[**]

Раскрыто устройство для забора проб, добываемых из скважины текучих сред, содержащее сосуд, содержащий внутреннюю камеру. Кроме того, устройство содержит выпускную трубу для углеводородных текучих сред, гидравлически связанную с внутренней камерой. Дополнительно устройство содержит впускную трубу для скважинных текучих сред, расположенную с совпадением осей внутри выпускной трубы для углеводородных текучих сред и гидравлически связанную с внутренней камерой. Впускная труба для скважинных текучих сред содержит первую часть, проходящую из сосуда, а также вторую часть, проходящую во внутреннюю камеру. Вторая часть впускной трубы для скважинных текучих сред содержит несколько отверстий, сконфигурированных для направления добываемых из скважины текучих сред радиально наружу из впускной трубы для скважинных текучих сред. Кроме того, устройство содержит выпуск для отобранных текучих сред, гидравлически связанный с внутренней камерой.

(57) Реферат / Формула:

Раскрыто устройство для забора проб, добываемых из скважины текучих сред, содержащее сосуд, содержащий внутреннюю камеру. Кроме того, устройство содержит выпускную трубу для углеводородных текучих сред, гидравлически связанную с внутренней камерой. Дополнительно устройство содержит впускную трубу для скважинных текучих сред, расположенную с совпадением осей внутри выпускной трубы для углеводородных текучих сред и гидравлически связанную с внутренней камерой. Впускная труба для скважинных текучих сред содержит первую часть, проходящую из сосуда, а также вторую часть, проходящую во внутреннюю камеру. Вторая часть впускной трубы для скважинных текучих сред содержит несколько отверстий, сконфигурированных для направления добываемых из скважины текучих сред радиально наружу из впускной трубы для скважинных текучих сред. Кроме того, устройство содержит выпуск для отобранных текучих сред, гидравлически связанный с внутренней камерой.

---

(19)
Евразийское
патентное
ведомство
(21) 201370075 (13) A1
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки 2013.09.30
(22) Дата подачи заявки
2011.09.21
(51) Int. Cl.
B01D 17/02 (2006.01) E21B 49/08 (2006.0l) G01N1/10 (2006.01) G01N33/18 (2006.01) G01N33/24 (2006.0l) E21B 43/34 (2006.01)
(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАБОРА ПРОБ, ДОБЫВАЕМЫХ ИЗ СКВАЖИНЫ ТЕКУЩИХ СРЕД, И РЕАЛИЗУЕМЫЙ ИМ СПОСОБ ЗАБОРА
(31) (32) (33)
(86) (87) (71)
61/384,806
2010.09.21
PCT/US2011/052572 WO 2012/040339 2012.03.29
Заявитель:
БП КОРПОРЕЙШН НОРТ АМЕРИКА ИНК. (US); БП ЭКСПЛОРЕЙШН ОПЕРЕЙТИНГ КОМПАНИ ЛИМИТЕД (GB)
(72) Изобретатель:
Бэрроу Киран Е., Эдвардс Марк А., Харви Майкл П., Кови Лоренс Г. (US)
(74) Представитель:
Дементьев В.Н. (RU)
(57) Раскрыто устройство для забора проб, добываемых из скважины текучих сред, содержащее сосуд, содержащий внутреннюю камеру. Кроме того, устройство содержит выпускную трубу для углеводородных текучих сред, гидравлически связанную с внутренней камерой. Дополнительно устройство содержит впускную трубу для сква-жинных текучих сред, расположенную с совпадением осей внутри выпускной трубы для углеводородных текучих сред и гидравлически связанную с внутренней камерой. Впускная труба для скважин-ных текучих сред содержит первую часть, проходящую из сосуда, а также вторую часть, проходящую во внутреннюю камеру. Вторая часть впускной трубы для скважинных текучих сред содержит несколько отверстий, сконфигурированных для направления добываемых из скважины текучих сред радиально наружу из впускной трубы для скважин-ных текучих сред. Кроме того, устройство содержит выпуск для отобранных текучих сред, гидравлически связанный с внутренней камерой.
I ^
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАБОРА ПРОБ. ДОБЫВАЕМЫХ ИЗ СКВАЖИНЫ ТЕКУЩИХ
СРЕД И РЕАЛИЗУЕМЫЙ ИМ СПОСОБ ЗАБОРА
Область техники
Настоящее изобретение в целом относится к добыче углеводородов из подземной формации. Более конкретно, настоящее изобретение относится к способу и устройству для отбора проб из потока углеводородов с низкой обводненностью.
