Диафрагменный измеритель критического течения ДИКТ-50
Диафрагменный измеритель критического течения ДИКТ-50 — устьевое измерительное устройство, предназначенное для замера расхода (дебита) газа при критическом истечении газа через диафрагму (шайбу) с выпуском газа в атмосферу. Применяется на предприятиях нефтегазовой отрасли при проведении газогидродинамических исследований (ГДИС) газовых и газоконденсатных скважин методом установившихся отборов, при освоении, испытании и вводе скважин в эксплуатацию, когда газ допускается выпускать в атмосферу и обеспечивается критический перепад давления на диафрагме.
Измерение дебита газа основано на законе истечения газа через диафрагму при критических условиях. Критическое течение газа возникает при превышении определённого соотношения давлений внутри и снаружи корпуса, когда в горловине диафрагмы достигается скорость звука. В этом режиме расход газа перестаёт зависеть от давления на выходе (в атмосфере) и определяется только параметрами газа перед диафрагмой: давлением и температурой потока до диафрагмы, удельным весом (плотностью) газа и диаметром калиброванного отверстия шайбы. Это делает метод простым, надёжным и не требующим сложной измерительной аппаратуры.
ДИКТ-50 представляет собой цилиндрический корпус из жаропрочной нержавеющей стали с внутренним диаметром 50,8 мм. Верхняя секция имеет присоединительную резьбу НКТ-73 (или НКТ-89), нижняя — метрическую резьбу с выточкой под диафрагму, фиксируемую прижимной гайкой с ручками. В корпусе предусмотрены отводы под термометр и манометр для замера параметров потока. Устанавливается на конце факельной линии диафрагмой в сторону амбара ГФУ. Поставляется с комплектом сменных промаркированных диафрагм (шайб) с диаметрами отверстий от 2 до 30 мм (шаг 2 мм; до 29 исполнений по заказу) из коррозионностойкой стали.
Комплектация ДИКТ-50
- Корпус
- Установочная шайба
- Диафрагма (набор)
- Термомуфта ТМ-73*
- Смазка
- Кейс
- Фланец*
- Манометр*
- Термометр биметаллический*
- Импульсная трубка*
Примечание*: поставляется отдельно по согласованию.
Корпус изготавливается из высокопрочной легированной стали, устойчивой к динамическим нагрузкам, коррозии и воздействию скважинных сред. Конструкция и рассчитана на многократное использование.
Порядок работы
-
1
ДИКТ-50 работает по принципу критического (звукового) истечения газа через калиброванную диафрагму. При прохождении газа через отверстие диафрагмы, если отношение давления перед диафрагмой к давлению за ней (атмосферному) превышает критическое значение, скорость газа в горловине отверстия достигает местной скорости звука. В этом критическом режиме массовый расход газа через диафрагму становится независимым от давления за диафрагмой и определяется только параметрами газа перед ней.
-
2
Дебит газа рассчитывается по формуле критического истечения на основе четырёх измеряемых и известных величин: давления газа перед диафрагмой (по манометру на отводе корпуса), температуры газа перед диафрагмой (по термометру на отводе), удельного веса (относительной плотности) газа и диаметра калиброванного отверстия установленной диафрагмы. Установка разных диафрагм при последовательных замерах даёт несколько точек зависимости «дебит — давление», по которым строится индикаторная диаграмма скважины и определяются её фильтрационные параметры и рабочий дебит методом установившихся отборов.
Конструкция
Порядок работы
-
1
Монтаж: установить ДИКТ-50 на конец факельной линии диафрагмой в сторону амбара ГФУ (газофакельной установки). Присоединить корпус к линии резьбой НКТ-73/89 или через приварной штуцер/фланец. Установить термометр и манометр в отводы корпуса.
-
2
Установка первой диафрагмы: в прижимную гайку установить диафрагму с малым диаметром калиброванного отверстия, зафиксировать гайкой с ручками.
-
3
Пуск скважины: открыть коренную задвижку, пустить скважину в работу. Дождаться установившегося (стабильного) состояния, при котором давление и температура газа перед диафрагмой ДИКТ и в затрубном пространстве не изменяются во времени.
-
4
Запись параметров: записать в журнал исследований давление и температуру газа перед диафрагмой при установившемся режиме. Остановить скважину, полностью закрыв коренную задвижку.
-
5
Смена диафрагм: установить диафрагму с большим диаметром отверстия, вновь пустить скважину, дождаться установившегося состояния, записать давление и температуру, остановить скважину. Повторить операции 4, 6 или 9 раз (в зависимости от числа диафрагм) для набора точек индикаторной диаграммы.
-
6
Обработка: по записанным данным для каждой диафрагмы рассчитать дебит газа и построить индикаторную диаграмму скважины. Определить рабочий дебит и фильтрационные коэффициенты. Демонтировать ДИКТ, осмотреть диафрагмы и корпус.
Технические характеристики
| № | Наименование характеристики | Значение |
| 1 | Рабочее давление, МПа | 21, 35, 70* |
| 2 | Условный диаметр (Dn), мм | 50 |
| 3 | Стойкость к воздействию скважинной среды | К2 |
| 4 | Температура скважинной среды, °С, не более | +300 |
| 5 | Кислотность среды, рН | 6,95 |
| 6 | Пропускная способность, тыс. ст. м3/ч | 3 – 90 |
| 7 | Диаметры диафрагм, мм | 1 … 40 |
| 8 | Присоединительная резьба по ГОСТ 633-80 | НКТ-73 |
| 9 | Материальное исполнение | 12Х18Н10Т, 30ХМА |
| 10 | Габариты диафрагмы, мм | 57 х 7 |
| 10 | Срок службы, лет | 10 |
| 11 | Масса, кг | 12* |
Особенности эксплуатации
-
-
Отношение давления перед диафрагмой к атмосферному должно превышать критическое (для природного газа — порядка 1,8–2,0). При докритическом перепаде метод неприменим — расход будет зависеть от противодавления, и расчёт даст ошибку. Диаметр диафрагмы подбирается так, чтобы обеспечить критический режим при рабочем давлении скважины.
