратора, повышении достоверности и точности проводимых исследований.The technical result achieved by the proposed stand is to improve the conditions for the discharge of the gas-liquid mixture from the elevator column working at an angle, as well as the removal of liquid from the bottom of the separator, increasing the reliability and accuracy of the studies.

Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что в состав стенда для исследования условий подъема жидкости с использованием газа входит лифтовая колонна, узел подачи и регулирования подачи жидкости, средство подачи и регулирования расхода газа, включающее компрессор, устройства ввода в лифтовую колонну и отвода из лифтовой колонны газожидкостной смеси. Устройство отвода из лифтовой колонны газожидкостной смеси предназначено для передачи газожидкостной смеси в сепаратор, на заданных участках лифтовой колонны установлены датчики измерения давления. Выход сепаратора для газа посредством трубопровода подачи газа соединен через средство подачи и регулирования расхода газа с лифтовой колонной. Выход сепаратора для жидкости соединен посредством трубопровода подачи жидкости с устройством ввода в колонну газожидкостной смеси через узел подачи и регулирования подачи жидкости. Технический результат в предлагаемом стенде достигается за счет того, что сепаратор снабжен основным и дополнительным сливными патрубками, выходы которых совмещены и образуют общий выход сепаратора для жидкости. Причем сепаратор и лифтовая колонна жестко связаны между собой так, что ось лифтовой колонны параллельна оси обечайки сепаратора, которая находится ниже оси лифтовой колонны. Дополнительный сливной патрубок расположен на боковой поверхности днища сепаратора со стороны, противоположной расположению лифтовой колонны по отношению к оси сепаратора. Устройство отвода из лифтовой колонны газожидкостной смеси снабжено выходным патрубком, ось которого перпендикулярна оси лифтовой колонны, а выход патрубка направлен в сторону наклона лифтовой колонны. При этом устройство отвода из лифтовой колонны газожидкостной смеси соединено с сепаратором через выходной патрубок.The essence of the proposed utility model lies in the fact that the composition of the stand for studying the conditions for raising liquid using gas includes an elevator column, a unit for supplying and regulating the supply of gas, means for supplying and regulating the flow of gas, including a compressor, input devices to the elevator column and the outlet of the elevator columns of gas-liquid mixture. The device for removing the gas-liquid mixture from the elevator column is designed to transfer the gas-liquid mixture to the separator; pressure measurement sensors are installed on the specified sections of the elevator column. The output of the gas separator by means of a gas supply pipe is connected through a means for supplying and regulating gas flow to an elevator column. The output of the liquid separator is connected via a liquid supply line to a device for introducing a gas-liquid mixture into the column through a liquid supply and control unit. The technical result in the proposed stand is achieved due to the fact that the separator is equipped with a main and additional drain pipes, the outputs of which are combined and form a common outlet of the separator for liquid. Moreover, the separator and the lift column are rigidly interconnected so that the axis of the lift column is parallel to the axis of the shell of the separator, which is below the axis of the lift column. An additional drain pipe is located on the side surface of the separator bottom from the side opposite to the location of the lift column with respect to the axis of the separator. The device for discharging the gas-liquid mixture from the elevator column is provided with an outlet pipe whose axis is perpendicular to the axis of the elevator column, and the outlet of the nozzle is directed towards the inclination of the elevator column. In this case, the device for draining the gas-liquid mixture from the elevator column is connected to the separator through the outlet pipe.

Схема предлагаемого стенда для исследования условий подъема жидкости с использованием газа представлена на чертеже. В состав стенда входит:The scheme of the proposed stand for the study of the conditions for lifting liquid using gas is shown in the drawing. The stand includes:

- лифтовая колонна (1), устанавливаемая в вертикальном или наклонном положении;- an elevator column (1) installed in a vertical or inclined position;

- средство подачи и регулирования расхода газа (2), состоящее из компрессора (9) и запорно-регулирующей арматуры;- means for supplying and regulating gas flow (2), consisting of a compressor (9) and shut-off and control valves;

- узел подачи и регулирования подачи жидкости (3), работающий по замкнутому циклу;- node supply and regulation of fluid supply (3), operating in a closed cycle;

- снизу и сверху лифтовой колонны установлены соответственно устройство ввода в лифтовую колонну (4) и устройство отвода из лифтовой колонны (5) газожидкостной смеси;- below and above the elevator column, an input device to the elevator column (4) and a device for removing gas-liquid mixture from the elevator column (5) are respectively installed;

- сепаратор (6);- separator (6);

- трубопроводы подачи газа (7) и жидкости (8) соответственно;- gas supply pipelines (7) and liquids (8), respectively;

- измерительная аппаратура (расходомеры газа и жидкости, преобразователи разности давлений, датчики давлений, датчики температуры, на чертеже не показаны);- measuring equipment (gas and liquid flow meters, differential pressure transmitters, pressure sensors, temperature sensors, not shown in the drawing);

- выходной патрубок (10) на выходе из устройства отвода из лифтовой колонны (5) газожидкостной смеси;- the outlet pipe (10) at the outlet of the outlet device from the elevator column (5) of the gas-liquid mixture;

- основной сливной патрубок (11) сепаратора (6);- the main drain pipe (11) of the separator (6);

- дополнительный сливной патрубок (12) сепаратора (6).- an additional drain pipe (12) of the separator (6).

