Введение

Технология и техника добычи нефтяных и газовых месторождений в современном мире требует глубокого изучение свойств и их содержание, а также детально знать конструкцию и принцип работы любого измерительного устройства, применяемого при добыче нефти и газа. В настоящее время известно много различных методов исследования скважин, но только гидродинамические исследования выполняются силами нефтедобывающих предприятий и являются неотъемлемой частью процессов регулирования выработки запасов углеводородов. Под гидродинамическим исследованиями скважин и пластов будем понимать совокупность различных мероприятий, направленных на измерение определенных параметров (давление, температура, дебит, время и др.) в работающих или остановленных скважин и их регистрацию. Исследование проводится специальными бригадами с использованием соответствующей техники и измерительных приборов. К гидродинамическим исследованиям будем относить термодинамические и дебитометрические исследования скважин.

В лабораторном практикуме рассмотрены конструкции глубинного геликсного манометра, дифференциального манометра, дебитомера, расходомера, эхолота, динамографа. По определению коэффициента подачи штанговой скважинной насосной установки студенты могут глубоко освоить принцип работы ШСНУ.

Работа предназначена для выполнения студентами лабораторных работ, предусмотренных учебным планом и рабочими программами (силлабусами).

При подготовке к лабораторным работам необходимо изучить соответствующий раздел по рекомендуемой литературе и схему установки, ответить на контрольные вопросы. По заданным вариантом сделать необходимые расчеты, занести в таблицу.

После выполнения лабораторной работы, результаты оформляются в соответствии с СТП-168-98. Защита лабораторной работы производится во время лабораторных занятий.

Лаботаторная работа №1 глубинный геликсный манометр мгн-2

1. Цель работы:

- Ознакомиться с конструкцией манометра МГН-2

- Изучить принцип работы прибора

- Научиться расшифровывать показания манометра МГН-2

2. Назначение прибора. Основные технические характеристики

Автономные манометры геликсного типа применяют для измерения высоких давлений (до 150 МПа) при повышенных температурах в скважине (16 С- 400 С). В настоящее время для, исследования скважин выпускают нормальный ряд геликсных манометров типа МГН-2, а также манометры МГН-1М, и МГН-3, предназначенные для опробования скважин с помощью трубных испытательных пластов. Принципиальная схема манометра приведена на рис.1.1. Измеряемое давление в скважине передается через разделительный сильфон жидкости, заполняющей внутреннюю полость системы- сильфон-геликс. Под действием этого давления свободный конец геликса поворачивается на угол, пропорциональный измеряемому давлению. Угол поворота конца пружины регистрируется на специальном бланке, вставленном в каретку, которая перемещается поступательно по ходовому винту, вращаемому часовым приводом. Манометры МГН-2 снабжены двумя сменными ходовыми винтами с разным шагом и редуктором, что обеспечивает получение четырех масштабов записи времени без смены часового привода. Манометры МГН-1М и МГН-3 снабжены гидровыключателями, предназначенными для включения часовых прводов после спуска испытателя пластов на заданную глубину. Поэтому во время продолжительного спуска испытателя пластов давление во времени может не регистрироваться.

Геликсные манометры применяются:

• для измерения забойных давлений на различных режимах работы в скважинах, не оборудованных насосами;

• для определения начального и текущего пластового давления;

• для определения депрессии на забое скважины;

• для определения, распределения давлений по стволу скважины;

• для гидродинамических исследований, проводимых на скважинах.

В нефтепромысловой практике разработаны и применяются следующие виды глубинных манометров МГГ-2У, МГГ 63/250, МГЛ-5, МГН-2

Продолжительность непрерывной работы прибора для МГГ-2У – до 15 часов. Для геликсных лифтовых манометров продолжительность работы составляет 7 суток.

3. Описание прибора. Принцип действия

Манометр нормального ряда МГН-2 четко разделен на 2 функциональных узла – манометрический блок и механизм записи.

В приборе имеется термометрическая секция с максимальным термометром. Максимальный термометр применяют для контроля температуры с целью введения температурных поправок.

Манометрический блок состоит из сильфонового разделителя 10, и геликса 8, зубчатой муфты 3 и ходового винта 4 (рис. 1.1).

Механизм записи собран в корпусе и состоит из часового механизма 2 и барабана записи 5. Барабан 5 перемещается поступательно вниз под действием собственной массы и центрируется относительно барабана направляющей трубой. Механизм записи защищен от действия наружной среды сваренным корпусом.