Уровень техники
При осуществлении работ по добыче углеводородов совместно с углеводородами может быть добыта вода. Обычно вода смешана с неочищенной нефтью, газом или другими углеводородными текучими средами или образует с ними суспензию, при этом не происходит образование раствора с углеводородными текучими средами. Как правило, процентное содержание воды, смешанной с углеводородами, добытыми из скважин для добычи углеводородов, называют также "обводненностью" и оно составляет более 10% (по объему). Однако из некоторых скважин добывают поток углеводородов, характеризующийся очень низкой обводненностью. Разделение воды и углеводородов в таких добываемых потоках с низкой обводненностью, как правило, является более сложным по сравнению с добываемыми потоками с высокой обводненностью.
Забор проб и анализ воды, добытой из скважины, служит для нескольких целей. Например, во время добычи скважина может быть обработана некоторыми соединениями для увеличения добычи или для предотвращения возникновения некоторых неблагоприятных условий. Указанные обработки могут предусматривать нагнетание воды, содержащей поверхностно-активные вещества или полимеры. Кроме того, указанные обработки могут предусматривать противокоррозионные обработки (добавление ингибитора коррозии) или обработки с целью предотвращения образования гидратов или отложений парафинов или солей. Указанные обработки способствуют перемещению текучей среды на поверхность и/или предотвращают отложения затвердевшего масляного осадка. Относительные значения физических и/или химических характеристик,
образующихся в результате этих обработок в воде или других текучих средах, могут значительно изменяться со временем. Одним из способов контроля и регулировки указанных обработок является отбор проб и анализ добытой воды для определения количества и характеристик добавок, присутствующих в воде. Анализируемые и оцениваемые характеристики воды, как правило, включают, кроме прочего, электрическое сопротивление, плотность, рН, электрическую проводимость, бикарбонатную щелочность и количественный элементарный анализ. Пробы воды могут также быть использованы для анализа источника текучих сред, добытых из многозонных оборудованных скважин. Эта информация может быть использована при планировании развития коллекторов и планировании выработки запасов.
Один стандартный способ забора проб воды из добытого потока углеводородов предусматривает забор изолированной прямой пробы из трубопровода в один момент времени, отделение воды, а затем проведение анализа отделенной воды. Таким образом, согласно этому подходу непрерывный забор проб и анализ добытой воды в течение продолжительного периода времени не может быть осуществлен без повторного забора отдельных проб из трубопровода. Кроме того, в случае добываемых скважинных текучих сред с низкой обводненностью сложно выполнить отделение воды от углеводородов.
Соответственно, исходя из описанного выше, существует потребность в создании улучшенных систем и способов для отбора проб воды из добытого потока углеводородов. Такие системы и способы будут пользоваться большим успехом, если они будут обеспечивать потенциальную возможность для непрерывного забора проб в течение продолжительного периода времени и могут быть использованы совместно с потоками углеводородов, характеризующимися низкой обводненностью.
Раскрытие изобретения
Эти и другие потребности могут быть удовлетворены согласно данному изобретению при помощи устройства для забора проб добываемых из скважины текучих сред. Согласно одному варианту осуществления изобретения устройство содержит сосуд, содержащий внутреннюю камеру. Кроме того, устройство содержит выпускную трубу для углеводородных текучих сред, гидравлически связанную с внутренней камерой. Также
устройство содержит впускную трубу для скважинных текучих сред, расположенную с совпадением осей внутри выпускной трубы для углеводородных текучих сред и гидравлически связанную с внутренней камерой. Впускная труба для скважинных текучих сред содержит первую часть, проходящую из сосуда, а также вторую часть, проходящую во внутреннюю камеру. Вторая часть впускной трубы для скважинных текучих сред содержит несколько отверстий, сконфигурированных для направления добываемых из скважины текучих сред радиально наружу из впускной трубы для скважинных текучих сред. Дополнительно, устройство содержит выпуск для отобранных текучих сред, гидравлически связанный с внутренней камерой.
Согласно другому варианту осуществления предложен способ, который предусматривает: (а) обеспечение непрерывного потока добываемых скважинных текучих сред в устройство для забора проб. Устройство для забора проб содержит сосуд, содержащий внутреннюю камеру, выпускную трубу для углеводородных текучих сред, гидравлически соединенную с внутренней камерой, и впускную трубу для скважинных текучих сред, расположенную с совпадением осей внутри выпускной трубы для углеводородных текучих сред и гидравлически связанную с внутренней камерой. Кроме того, способ предусматривает (Ь) обеспечение потока добываемых скважинных текучих сред через впускную трубу для скважинных текучих сред во внутреннюю камеру сосуда. Также способ предусматривает (с) обеспечение отделения пробной текучей среды в добываемых скважинных текучих средах от одной или нескольких углеводородных текучих сред в добываемых скважинных текучих средах в нижнюю часть внутренней камеры под действием силы тяжести. Кроме того, способ предусматривает (d) отбор пробы от пробной текучей среды из сосуда через выпуск для отобранных текучих сред.
