установка для выборочного измерения производительности нефтяного источника при групповом учете

Формула изобретения

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ВЫБОРОЧНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ НЕФТЯНОГО ИСТОЧНИКА ПРИ ГРУППОВОМ УЧЕТЕ, содержащая многоходовый переключатель с входными патрубками для сообщения с каждым из нефтяных источников, выходной патрубок которого сообщен с гидроциклонной головкой замерного сепаратора, при этом сливной патрубок последнего посредством счетчика жидкости и проходного клапана регулятора расхода связан с гидролинией для сообщения с общим трубопроводом, пульт управления, посредством блока управления и индикации сообщенный с входом управления электрогидроприводом, причем выход последнего сообщен с бесштоковой полостью силового цилиндра многоходового переключателя, отличающаяся тем, что электрогидропривод выполнен в виде электропневмоклапана и двух расположенных на одной оси и сообщенных между собой цилиндров разного диаметра, в каждом из которых установлены поршни, связанные между собой штоком, причем бесштоковая полость цилиндра меньшего диаметра заполнена рабочей жидкостью и сообщена с бесштоковой полостью силового цилиндра многоходового переключателя, а бесштоковая полость цилиндра большего диаметра посредством электропневмоклапана сообщена с газовой линией замерного сепаратора, кроме того, между поршнем большего диаметра и соответствующей торцевой частью цилиндра меньшего диаметра установлена возвратная пружина.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что проходной клапан регулятора расхода выполнен в виде золотника, подпружиненного относительно буртика входной части корпуса проходного клапана, при этом внутренний диаметр корпуса в зоне входной части превышает диаметр соответствующей части золотника, причем в средней части золотника выполнено проходное отверстие, а на внешней поверхности этой части выполнены фиксирующие канавки для взаимодействия со штоком фиксатора.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что газовая заслонка выполнена в виде обратного клапана, установленного во входном патрубке газовой линии, и поплавкового механизма, размещенного в нижней части замерного сепаратора, причем последний кинематически связан с валом эксцентрика, расположенного с возможностью взаимодействия с обратным клапаном при расположении поплавка в нижней части емкости замерного сепаратора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к средствам учета нефти, поступающей от группы источников, в частности при учете нефти от устройств ее сбора при утечках трубопроводов, располагающихся в море, например, на плавучих островах.

Известна установка для выборочного измерения производительности нефтяного источника при групповом учете, содержащая многоходовой переключатель, сепаратор, счетчик жидкости.

Недостатком указанной установки является ее высокая энергоемкость.

Известна установка аналогичного назначения, содержащая многоходовой переключатель источников, сепаратор, счетчик, блок управления.

Недостатком указанной установки является также ее высокая энергоемкость, поскольку все переключения осуществляются за счет электромеханических узлов с питанием от силовой сети.

Наиболее близким к предложенному является устройство, содержащее многоходовой переключатель с входными патрубками для сообщения с каждым из нефтяных источников, выходной патрубок которого сообщен с гидроциклонной головкой замерного сепаратора, при этом сливной патрубок последнего посредством счетчика жидкости и проходного клапана регулятора расхода связан с гидролинией для сообщения с общим трубопроводом, пульт управления, посредством блока управления и индикации, сообщенный с входом управления электрогидропривода, причем выход последнего сообщен с бесштоковой полостью силового цилиндра многоходового гидропереключателя.

Недостатком указанного технического решения является его недостаточная надежность, поскольку электрогидропривод выполнен на основе мор-компрессора, а регулятор расхода связан линиями управления с полостями замерного сепаратора, кроме того, газовая заслонка при переполнении сепаратора испытывает значительные механические нагрузки со стороны поплавкового механизма, расположенного в сепараторе, что зачастую приводит к поломке тяг.

Целью изобретения является уменьшение энергоемкости и увеличение надежности работы установки.

Указанная цель достигается тем, что электрогидропривод выполнен в виде электропневмоклапана и двух расположенных на одной оси и сообщенных между собой цилиндров разного диаметра, в каждом из которых установлены поршни, связанные между собой штоком, причем бесштоковая полость цилиндра меньшего диаметра заполнена рабочей жидкостью и сообщена с бесштоковой полостью силового цилиндра многоходового переключателя, а бесштоковая полость цилиндра большего диаметра посредством электропневмоклапана сообщена с газовой линией замерного сепаратора, кроме того, между поршнем большего диаметра и соответствующей торцовой частью цилиндра меньшего диаметра установлена возвратная пружина, а также тем, что проходной клапан регулятора расхода выполнен в виде золотника, подпружиненного относительно буртика входной части корпуса проходного клапана, при этом внутренний диаметр корпуса в зоне входной части превышает диаметр соответствующей части золотника, причем в средней части золотника выполнено входное отверстие, а на внешней поверхности этой части выполнены фиксирующие канавки для взаимодействия со штоком фиксатора, а также тем, что газовая заслонка выполнена в виде обратного клапана, установленного во входном патрубке газовой линии и поплавкового механизма, размещенного в нижней части замерного сепаратора, причем последний кинематически связан с валом эксцентрика, расположенного с возможностью взаимодействия с обратным клапаном при расположении поплавка в нижней части емкости замерного сепаратора.

