Устройство для измерения скорости движения,электрического сопротивления и температуры жидкости в скважине

Устройство для измерения скорости движения,электрического сопротивления и температуры жидкости в скважине

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ДВЮКЕНИЯ, ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ ЖИДКОСТИ В СКВАЛМНЕ, содержащее соединенные с помощью кабеля глубинный прибор, включающий термочувствительный элемент и импульсный источник тепла, удаленные один от другого на заданное расстояние, и наземную панель, включающую генератор меток времени, делители этих меток, логический элемент И, счетчик, выход которого соединен с входом регистра, а выход регистра соединен с цифроаналоговым преобразователем , триггер, элементы укорочения , отличающееся тем, что, с целью повышения точкости измерений, импульсный источник тепла выполнен в виде источника напряжения с накопительным конденсатором , который соединен с электродами через управляемый коммутатор , а электроды выведены в поток исследуемой жидкости и шунтированы сопротивлением. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что глубинный прибор снабжен пороговым элементом и преобразователем температура частота , а наземная панель снабжена схемой измерения постоянной времени разряда накопительного конденсатора в виде аналогового и цифс S рового устройств и переключателем Скорость, Сопротивление, Температура , причем накопительный конденсатор через пороговый элемент, переключатель Скорость, Сопротивление , Температура соединен с входом схемы измерения постоянной времени разряда, а ггреобразователь температура - частота через делитель меток времени соединен со счетчиком . г 3. Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что, с целью со измерения расхода и состава жидкосQD ОО ти в добывающих и в нагнетательных сквя кинах, линии связи и управления выведены к обоим концам глубинного прибора, снабженным кабельными наконечниками.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) <11> л) 4 Е 21 В 47/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ сопротивлением.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3755864/22-03 (22) 22.06.84 (46) 30.11.85. Бюл. № 44 (71) Государственный геофизический трест Татнефтегеофизика" (72) M.Õ. Хуснуллин, А.Г. Корженевский, В ° Г. Рогожин, Л.H. Воронков, А.А. Ильин и В.Ф. Николаев (53) 622.245.41 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 641085, кл. Е 21 В 47/10, 1977.

Авторское свидетельство СССР № 742583, кл. Е 21 В.47/10, 1978. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ, ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ И ТЕГП1ЕРАТУРЫ

ЖИДКОСТИ В СКВАЖИНЕ, содержащее соединенные с помощью кабеля глубинный прибор, включающий термочувствительный элемент и импульсный источник тепла, удаленные один от другого на заданное расстояние, и наземную панель, включающую генератор меток времени, делители этих меток, логический элемент И, счетчик, выход которого соединен с входом регистра, а выход регистра соединен с цифроаналоговым преобразователем, триггер, элементы укорочения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точ- ности измерений, импульсный источник тепла выполнен в виде источника напряжения с накопительным конденсатором, который соединен с электродами через управляемый коммутатор, а электроды выведены в поток исследуемой жидкости и шунтированы

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я гем, что глубинный прибор снабжен пороговым элементом и преобразователем температура частота, а наземная панель снабжена схемой измерения постоянной времени разряда накопительного конденсатора в виде аналогового и цифрового устройств и переключателем

Скорость, Сопротивление", Температура", причем накопительный конденсатор через пороговый элемент, переключатель Скорость, Сопротивление, вТемпература соединен с входом схемы измерения постоянной времени разряда, а преобразователь температура — частота через делитель меток времени соединен со счетчиком.

3. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью измерения расхода и состава жидкости в добывающих и в нагHPтательных скво.усинах, линии связи и управления выведены к обоим концам глубинного прибора, снабженным кабеньнь>ми наконечниками.

1194998

1

Изобретение относится к промысловой геофизике и может быть использовано для измерения расхода и состава жидкости в добывающих и нагнетательных скважинах. 5

Цель изобретения — повьппение точности Измерения скорости жидкости путем пропускания нагревающего тока через исследуемую жидкость и расширение функциональной возможности 10 устройства за счет использования импульсного источника тепла в качестве резистивиметра и термометра и использования устройства как в добывающих, так и в нагнетательных сква- 15 жинах.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 график температуры жидкости после пропускания через нее импульса тока у0 (звездочкой отмечен момент запуска нагревателя; j t — квант времени;

Т вЂ” период запуска нагревателя; дТ вЂ” интервальное время); на фиг. 3 график напряжения на накопительном 25 конденсаторе (за время R С напряжение падает в е раз, т.е. составляет

0,37 U ); на фиг. 4 — положение устройства в добывающих скважинах (в нагнетательных скважинах усгройство подсоединяется к.каротажному кабелю с другого конца).