Согласно еще одному варианту осуществления устройство для забора проб содержит сосуд, имеющий внутреннюю камеру. Кроме того, устройство содержит выпускную трубу для углеводородных текучих сред, соединенную с сосудом. Также устройство содержит впускную трубу для скважинных текучих сред, проходящую с совпадением осей через выпускную трубу для углеводородных текучих сред во внутреннюю камеру. Кроме того, устройство содержит выпуск для отобранных текучих сред, расположенный в нижнем конце сосуда и гидравлически связанный с внутренней камерой. Более того, кольцевой канал, радиально расположенный между выпускной трубой
для углеводородных текучих сред и впускной трубой для скважинных текучих сред. Кольцевой канал содержит впускной конец, гидравлически связанный с внутренней камерой.
Изложенное выше обозначает довольно широко признаки и технические преимущества настоящего изобретения для того, чтобы следующее ниже подробное описание настоящего изобретения могло быть лучше понято. Далее будут описаны дополнительные признаки и преимущества настоящего изобретения, которые образуют объект формулы изобретения. Специалисту в данной области техники следует понимать, что раскрытая концепция и конкретные варианты осуществления могут быть легко использованы в качестве основания для модификации или конструирования других структур для осуществления этих же целей настоящего изобретения. Специалисты в данной области техники также должны понимать, что возможны эквивалентные конструкции не выходящие за пределы объема настоящего изобретения, определяемого прилагаемой формулой изобретения.
Описанные в настоящем документе варианты осуществления содержат комбинацию признаков и преимуществ, предназначенных для устранения различных недостатков, присущих некоторым известным из уровня техники устройствам, системам и способам. Различные описанные выше характеристики, а также другие признаки, будут очевидны специалисту в данной области техники при прочтении следующего ниже подробного описания и при помощи ссылки на прилагаемые фигуры.
Краткое описание фигур
С целью осуществления подробного описания предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения ниже приведен перечень прилагаемых фигур, на которых:
на фиг. 1 представлена схема морской установки, содержащей вариант осуществления прибора для забора проб воды в условиях низкой обводненности согласно описанными в настоящем документе идеям;
на фиг. 2 представлен вид спереди прибора для забора проб воды в условиях низкой обводненности согласно фиг. 1;
на фиг. 3 представлен вид спереди прибора для забора проб воды в условиях низкой обводненности согласно фиг. 1, заполненного добываемыми текучими средами скважины и перед выпуском отделенных углеводородных текучих сред или воды; и
на фиг. 4 представлен увеличенный вид нижнего конца впускной трубы прибора для забора проб воды в условиях низкой обводненности согласно фиг. 1, заполняемого добываемыми текучими средами скважины и выпускающего отделенные углеводородную текучую среду и воду.
Подробное описание изобретения
Представленное ниже описание направлено на различные примерные варианты осуществления. Тем не менее, специалисту в данной области техники будет понятно, что раскрытые в настоящем документе примеры характеризуются широким применением, а также что обсуждение любого варианта осуществления должно рассматриваться как иллюстрация этого варианта осуществления, и не подразумевает, что объем настоящего раскрытия ограничен этим вариантом осуществления.
Некоторые термины используют на протяжении следующего ниже описания и формулы для обозначения конкретных признаков или компонентов. Специалисту в данной области техники будет понятно, что разные люди могут по-разному называть один и тот же признак или компонент. В этом документе не предполагается выполнения различия между компонентами или признаками, которые характеризуются различным названием, но обладают одинаковой функцией. Изображения на фигурах не обязательно выполнены в масштабе. Некоторые признаки и компоненты в настоящем документе представлены в увеличенном масштабе или в схематической форме, при этом некоторые детали стандартных элементов могут быть не изображены из соображений ясности и краткости.
В приведенном ниже описании и формуле изобретения термины "содержит" и "включает в себя" используют в неограничивающем смысле, и, следовательно, они должны пониматься как "содержит, кроме прочего, ...". Кроме того, под термином "соединение" или "соединен" подразумевают, как прямое, так и непрямое соединение. Таким образом, если первое устройство соединено со вторым устройством, то соединение может быть осуществлено посредством прямого соединения или посредством непрямого соединения с
использованием других устройств, компонентов и соединений. Кроме того, в контексте настоящего документа под терминами "аксиальный" и "аксиально", как правило, следует понимать направление вдоль или параллельно центральной оси (например, центральной оси корпуса или отверстия), а под терминами "радиальный" и "радиально", как правило, следует понимать направление перпендикулярно центральной оси. Например, под аксиальным расстоянием следует понимать расстояние, измеренное вдоль или параллельно центральной оси, а под радиальным расстоянием следует понимать расстояние, измеренное перпендикулярно центральной оси. В контексте настоящего документа под словосочетанием "низкая обводненность" следует понимать добываемые скважинные текучие среды с содержанием воды в составе менее приблизительно 10% (по объему), а под словосочетанием "высокая обводненность" следует понимать добываемые скважинные текучие среды с содержанием воды в составе более приблизительно 10% (по объему).