В предлагаемом стенде устройство отвода из лифтовой колонны газожидкостной смеси снабжено выходным патрубком, расположенным в направлении наклона лифтовой колонны от вертикали, так, что ось выходного патрубка (10) перпендикулярна оси лифтовой колонны. Выходы основного и дополнительного патрубков совмещены и образуют общий выход сепаратора для жидкости. Причем выходной патрубок и сепаратор, расположены вблизи верхней части лифтовой колонны. При этом основной или дополнительный патрубки для отвода жидкости (в зависимости от конструкции сепаратора) расположены в нижней части сепаратора, с боковой стороны днища (в сторону наклона лифтовой колонны). Место расположения дополнительного и сливного патрубков в нижней части сепаратора зависит от формы днища (например, эллиптического или плоского) и конструкции сепаратора.In the proposed stand, the device for discharging the gas-liquid mixture from the elevator column is equipped with an outlet pipe located in the direction of the elevator column inclination from the vertical, so that the axis of the outlet pipe (10) is perpendicular to the axis of the elevator column. The outputs of the main and additional nozzles are combined and form a common output of the separator for liquid. Moreover, the outlet pipe and the separator are located near the upper part of the elevator column. In this case, the main or additional nozzles for draining the liquid (depending on the design of the separator) are located in the lower part of the separator, on the side of the bottom (towards the tilt of the elevator column). The location of the additional and drain pipes in the lower part of the separator depends on the shape of the bottom (for example, elliptical or flat) and the design of the separator.

Работа на стенде.Work at the stand.

Стенд подключают к источнику газа высокого давления патрубком подачи избыточного давления газа (на чертеже не показан). Затем открывают запорно-регулирующую арматуру средства подачи и регулирования расхода газа (2) и заполняют все устройства стенда газом до заданного давления. Величину давления контролируют по показаниям приборов измерения давления на входе в лифтовую колонну или на выходе из лифтовой колонны. Упомянутые датчики могут быть установлены на нижнем и верхнем или на другом участке лифтовой колонны (1). После того, как давление газа в стенде достигнет заданного значения, в работу включают компрессор (9). При этом газ из сепаратора (6) всасывается в компрессор (9), а затем: подается через прибор измерения расхода газа и устройство ввода в лифтовую колонну газожидкостной смеси (4) в нижнюю часть лифтовой колоны (1). Газ, поступивший в лифтовую колонну (1), поднимается по ней вверх и через устройство (5) отвода газожидкостной смеси из лифтовой колонны через выходной патрубок (10) по трубопроводу поступает в сепаратор (6), а затем в компрессор (9). Газ, заполняющий стенд, начинает циркулировать по стенду. Жидкость подают в узел подачи и регулирования расхода жидкости (3), а затем в устройство ввода в лифтовую колонну газожидкостной смеси (4), в котором жидкость смешивается с газом и газожидкостная смесь под действием напора газа поднимается по лифтовой колонне (1). Достигнув верха лифтовой колонны (1), газожидкостная смесь через устройство (5) отвода газожидкостной смеси из лифтовой колонны через выходной патрубок (10) по трубопроводу поступает в сепаратор (6).The stand is connected to a high pressure gas source by a pipe for supplying excess gas pressure (not shown in the drawing). Then, the shut-off and control valves of the means for supplying and regulating the gas flow (2) are opened and all the devices of the stand are filled with gas to a predetermined pressure. The pressure value is controlled by the readings of pressure measuring instruments at the entrance to the elevator column or at the exit of the elevator column. The said sensors can be installed on the lower and upper or in another section of the elevator column (1). After the gas pressure in the stand reaches the set value, the compressor (9) is turned on. In this case, gas from the separator (6) is sucked into the compressor (9), and then: it is supplied through the gas flow meter and the device for introducing the gas-liquid mixture (4) into the elevator column to the lower part of the elevator column (1). The gas entering the lift column (1) rises upward through it and through the device (5) for discharging the gas-liquid mixture from the lift column through the outlet pipe (10) through a pipeline enters the separator (6) and then to the compressor (9). Gas filling the stand begins to circulate through the stand. The fluid is supplied to the fluid supply and control unit (3), and then to the gas-liquid mixture input device (4), in which the liquid is mixed with gas and the gas-liquid mixture rises through the gas column (1) under the influence of gas pressure. Having reached the top of the elevator column (1), the gas-liquid mixture through the device (5) for discharging the gas-liquid mixture from the elevator column through the outlet pipe (10) enters the separator (6) through the pipeline.