Устройство состоит из наземной панели 1 и глубинного прибора 2, соединенных каротажным кабелем 3. В. наземную панель входят генератор 4 меток времени, делители 5, 6 и 7, элемент И 8, элемент 9 укорочения, элемент 10 задержки, блок 11 запуска,.счетчик 12, элементы 13 и 14 укорочения, регистр 15> триггер 16, цифроаналоговый преобразователь 17, элемент 18 укорочения, аналоговый и цифровой регистраторы 19 и 20.

Генератор 4 меток времени через переключатель V/R соединен с делителем 7 и непосредственно с делителями 5 и 6; Коэффициент деления делителей может регулироваться переключа- 50 телями "Масштаб уровня", "Масштаб врвмени", "Множитель периода". Через переключатель U/R метки времени проходят на блок 11 запуска разряда накопительного конденсатора С. Кон- 55 денсатор С разряжается через коммутатор 21 и исследуемую жидкость посредством электродов r.

Термочувствительный элемент и преобразователь температура — частота объединены в элементе 22. Выход преобразователя температура — частота через переключатель U/R подан на делитель 7, откуда через схему 11 когда триггер !6 выдает разрешение, поступает на вход счетчика 12, сброс которого осуществляется через элемент 9 укорочения. Выход порогового элемента 23 через переключатель V/R в положении R подан на вход элемента 14 укорочения, откуда сигнал поступает на вход 0 установки триггера.

Одновременно с запуском разряда запускаются аналоговый 19 и цифровой

20 регистраторы данных. Выход счетчика 12 подан на «ход регистра 15 параллельным кодом. Выход регистра

15 нагружен на цифроаналоговый преобразователь 17, а также подан на вход цифрового регистратора 20 параллельным кодом. На другой вход цифрового регистратора 20 подан .через элемент 18 укорочения инверсный выход триггера 16 На фиг. 4 представлена компановка глубинного прибора. Кабельные наконечники 24 установлены с обоих концов прибора. К ним подведены линии связи защитного кожуха

25 с блоком электроники, термочувствительного элемента 26 и импульсного источника 27 тепла, установленных на противоположных концах трубы 28, снабженной с обоих концов окнами 29 для входа и выхода потока измеряемой жидкости. Прибор опускается в скважину на каротажном кабеле 3.

Устройство работает в трех раздельных режимах: измерение скорости движения ж.едкости, измерение температуры жидкости и измерение электрического сопротивления жидкости. Режим измерения скорости.

В этом режиме (V) устройство квантует по времени процесс изменения температуры жидкости, наблюдаемый при прохождении тепловой метки мимо преобразователя 22, измеряет среднюю температуру жидкости за время каждого кванта и регистрирует гистограмму изменения температуры во времени в аналоговой и цифровой формах (фиг. 2).

Интервальное время хода тепловой метки ЛТ определяется при дальней1194998 4 шей обработке результатов измерений на ЭВИ или вручную. Скорость движения жидкости V определяется по формуле

V =

6Т-8 где L — расстояние по оси скважины от центра межэлектродного промежутка до центра чувствительного элемента преобразователя температура— частота;

8 — поправка на интервальное время, обусловленная задержкой создания тепл вой метки после соответствующего сигнала сверху (этой поправкой практически можно пренебречь).

Режим включается установкой переключателя Ч/К в положение V, о а переключателя Ч, R/t в положение

V R (положения, изображенные на фиг. 1) .

Цикл регистрации гистрограммы температуры начинается с запуска тепловой метки. Запуск проводится соответствующей меткой времени по тракту генератор 4 меток, делитель

5, переключатель "Масштаб времени", делитель 6, переключатель "Иножитель периода", переключатель V, R/t

1 блок 11 запуска разряда, каротажный кабель 3, коммутатор 21. Конденсатор С разряжается через открывшийся коммутатор 21 в межэлектродную жидкость и спиральный нагреватель R. Иетка запуска с выхода переключателя Множитель периода" по.ступает также на регистраторы 19 и 20, формируя в них сигналы начала цикла.

Первый сигнал с выхода переключателя "Иасштаб времени" через элемент 14 укорочения сбрасывает триггер 16, подготавливая счет уровня в первом кванте времени, а после задержки элементом 10 и укорочения элементом 13 вновь включает триггер 16.

Сигнал с единичного выхода триггера через элемент 9 укорочения сбрасывает счетчик 12, подготавливая его к работе, и, поступая на эле.— мент И 8, открывает его на пропуска25

Цифровой регистратор 20 записывает данные первого кванта, а преобразователь 17 формирует сигнал на входе аналогового регистра 19, пропорциональный этим данным. После задержки элементом 10 сигнал с переключателя "Масштаб времени" включает через элемент 13 укорочения триггер 16. Последний сбрасывает через элемент 9 укорочения счетчик 12 и открывает элемент И 8

35 для счета данных второго кванта.