-
-
Подбор диафрагмы под дебит скважины: слишком малое отверстие при высоком дебите создаёт чрезмерное противодавление на пласт; слишком большое при низком дебите не обеспечивает критического режима. Начинают с малого отверстия, последовательно увеличивая, для набора точек индикаторной кривой.
-
-
Простота и надёжность метода: измерение дебита при критическом истечении не зависит от противодавления и не требует сложной измерительной аппаратуры — достаточно замера давления, температуры и известного диаметра диафрагмы.
-
-
Широкий измерительный диапазон: комплект сменных диафрагм от 2 до 38 мм и пропускная способность 2,5–90 тыс. нм³/ч позволяют исследовать скважины малого, среднего и высокого дебита одним прибором.
-
-
Построение индикаторной диаграммы: последовательные замеры с разными диафрагмами дают точки зависимости «дебит — давление» для построения индикаторной кривой и определения фильтрационных параметров пласта методом установившихся отборов.
-
-
Стойкость к жёстким условиям: жаропрочная нержавеющая сталь корпуса обеспечивает работу при температуре до +300 °C, давлении до 25–35 МПа и в агрессивной газовой среде (К2).
-
-
Быстрая смена диафрагм: прижимная гайка с ручками позволяет менять диафрагмы вручную без инструмента, ускоряя проведение серии замеров при исследовании скважины.
-
-
Гибкость присоединения: резьба НКТ-73/89 или фланец под приварку обеспечивают монтаж на разъёмные и стационарные факельные линии; исполнения ДИКТ-50/80/100 адаптируют прибор под конкретные задачи.
Таблица расхода газа
| Диаметр диафрагмы, мм | Значение, тыс. м3/сут |
| 1,59 | 0,456 |
| 2,38 | 1,003 |
| 3,17 | 1,883 |
| 4,77 | 4,326 |
| 5,39 | 5,771 |
| 6,35 | 7,731 |
| 7,95 | 11,891 |
| 9,51 | 16,917 |
| 11,13 | 24,245 |
| 12,70 | 30,438 |
| 15,85 | 46,046 |
| 19,05 | 67,244 |
| 22,19 | 90,955 |
| 25,40 | 118,493 |
| 28,57 | 149,260 |
| 31,75 | 184,201 |
| 34,91 | 221,886 |
| 38,10 | 264,440 |
Склад
ДИКТ-50 в наличии и под заказ
Вопросы и ответы
Для замера расхода (дебита) газа при критическом истечении через калиброванную диафрагму с выпуском газа в атмосферу. Применяется при газогидродинамических исследованиях (ГДИС) газовых и газоконденсатных скважин методом установившихся отборов, при освоении и испытании скважин.
На газовых и газоконденсатных скважинах нефтегазовых месторождений при исследованиях с выпуском газа в атмосферу — когда сброс газа допустим и обеспечивается критический перепад давления. Устанавливается на конце факельной линии диафрагмой в сторону амбара ГФУ.
«Прувер» (от англ. prover — поверочное/измерительное устройство) — обиходное название ДИКТ в отрасли. Прибор служит для проверки (замера) дебита газа скважины при критическом истечении и построения индикаторной диаграммы.
Критическое течение возникает, когда отношение давления перед диафрагмой к давлению за ней (атмосферному) превышает критическое значение и скорость газа в горловине отверстия достигает скорости звука. В этом режиме расход зависит только от параметров газа перед диафрагмой и не зависит от противодавления.
Рабочая среда — природный газ; давление до 25–35 МПа; температура среды от −40 до +300 °C; стойкость к среде К2 (ГОСТ 13846-89); кислотность pH 6,95; пропускная способность 2,5–90 тыс. нм³/ч. Применяется при разрешённом выпуске газа в атмосферу.
Четыре величины: давление газа перед диафрагмой (по манометру), температура газа перед диафрагмой (по термометру), удельный вес (относительная плотность) газа и диаметр калиброванного отверстия установленной диафрагмы. По ним рассчитывается дебит по формуле критического истечения.
Диафрагму подбирают под ожидаемый дебит скважины: при малом дебите — малое отверстие, при большом — увеличенное. Начинают с малого диаметра, последовательно увеличивая для набора точек индикаторной диаграммы. Диаметр должен обеспечивать критический режим при рабочем давлении.
ДИКТ-50 имеет условный проход 50 мм (внутренний диаметр 50,8 мм) для скважин малого и среднего дебита. ДИКТ-100 — условный проход 100 мм (диаметр 101,8 мм) с увеличенной пропускной способностью для высокодебитных газовых скважин.
Стойкость к среде — по ГОСТ 13846-89, присоединительная резьба — ГОСТ 633-80. Методика газогидродинамических исследований и работы с выпуском газа регламентируются РД на ГДИС газовых скважин, ФНП Ростехнадзора по нефтегазовой промышленности и эксплуатационной документацией производителя.
Документы и сертификаты
Обозначение
- Рабочее давление, МПа
- Условный диаметр, мм (50, 80, 100)
- Диафрагменный измеритель критического течения