Рассмотрим фиг. 1, на которой схематически представлена находящаяся на некотором расстоянии от берега система 10 для получения готового подземного ствола скважины 11. Согласно этому варианту осуществления система 10 содержит морскую платформу 20, расположенную над уровнем 12 моря, подводный эксплуатационный манифольд 30, прикрепленный к устью 31 скважины на морском дне 13, а также эксплуатационный райзер 40, проходящий от манифольда 30 к платформе 20. Как правило, райзер 40 является трубопроводом большого диаметра, который соединяет манифольд 30 с плавучей платформой 20. Во время операций по добыче углеводородов скважинные текучие среды поступают через райзер 40 на платформу 20, где осуществляют хранение, обработку, отгрузку текучих сред или их сочетание. Обсадная колонна 32 проходит от устья скважины 31 в подземный ствол скважины 11.
Система 10 также содержит устройство 100 для забора проб воды, предназначенное для забора проб скважинных текучих сред с низкой обводненностью, добытых через райзер 40. Как будет более подробно описано ниже, устройство 100 отбирает пробы добываемых скважинных текучих сред из райзера 40, отделяет воду от добываемых скважинных текучих сред, осуществляет выпуск отделенной воды для последующего анализа, а также осуществляет выпуск оставшихся добываемых скважинных текучих сред (после отделения воды). Добываемые текучие среды скважины, текущие через райзер 40, как правило, содержат углеводородные текучие среды (например, жидкие углеводороды, такие как
неочищенная нефть, и/или углеводородные газы, такие как природный газ) и воду. Таким образом, остающаяся часть или остаток добываемых скважинных текучих сред после отделения воды в устройстве 100 представляет собой преимущественно углеводородные текучие среды, причем понятно, что такие текучие среды могут содержать небольшие количества воды, твердых веществ (например, песка) или других текучих сред. Согласно этому варианту осуществления через технологическую трубу или линию 50 для забора проб осуществляют подачу добытых скважинных текучих сред из райзера 40 в устройство 100 для забора проб. Образцы воды добываемых скважинных текучих сред, которые поступают через райзер 40, могут быть поданы непрерывно в устройство 100 через линию 50 для определения состава воды в них. Хотя устройство 100 для забора проб представлено расположенным на платформе 20, устройство 100 может быть расположено в любом подходящем месте на суше или на море. Например, линия 50 для забора проб может проходить за пределы платформы 20 к различным местам на суше или на море для забора проб при помощи устройств 100 и последующего анализа отделенной воды.
Рассмотрим фиг. 2, согласно которой устройство 100 для забора проб воды содержит впускную трубу ПО для добываемых скважинных текучих сред, герметичный сосуд-сепаратор 120, выпуск 130 для пробной текучей среды, выпускную труба 140 для отделенных углеводородных текучих сред и выпускной фитинг или муфту 150 для углеводородных текучих сред. Сосуд 120 содержит внутреннюю камеру 121. Согласно этому варианту осуществления воду отбирают и отделяют из добываемых скважинных текучих сред, и, таким образом, выпуск 130 для пробной текучей среды может также именоваться выпуском воды. Впускная труба ПО, выпуск 130 воды и выпускная труба 140 для углеводородов гидравлически связаны с внутренней камерой 121. Как будет более подробно описано ниже, добываемые скважинные текучие среды, обозначенные позицией 160, входят в камеру 121 через впускную трубу ПО; отделенные образцы воды, обозначенные позицией 161, могут быть отобраны из камеры 121 через выпуск 130; и углеводородные текучие среды, обозначенные позицией 162 и образующиеся в результате отделения воды 161 от скважинных текучих сред 160, выходят из камеры 121 через выпускную трубу 140 и фитинг 150. Упомянутая ранее линия 50 соединена с впускной трубой 110 и, следовательно, обеспечивает подачу добываемых скважинных текучих сред в камеру 121 через впускную трубу 110.