Данные второго и всех последующих квантов накапливаются и регистрируются аналогично указанному выше. Процесс квантования периоди40 чески повторяется в соответствии с установленной переключателем

"Масштаб времени" шириной квантов времени до следующего запуска тепловой метки.

45 Режим измерения температуры жидкости (t ).

Этот режим отличается от описанного вьппе лишь тем, что в нем не за50

5

1О

20 ние. В счетчик 12 через элемент 8, переключатель "Масштаб уровня", делитель 7, переключатель V/R и каротажныи кабель 3 начинают поступать сигналы с выхода преобразователя 22.

Второй сигнал с выхода переключателя "Масштаб времени" через элемент 14 сбрасывает триггер 16.

Счет сигналов преобразователя 22. прекращается вследствие блокировки счетчика 12 элементом 8. Сигнал с инверсного выхода триггера 16 . через элемент 18 укорочения проводит запись числа счетчика 16 в регистр 15. Этот же сигнал поступает в цифровой регистратор 20 в качестве команды готовности данных первого кванта времени. Данные с выхода регистра 15 поступают по шинам данных в цифровой регистратор 20 и в цифроаналоговый преобразователь 17. пускаются тепловые метки и гистограмма температуры жидкости непрерывно записывается во времени (a при непрерывном каротаже — по глубине). Для его реализации переключао тель V, R/t размыкается (положео ние t ), вследствие чего сигналы на выходе блока 11 эапускаи соответствующих входах регистраторов 19 и 20 отсутствуют.

1194998

Режим измерения электрического сопротивления жидкости (г ).

Как известно из электротехники, текущее напряжение на конденсаторе при разряде описывается следующим выражением

U U ехр(- †-), t о R C где U и Оо - текущее и начальное напряжения соответственно;

t — время, прошедшее с начала разряда;

Ro — сопротивление цепи, по которой проходит разряд;

С вЂ” емкость конденсатора.

Отсюда следует, что

R о U<

Cln— о.

Таким образом, измерив время спада напряжения до любого фиксированного относительного значения (U

В свою очередь К определяется в предлагаемом устройстве практически лишь параллельным соединением нагревательного элемента R u межэлектродной жидкости (г,):

R r о Ryr о следовательно, r

4 R — R о

Режи:1 г включается установкой переключателя V/R в положение R (нижнее на схеме), а переключателя

V, R/t — в положение V, R (т.е. замкнутое).

Здесь цикл измерения запускается очередным сигналом с выхода переключателя "Множитель периода".

Этот сигнал через переключатель

Ч, R/t поступает на вход блока 11 запуска и на соответствующие входы регистраторов 19 и 20, а через переключатель V/R — на вход элемента

10 задержки. Блок 11 запускает через

50 полняя его.

В момент спада напряжения на конденсаторе С ниже фиксированного значения срабатывает пороговое устройство 23. Сигнал с его выхода через кабель 3, переключатель V/R u элемент 14 укорочения сбрасывает триггер 16. Сигнал с инверсного выхода триггера проводит запись времени, зафиксированного счетчиком

12, в регистр 15 и поступает на цифровой регистратор 20 в качестве команды готовности данных. Аналоговый регистратор 19 фиксирует на диаграмме уровень, пропорциональный времени разряда конденсатора.

Регистратор 20 записывает это время на цифровой носитель (например, магнитную или перфоленту).

В импульсном источнике тепла нагрев жидкости путем пропускания через нее импульса тока уменьшает теплоинерционные явления, что повышает точность измерений скорости движения жидкости в широком диапазоне скоростей„ Снабжение глубинного прибора пороговым элементом и преобразователем температура — частота, а наземной панели схемой измерений постоянной времени разряда накопительного конденсатора и переключателем Скорость — сопротивление — температура" позволяет расширить функциональные возможности устройства за счет использования его в качестве резистивиметра и термометра. Это в Свою очередь позволяет за один спуск — подъем инструмента провести исследования расхода (дебита), минерального состава жидкости и ее температуры. кабель 3 и коммутатор 21 разряд конденсатора С, регистраторы 19 и 20 записывает метки начала цикла, а элемент 10 включает через элемент 13 укорочения триггер 16. Сигнал с прямого выхода триггера через элемент 9 укорочения очищает счетчик 12 н разблокирует элемент И 8. Метки времени с генератора 4 через пере.ключатель Ч/R, делитель 7, переключатель "Масштаб уровня" и элемент

И 8 поступают на счетчик 12, за1194998

119iФ998

ВНИИПИ Заказ 7392/36 Тираж 539 Подписное

Филиал ППП "Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4