Поиск, проведенный по научной и патентной литературе, показал, что предложенная совокупность признаков неизвестна, т.е. предложенное техническое решение соответствует критерию "новизна". Поскольку средства и отдельные узлы, составляющие данную установку стандартные или выполнены из стандартных элементов, то предложенная установка соответствует критерию "промышленная применимость". Анализ свойств, признаков, входящих в предложенное техническое решение, показал, что более высокие качества-свойства обусловлены новым конструктивным выполнением электромеханического привода, регулятора расхода и газовой заслонки, т.е. имеет место новый, более высокий эффект, выражающийся в увеличении надежности установки и повышении ее экономичности, т.е. предложенное техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 представлена блок-схема установки; на фиг. 2 регулятор расхода в разрезе; на фиг. 3 то же, в открытом состоянии; на фиг. 4 блок-схема электромеханического привода; на фиг. 5 газовая заслонка в открытом положении; на фиг. 6 то же, в закрытом положении.

Установка содержит многоходовой переключатель 1, электрогидропривод 2, замерный сепаратор 3, счетчик жидкости 4, регулятор расхода 5, блок управления и индикации 6, вентилятор 7, задвижки 8, входные патрубки для сообщения с каждым из нефтяных источников 9, на которых расположены шаровые краны, трубопроводы (гидролинии) 10, пульт управления 11.

Регулятор расхода имеет корпус 12, золотник 13 с буртиком 14 на входной части, которая имеет уплотнение, возвратную пружину 15, регулировочные гайки 16, 17, клапан ИЛИ-ИЛИ 18, фиксатор 19, спусковую кнопку 20.

Электрогидропривод 2 имеет пружину 21, расположенную между поршнями 22, 23 разного диаметра, сообщенными штоком 24, причем поршень 22 образует со стенками цилиндра 25 полость 26, которая сообщается гидравлически с бесштоковой полостью силового гидроцилиндра 27. Электропневмоклапан 28 связывает бесштоковую полость 29 с газовой линией 30 сепаратора 3 и с выходным патрубком 31 (выход на "свечу").

В сепараторе 3 расположена газовая заслонка в виде обратного клапана 32, расположенная в патрубке 33 газовой линии и связанного с поплавковым механизмом 34, кинематически связанным с валом эксцентрика 35.

При этом переключатель 1 сообщен с гидроциклонной головкой сепаратора 3, из которого нефть поступает через счетчик 4 и регулятор 5 в общий трубопровод 10. Электрогидропривод 2 связан с силовым цилиндром переключателя 1, а блок управления и индикации 6 подключен к элементам контроля работы переключателя 1, например, как это имеет место в установке "Спутник", также осуществляется индикация регистрируемых величин, без изменения оставлены все нефтяные линии данной установки.

Предложенная установка работает следующим образом. Нефть от источника по одному из патрубков 9 поступает на переключатель 1 и далее в сепаратор 3. Происходит заполнение нижней части емкости сепаратора 3, поплавковый механизм 34 перестает действовать эксцентриком 35 на обратный клапан 32, который закрывается. Давление в сепараторе 3 возрастает и при достижении некоторой заданной величины открывается регулятор расхода 5, т.е. отжимается золотник 13, и нефть проходит в общий трубопровод 10. Величина потока регистрируется счетчиком жидкости 4. На блоке 6 осуществляется индикация регистрируемых и задаваемых параметров, таких как номер источника, величина расхода и т.д. (как в установке "Спутник").

При необходимости переключения переключателя 1 на другой источник на блоке 6 задают данный номер, и блок 6 начинает управлять работой электропневмоклапана 28, который срабатывает заданное число раз. При этом газ из сепаратора 3 по линии 30 поступает в полость 29 ударно, в результате чего импульс давления передается с усилением на рабочую жидкость, находящуюся в полости 26. Это давление по гидролинии передается в бесштоковую полость силового гидроцилиндра 27 переключателя 1 и вызывает перемещение штока гидроцилиндра 27 и переключение на одну позицию переключателя 1, при повторном срабатывании клапана 28 осуществляется переключение на одну позицию далее до тех пор, пока необходимый источник не будет подключен к сепаратору 3. При этом для переключения используется энергия газового потока, который всегда присутствует как в случае поступления нефти из резервуаров в результате ее предварительного сбора от утечек или при поступлении непосредственно из скважины.

При этом в процессе работы обратный клапан 32 открывается только в моменты поднятия поплавка поплавкового механизма 34, воздействующего на эксцентрик 35, что позволяет избежать механического воздействия на заслонку при ее заклинивании, т.е. избежать поломки рычажной системы поплавкового механизма 34.

Предложенное техническое решение позволяет эффективно использовать энергию газового потока при переключении источников на измерение, исключить возможность поломки газовой заслонки и применить более простую конструкцию регулятора расхода, исключив пневматические связи регулятора с сепаратором, что приводит к общему повышению надежности с одновременным удешевлением конструкции.