Как правило, сосуд-сепаратор 120 может быть любым подходящим сосудом или контейнером, совместимым с потенциально агрессивными скважинными текучими средами и способным выдерживать относительно высокие значения давления. В частности, сосуд 120 предпочтительно представляет собой герметичный сосуд или бак, разработанный и сконфигурированный для работы при значениях давления, составляющих по меньшей мере приблизительно 285 фунтов на квадратный дюйм, альтернативно приблизительно 1000 фунтов на квадратный дюйм, альтернативно приблизительно 5000 фунтов на квадратный дюйм, альтернативно приблизительно 10000 фунтов на квадратный дюйм и альтернативно приблизительно 20000 фунтов на квадратный дюйм. Согласно этому варианту осуществления сосуд 120 является удлиненным вертикальным баком, характеризующимся по существу цилиндрической формой, который содержит верхний конец 120а и нижний конец 120Ь, расположенный напротив верхнего конца 120а. Верхний конец 120а содержит отверстие 122, а нижний конец 120Ь содержит отверстие 123. Трубы ПО, 140 проходят через отверстие 122 во внутреннюю камеру 121, причем выпуск воды 130 гидравлически связан с отверстием 123. Хотя согласно этому варианту осуществления сосуд 120 является цилиндрическим вертикальным сосудом, согласно другим вариантам осуществления сосуд-сепаратор (например, сосуд 120) может характеризоваться другими подходящими геометрическими формами, такими как прямоугольная, сферическая и т. п. Как правило, сосуд 120 и внутренняя камера 121 может характеризоваться любым подходящим объемом. Тем не менее, для описанных в настоящем документе вариантов осуществления сосуд 120 предпочтительно характеризуется такими размерами, чтобы камера 121 характеризовалась объемом от 1 литра до 4 литров.
Рассмотрим далее фиг. 2, как было описано ранее выпускная труба 140 проходит через отверстие 122 и прикреплена к сосуду 120. Например, труба 140 может быть расположена в отверстии 122, а затем приварена к сосуду 120. Согласно этому варианту осуществления выпускная труба 140 представляет собой трубчатый элемент, содержащий центральную ось 145, первый или верхний конец 140а, расположенный снаружи и выше сосуда 120, а также второй или нижний конец 140Ь, расположенный внутри камеры 121. Как будет более подробно описано ниже, углеводородные текучие среды 162 перемещаются через камеру 121 к концу 140Ь, и далее через трубу 140 и выпускной конец 140а в фитинг
150. Таким образом, нижний конец 140Ь может также именоваться впускным концом, а верхний конец 140а может также именоваться выпускным концом.
Фитинг 150 соединен с верхним концом 140а трубы 140. Согласно этому варианту осуществления фитинг 150 является цилиндрическим манифольд ом, содержащим основной канал или проход 151, первый боковой канал или проход 152, проходящий из основного канала 151, а также второй боковой канал или проход 153, проходящий из основного канала
151. Основной канал 151 совмещен с совпадением осей с выпускной трубой 140 и содержит первый или верхний конец 151а, удаленный от трубы 140, а также второй или нижний конец 15lb, гидравлически связанный с трубой 140. Как будет описано более подробно ниже, в нижний конец 15lb поступают углеводородные текучие среды 162 из камеры 121 через трубу 140, и, следовательно, он может также именоваться впускным концом 15 lb для углеводородных текучих сред. Каждый из боковых каналов 152, 153 содержит впускной конец 152а, 153а, соответственно, гидравлически связанный с основным каналом 151 между концами 151а, 15 lb, и выпускной конец 152b, 153Ь, соответственно. Согласно этому варианту осуществления выпускной конец 152Ь гидравлически связан с датчиком 154. Как правило, датчик 154 может представлять собой датчик или измерительный прибор любого подходящего типа для контроля одного или нескольких параметров текучих сред в камере 122, таких как давление, температура, расход и т. п.
Рассмотрим далее фиг. 2, впускная труба ПО для скважинных текучих сред проходит через основной канал 151 фитинга 150 и выпускную трубу 140 в сосуд 120. Согласно этому варианту осуществления впускная труба ПО является трубчатым элементом, содержащим центральную ось 115, первый или впускной конец 110а, проходящий от основного канала 151 и удаленный от сосуда 120, и второй или закрытый конец И0Ь, расположенный в камере 121. Труба ПО совмещена с совпадением осей с основным каналом 151 фитинга 150 и выпускной трубы 140 и, следовательно, центральные оси 115, 145 совпадают. Труба ПО предпочтительно расположена так, что конец 110Ь расположен в верхней половине разделительной камеры 121.
Внешний диаметр впускной трубы ПО меньше внутреннего диаметра основного канала 151 и выпускной трубы 140, и, следовательно, кольцевой канал 114 радиально расположен между впускной трубой ПО и фитингом 150, выпускной трубой 140. Кольцевой канал 114 проходит от конца 140Ь трубы 140 к верхнему концу 151а основного канала 151.