В сепараторе жидкость отделяется от газа и стекает по основному и дополнительному патрубкам (11) и (12) через общий выход по трубопроводу (8) в узел подачи и регулирования подачи жидкости (3), а газ по трубопроводу (7) поступает в компрессор (9).In the separator, the liquid is separated from the gas and flows through the primary and secondary nozzles (11) and (12) through a common outlet through the pipeline (8) to the fluid supply and control unit (3), and gas through the pipeline (7) enters the compressor ( 9).

После окончания эксперимента жидкость сливается через сливной патрубок с запорным устройством, находящиеся внизу лифтовой колонны.After the experiment, the liquid is drained through the drain pipe with a locking device located at the bottom of the lift column.

Во время проведения конкретного эксперимента измеряют давления в заданных участках лифтовой колонны (1) датчиками измерения давления. Выполнив требуемые измерения, меняют технологические параметры режима работы стенда: давление, расходы газа - с помощью компрессора (9), и жидкости - с помощью насоса или прекращают работу стенда, удалив жидкость из колонны в систему утилизации.During a specific experiment, pressure is measured in predetermined portions of the elevator column (1) by pressure measurement sensors. Having performed the required measurements, the technological parameters of the stand operation mode are changed: pressure, gas flow rates - with the help of a compressor (9), and liquids - with the help of a pump or the stand is stopped, removing liquid from the column into the disposal system.

Таким образом, предлагаемый стенд для исследования условий подъема жидкости с использованием газа приводит к улучшению условий отвода газожидкостной смеси из лифтовой колонны, работающей под наклоном, а также обеспечивает отвод жидкости из нижней части сепаратора и повышение достоверности и точности проводимых исследований.Thus, the proposed stand for studying the conditions of liquid lifting using gas leads to an improvement in the conditions for removing the gas-liquid mixture from the elevator column working at an angle, and also provides for the removal of liquid from the lower part of the separator and increases the reliability and accuracy of the studies.

Claims (1)

Стенд для исследования условий подъема жидкости с использованием газа, в состав которого входит лифтовая колонна, узел подачи и регулирования подачи жидкости, средство подачи и регулирования расхода газа, включающее компрессор, устройства ввода в лифтовую колонну и отвода из лифтовой колонны газожидкостной смеси, последнее из которых предназначено для передачи газожидкостной смеси в сепаратор, датчики измерения давления, установленные на заданных участках лифтовой колонны, выход сепаратора для газа посредством трубопровода подачи газа соединен через средство подачи и регулирования расхода газа с лифтовой колонной, причем выход сепаратора для жидкости соединен посредством трубопровода подачи жидкости с устройством ввода в колонну газожидкостной смеси через узел подачи и регулирования подачи жидкости, отличающийся тем, что сепаратор снабжен основным и дополнительным сливными патрубками, выходы которых совмещены и образуют общий выход сепаратора для жидкости, причем сепаратор и лифтовая колонна жестко связаны между собой так, что ось лифтовой колонны параллельна оси обечайки сепаратора, которая находится ниже оси лифтовой колонны, причем дополнительный сливной патрубок расположен на боковой поверхности днища сепаратора со стороны, противоположной расположению лифтовой колонны по отношению к оси сепаратора, устройство отвода из лифтовой колонны газожидкостной смеси снабжено выходным патрубком, ось которого перпендикулярна оси лифтовой колонны и выход упомянутого патрубка направлен в сторону наклона лифтовой колонны, причем устройство отвода из лифтовой колонны газожидкостной смеси соединено с сепаратором через выходной патрубок.

A stand for studying the conditions of liquid lifting using gas, which includes an elevator column, a unit for supplying and regulating the supply of liquid, means for supplying and regulating the flow of gas, including a compressor, input devices into the elevator column and the discharge of the gas-liquid mixture from the elevator column, the last of which it is intended for transferring a gas-liquid mixture to a separator, pressure measuring sensors installed on predetermined sections of the elevator column, gas separator outlet by means of a ha supply pipe for connected through a means of supplying and regulating the flow of gas to the elevator column, and the output of the separator for liquid is connected via a pipeline for supplying liquid to the device for introducing a gas-liquid mixture into the column through the supply unit and regulating the supply of liquid, characterized in that the separator is equipped with a main and additional drain pipes, the outputs of which are combined and form the common output of the separator for liquid, and the separator and the lift column are rigidly interconnected so that the axis of the lift column is parallel SI of the separator shell, which is located below the axis of the elevator column, with an additional drain pipe located on the side surface of the separator bottom on the side opposite to the elevator column relative to the separator axis, the device for extracting the gas-liquid mixture from the elevator column is provided with an outlet nozzle, the axis of which is perpendicular to the elevator axis columns and the outlet of said pipe is directed towards the inclination of the elevator column, and the device for removing the gas-liquid mixture from the elevator column is connected on a separator through an outlet.