Внутренняя полость сильфонового разделителя 10 и геликса 8 гидродинамически сообщаются и заполнены индустриальным маслом.

Перед спуском манометра в скважину необходимо на бланке отбить нулевую линию и установить перо в нижней части барабана.

В процессе спуска манометра по стволу скважины вниз давление внешней среды через отверстие в трубе 11 оказывает давление на сильфон 10.

Для прямых измерений давления применяют скважинные манометры геликсного и пружинно-поршневого типов, а также газонаполненные дифманометры.

Давление передается жидкости, заполняющей многовитковую пружину 8 (геликс), в результате чего геликс раскручивается и перо 6, которое закреплено на геликсе через передаточный валик будет отклоняться от первоначального положения на угол, пропорциональный измеренному давлению =f(P) (рис.1.2). Величина угла регистрируется пишущим пером 6 на диаграммном бланке, вставленном в каретку (барабан) 5.

Рисунок 1.1 -МГН-2У

1 - проволока; 2 - часовой механизм; - 3 - зубчатая муфта, 4 - ходовой винт, 5 - барабан записи, 6 - перо; 7 - шток, 8 - геликс; 9 - соединительный канал; 10 - сильфон, 11 - окно, 12 – термометр;

Рисунок 1.2 - Разрез А-А

1 - корпус манометра; 2 - барабан; 3 - перо,

а - первоначальное положение пера, б - положение пера на измеряемой глубине

Для измерения давления на забое скважины манометр МГН-2 спускают в скважину через лубрикатор на стальной проволоке диаметром 1,6-2,2 мм с постоянной скоростью. После выдерживания определенного времени манометр поднимают на поверхность. Из манометра извлекается диаграммный бланк, изображение которого, повернутое на 90 градусов, представлено на рис.1.3.

Рисунок - 1.3

0 - 0 - нулевая линия или линия отсутствия избыточного давления. Линия 2 - 3 - остановка прибора.

Ордината Lизм соответствует измеряемому давлению L=f(P).

4. Расшифровка показаний манометра МГН-2

Чтобы определить величину давления, необходимо измерить ординату записи на манометрическом блоке. Ординату можно измерить при помощи специальных аппаратов – компаратора, микроскопа с палеткой или ученической линейкой с возможно большой точностью.

При вычислении давления нужно пользоваться данными таблицы 1.1, составленной в результате тарировки прибора.

Таблица 1.1

Pтабл, МПа	Lтабл - ордината записи тарировочных данных при t		 Lk - разность табличных значений ординат, мм	Pтабл/Lk	Коэф-циент темпера- турной поправки m*1000
	tk= 23 C	tk= 79 C
0.3	4,893	4,910	5,112	0.05868	1,86
0.6	10,005	10,08			8,04
			5,265	0.05698
0.9	15,27	15,38			11,5
			5,38	0.05576
1.2	20,65	20,85			21.7

1. Величину давления соответствующей ординаты, записанной манометром находят по формуле (2.1), используя таблицу 2.2.

(1.1)

где P_табл - значение давления, соответствующее меньшему значению на границах табличного интервала измеренной ординаты, МПа;

 P_табл - разность табличных значений давления, соответствующих ближайшим большему и меньшему табличным значениям ординат, МПа;

 L_k- разность указанных табличных Х значений ординат, в соответствующем;

L_изм- ордината, измеренная на манометрическом бланке.

2. Температурную поправку вычисляют по формуле

(1.2)

где t_скв – температура в точке измерения давления.

t_k – температура тарировки прибора.

m_l – коэффициент температурной поправки.

Значение коэффициента температурной поправки m_l определяют по формуле (1.3)

гдеm_табл – значение температурного коэффициента соответствующего меньшему L _табл на границах табличного интервала измеренной ординаты;

m – разность табличных значений коэффициентов температурной поправки соответствующих ближайшим большему и меньшему значениям табличных ординат L.

3. Истинное давление определяют по формуле:

(1.4)

(если температура в окружающей среде выше температуры тарировки прибора, то температурную поправку вычитают, если ниже – прибавляют)

Расчеты осуществлять да четвертого знака после запятой.

Контрольные вопросы

1. Назначение прибора

2. Предел термобарических пластовых параметров использования пробора

3. Основные элементы прибора

4. Принцип действия манометра

5. Объяснить расшифровку показаний манометра