Таким образом, кольцевой канал 114 содержит первый или верхний конец 114а, совпадающий с верхним концом 151а основного канала 151, и второй или нижний конец 114Ь, совпадающий с впускным концом 140Ь трубы 140. Кольцевой канал 114 закрыт или закупорен в верхнем конце 114а при помощи крышки 116, которая проходит радиально попрек основного канала 151 от впускной трубы 110 к фитингу 150. Тем не менее, нижний конец 114Ь кольцевого канала 114 открывается в камеру 120. Боковые каналы 152, 153 гидравлически связаны с кольцевым каналом 114. Как будет более подробно описано ниже, углеводородные текучие среды 162 проходят из камеры 121 к концу 114Ь кольцевого канала 114, через кольцевой канал 114 и далее выходят из конца 114а кольцевого канала 114 в боковые каналы 152, 153. Таким образом, нижний конец 114Ь может также именоваться впускным концом.
Рассмотрим далее фиг. 2 и 4, часть впускной трубы ПО, проходящая в камеру 121, содержит несколько сквозных каналов или отверстий 112, расположенных рядом с закрытым концом ПОЬ. Отверстия 112 проходят радиально через трубу ПО поблизости от конца ПОЬ и обеспечивают выход добываемых скважинных текучих сред 160, текущих через трубу ПО, из впускной трубы ПО в радиальном направлении для минимизации перемешивания и взбалтывания текучих сред внутри камеры 121. Соответственно, каждое из отверстий 112 может быть описано в качестве выпускного отверстия. Согласно этому варианту осуществления, как лучше всего видно на фиг. 4, отверстия 112 расположены в несколько разнесенных в аксиальном направлении рядов 112а, 112Ь, 112с, 112d. Отверстия 112 в каждом из рядов 112а, 112Ь, 112с, 112d разнесены по окружности трубы ПО, причем отверстия 112 в каждом из рядов 112а, 112Ь, 112с, 112d смещены по окружности или расположены в шахматном порядке относительно отверстий 112 в соседнем ряду (рядах) 112а, 112Ь, 112с, 112d. Согласно этому варианту осуществления каждый ряд 112а, 112Ь, 112с, 112d содержит два отверстия 112, которые разнесены на 180°, причем отверстия 112 в соседних рядах 112а, 112b, 112с, 112d расположены в шахматном порядке со смещением по окружности на 90°. Тем не менее, согласно другим вариантам осуществления каждый ряд (например, каждый ряд 112а, 112Ь, 112с, 112d) может содержать большее или меньшее количество отверстий (например, отверстий 112) и/или отверстия в каждом ряду могут быть разнесены по окружности на более или менее чем 180°. Хотя отверстия 112 изображены на фиг. 4 в виде круглых отверстий, в целом отверстия 112 могут характеризоваться любой
подходящей геометрической формой (например, овальной, прямоугольной, эллиптической и т. п.).
Рассмотрим далее фиг. 2, выпуск воды 130 соединен с сосудом 120 и проходит от отверстия 123. Согласно этому варианту осуществления выпуск 130 содержит клапан 131 для выборочного открытия и закрытия выпуска 130. Более конкретно, клапан 131 характеризуется закрытым положением, ограничивающим и/или предотвращающим поток текучей среды через выпуск 130, а также открытым положением, допускающим поток текучей среды через выпуск 130.
Рассмотрим далее фиг. 1 и фиг. 2, во время работ по добыче нефтепродуктов добываемые скважинных текучие среды 160 подают во впускную трубу ПО через технологическую линию 50 для забора проб. Текучие среды 160 текут через трубу ПО и радиально наружу из отверстий 112 в камеру 121. Как было описано ранее, радиальное нагнетание добываемых скважинных текучих сред 160 из трубы ПО потенциально обеспечивает снижение и/или предотвращение смешивания и перемешивания отделенной воды 161 и углеводородных текучих сред 162 внутри разделительной камеры 121. В зависимости от необходимости, добываемые скважинные текучие среды 160 могут быть поданы в сосуд 120 на непрерывной или периодической основе.
Как лучше всего видно на фиг. 2, без ограничения этой или любой конкретной теорией, из-за различия в значениях плотности и отсутствия смешивания между водой 161 и углеводородными текучими средами 162 в добываемых скважинных текучих средах 160, вся вода 161 в добываемых скважинных текучих средах 160 начинает опускаться или осаждаться на дно разделительной камеры 121, а углеводородные текучие среды 162 перемещаются в верхнюю часть камеры 121. Другими словами, сила земного притяжения естественным образом обеспечивает отделение более тяжелой воды 161 от более легких углеводородных текучих сред 162.
Рассмотрим теперь фиг. 3, поскольку добываемые скважинные текучие среды 160 подают в камеру 121, а вода 161 отделяется от углеводородных текучих сред 162, уровень углеводородных текучих сред 162 в камере 121 начинает расти. Когда уровень углеводородных текучих сред 162 в камере 121 является достаточным, в верхней части камеры 121 происходит выход углеводородных текучих сред из камеры 121 через кольцевой канал 114. Нагнетание и/или поток добытых углеводородных текучих сред 160,
текущих в трубе 110, в камеру 121 предотвращает обратный поток углеводородных текучих сред 162 в трубу 110 через отверстия 112. Тем не менее, углеводородные текучие среды 162 могут свободно течь через впускной конец 114Ь и кольцевой канал 114 к выпускам 152Ь, 153Ь. Выпуск 152Ь обеспечивает подачу углеводородных текучих сред 162 к датчику 154. Выпуск 153Ь может быть соединен с линией или трубой, которая может направлять отделенные углеводородные текучие среды в желаемое место (например, обратно в добываемые скважинные текучие среды, находящиеся ниже по потоку от трубы 50). Крышка 116 предотвращает выход углеводородных текучих сред 162 из кольцевого канала 114 в верхнем конце 114а. Отделенная вода 161 в нижней части камеры 121 может быть выпущена через выпуск 130 для проведения анализа посредством клапана 131. В исходном состоянии, а также межу забором проб воды 161 внутри камеры 121, клапан 131 предпочтительно закрыт.
Согласно описанному выше способу, варианты осуществления устройств для забора проб, предназначенных для забора проб добываемых скважинных текучих сред (например, устройство 100), основаны на разделении под действием силы тяжести для экономически эффективного отделения воды или других текучих сред от добываемых углеводородных текучих сред в целях забора проб. В отличие от стандартных устройств для забора проб воды в условиях низкой обводненности, ограниченных периодическим забором проб воды, варианты осуществления устройства 100 обеспечивают непрерывный забор проб добываемых скважинных текучих сред в течение некоторого периода времени. Кроме того, варианты осуществления устройства обеспечивают очень экономичное решение для отделения небольшого процентного содержания воды в добываемых текучих средах с низкой обводненностью. Кроме того, варианты осуществления устройства способны выдерживать воздействие очень высоких значений давления. Хотя описанные в настоящем документе варианты осуществления (например, устройство 100) были описаны касательно отделения и забора проб воды из потока добываемых скважинных текучих сред, предполагается, что другие текучие среды, характеризующиеся более высокой плотностью, чем добытые углеводороды могут также быть отделены. Кроме того, хотя раскрытые в настоящем документе варианты осуществления были раскрыты и описаны касательно находящихся на некотором расстоянии от берега добывающих углеводороды скважин, они
также могут быть использованы для осуществления отделения и забора проб текучих сред из добываемых скважинных текучих сред в трубопроводе, на берегу и т. п.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Устройство для забора проб добываемых из скважин текучих сред, содержащее:
сосуд, содержащий внутреннюю камеру;
выпускную трубу для углеводородных текучих сред, гидравлически связанную с внутренней камерой;
впускную трубу для скважинных текучих сред, расположенную с совпадением осей внутри выпускной трубы для углеводородных текучих сред и гидравлически связанную с внутренней камерой, причем впускная труба для скважинных текучих сред содержит первую часть, проходящую из сосуда, а также вторую часть, проходящую во внутреннюю камеру;
причем вторая часть впускной трубы для скважинных текучих сред содержит несколько отверстий, сконфигурированных для направления добываемых из скважины текучих сред радиально наружу из впускной трубы для скважинных текучих сред; и
выпуск для отобранных текучих сред, гидравлически связанный с внутренней камерой.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что сосуд содержит верхний конец, нижний конец и первое отверстие, проходящее через нижний конец сосуда во внутреннюю камеру;
причем выпуск для отобранных текучих сред гидравлически связан с первым отверстием.
3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что сосуд содержит второе отверстие, проходящее через верхний конец сосуда во внутреннюю камеру;
причем выпускная труба для углеводородных текучих сред и впускная труба для скважинных текучих сред проходит через второе отверстие.
4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что несколько отверстий во впускной трубе для скважинных текучих сред расположены в несколько аксиально разнесенных рядов, причем несколько отверстий разнесены по окружности в каждом ряду.
5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что отверстия в каждом ряду расположены в шахматном порядке по окружности относительно отверстий в каждом аксиально смежном ряду.
4.
6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что сосуд характеризуется расчетным давлением, составляющим, по меньшей мере, приблизительно 20000 фунтов на квадратный дюйм, и внутренняя камера характеризуется объемом от 1 литра до 4 литров.
7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит выпускной фитинг для углеводородных текучих сред, содержащий основной канал и первый боковой канал, проходящий из основного канала;
причем основной канал гидравлически связан с выпускной трубой для углеводородных текучих сред, а впускная труба для скважинных текучих сред проходит с совпадением осей через основной канал.
8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что кольцевой канал радиально расположен между впускной трубой для скважинных текучих сред и выпускной трубой для углеводородных текучих сред, а также радиально расположен между впускной трубой для скважинных текучих сред и выпускным фитингом для углеводородных текучих сред;
причем кольцевой канал проходит от впускного конца, гидравлически связанного с внутренней камерой, и закупоренного конца, противоположного впускному концу, и гидравлически связан с первым боковым каналом.
9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что первый боковой канал содержит впускной конец, гидравлически связанный с кольцевым каналом, и выпускной конец для углеводородных текучих сред, противоположный впускному концу первого бокового канала.
10. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что выпускной фитинг для углеводородных текучих сред содержит второй боковой канал, проходящий от основного канала;
причем второй боковой канал гидравлически связан с кольцевым каналом и датчиком.
11. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что датчик содержит датчик давления, датчик температуры, датчик расхода или датчик рН.
12. Способ забора проб добываемых скважинных текучих сред, предусматривающий:
(а) обеспечение непрерывного потока добываемых скважинных текучих сред в устройство для забора проб, причем устройство для забора проб содержит:
сосуд, содержащий внутреннюю камеру;
выпускную трубу для углеводородных текучих сред, гидравлически соединенную с внутренней камерой;
впускную трубу для скважинных текучих сред, расположенную с совпадением осей внутри выпускной трубы для углеводородных текучих сред и гидравлически связанную с внутренней камерой;
выпуск для отобранных текучих сред, гидравлически связанный с внутренней камерой;
(b) обеспечение потока добываемых скважинных текучих сред через впускную трубу для скважинных текучих сред во внутреннюю камеру сосуда;
(c) обеспечение отделения пробной текучей среды в добываемых скважинных текучих средах от одной или нескольких углеводородных текучих сред в добываемых скважинных текучих средах в нижнюю часть внутренней камеры под действием силы тяжести; и
(d) отбор пробы от пробной текучей среды из сосуда через выпуск для отобранных текучих сред.
13. Способ по п. 12, отличающееся тем, что выпуск для отобранных текучих сред содержит клапан, причем стадия (d) предусматривает открытие клапана для отбора пробы первой текучей среды.
14. Способ по п. 12, отличающийся тем, что дополнительно предусматривает:
(e) обеспечение потока одной или нескольких углеводородных текучих сред из внутренней камеры через кольцевой канал, радиально расположенный между впускной трубой для скважинных текучих сред и выпускной трубой для углеводородных текучих сред.
15. Способ по п. 14, отличающееся тем, что стадия (е) дополнительно
предусматривает обеспечение потока одного из нескольких углеводородов из верхнего
конца внутренней камеры сосуда.
16. Способ по п. 14, отличающийся тем, что пробная текучая среда является водой.
17. Способ по п. 14, отличающийся тем, что стадия (Ь) предусматривает обеспечение потока добываемых скважинных текучих сред радиально наружу из впускной трубы для скважинных текучих сред через несколько отверстий во впускной трубе для
16.
скважинных текучих сред, причем несколько отверстий расположены вдоль части впускной трубы для скважинных текучих сред, проходящей во внутреннюю камеру сосуда.
18. Способ по п. 12, отличающийся тем, что дополнительно предусматривает
проведение испытания пробной текучей среды для определения ее рН, состава,
электрического сопротивления, электрической проводимости или их сочетания.
19. Устройство для забора проб добываемых из скважин текучих сред, содержащее:
сосуд, содержащий внутреннюю камеру;
выпускную трубу для углеводородных текучих сред, соединенную с сосудом;
впускную трубу для скважинных текучих сред, проходящую с совпадением осей через выпускную трубу для углеводородных текучих сред во внутреннюю камеру;
выпуск для отобранных текучих сред, расположенный в нижнем конце сосуда и гидравлически связанный с внутренней камерой;
кольцевой канал, радиально расположенный между выпускной трубой для углеводородных текучих сред и впускной трубой для скважинных текучих сред, причем кольцевой канал содержит впускной конец, гидравлически связанный с внутренней камерой.
20. Устройство по п. 19, отличающееся тем, что часть впускной трубы для скважинных текучих сред, проходящая во внутреннюю камеру, содержит несколько отверстий, сконфигурированных для направления потока добываемых из скважины текучих сред радиально наружу из впускной трубы для скважинных текучих сред во внутреннюю камеру.
21. Устройство по п. 19, отличающееся тем, что дополнительно содержит фитинг, соединенный с выпускной трубой для углеводородных текучих сред, причем фитинг содержит первый канал;
впускная труба для скважинных текучих сред проходит с совпадением осей через первый канал фитинга, и кольцевой канал проходит в фитинг и радиально расположен между впускной трубой для скважинных текучих сред и фитингом.
22. Устройство по п. 21, отличающееся тем, что фитинг дополнительно содержит второй канал, проходящий из первого канала, и третий канал, проходящий из первого канала;
22.
причем каждый из второго канала и третьего канала гидравлически связан кольцевым каналом.
1/4
131
1/4
131