Датчик скважинного расходомера
Патент 1423734
Авторы
Классы МПК
Датчик скважинного расходомера
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к области исследования буровых скважин. Цель изобретения - повьппение надежности работы датчика в загркзнершых жидкостях при высоких гидростатических давлениях . Датчик содержит }орпус 1, установленные в нем преобразователь 2, крыльчатку с валом 3, размещенньм в опорах 4 и 5 с зазором, узел газовой защиты, включаюший установленные на опорах 4 и 5 колпаки (К) 6 и 7, источник газовой среды и винт 8 для регулирования зазора. В качестве источника используют ацетиленовый генератор , капсула 10 с водой которого установлена в корпусе 9 с возможностью осевого перемещения относительно патрона 12 с карбидом кальция и удержания на плаву. Корпус 9 и К 6 и 7 имеют одинаковь й объем и сообщены между собой посредством осевых сквозных отверстий р винте 8 и валу 3. Под действием гидростатического давления воздух в корпусе 9 К 6 и 7 сжимается, а уровень жидкости в корпусе 9 понижается . В зтом состоянии объем К 6 и 7 полностью запол){ен ацет11леном. После зтого в данной точке скважины измеряют расход жидкости. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. // 4 ю Ой со 4 фиг 1
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН
1511 4 Е 2) В 47/10
QГГ<:
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ =НИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4158020/22-03 (22) 10.)2.86 (46) )5.09.88. Бюл. : 34 (71) Иркутское отделение Всесоюзного научно-исследовательског0 и ститута методики и техники разведки (72) А.Д.Елисеев, д.) 1,Донброва и В.А.Копылов (53) 13(088.8) (56) Ивачев J),Ì, Борьба с поглощениями промывочной жидкос..и при бурении геологоразведочных с..ва иii.",,, 1) едра, 1982, с ° 48-49. (54) ДАТЧ 1 К С К ВАЖИ)1)10Г0 РЛС:< ..1Д0)) ЕРЛ (57) Изобретение uтноси.i.ñÿ к области исследования буровых скважин. Цел) изобретения — повьп ение на,:еж.!ости работы датчика в загpsiýíåiøûõ жидкостях при высоких гидростатических давлениях. Датчик содержит: орпус ), установленные в нем преобразователь 2, крыльчатку с валом 3, размещенным в опорах 4 и 5 с зазором, узел газовой защиты, включающий уcтановленные на опорах 4 и 5 колпаки (К) 6 и 7, источник газовой среды и винт 8 для регулирования зазора. В качестве источника используют ацетиленовый генератор, капсула 1Î с водой которого установлена в корпусе 9 с возможностью осевого перемещения относительно патрона 12 с карби.юм кальция и удержания на плаву. Корпус 9 и К 6 и 7 имеют одинаковый объем и сообщены между собой посредством осевых сквозных отверстий р винте 8 и валу 3, Под действием гидростатического давления воздух в ксрпусе 9 К 6 и 7 сжимается, а уровень жидкости в корпусе 9 понижается, В этом состоянии объем К 6 и 7 полностью заполнен ацетиленом.
„„SU„„1423734 А1
После зтогu в данной точке скважины измеряют расход жидкости. 1 з,п.ф-лы, 2 ил.
1423734
Изобретение относится к устройствам для определения расхода и направления потока жидкости в буровых скважинах.
Целью изобретения является повышение надежности работы датчика в загрязненных жидкостях при высоких гидростатических давлениях °
На фиг.! изображен датчик скважин- !О ного расходомера; на фиг.2 — графики зависимости минимальной массы карбида кальция от гидростатического давле ния. 1 - теоретический; II - практический. 15
Датчик скважинного расходомера содержит корпус I, установленные в нем элементы тахометрического преобразователя 2, например катушку индуктивности (или герметичный контакт — гер- 20 кон) — Hpëoäâèæíûé элемент и подвижный — пермалльевую пластинку (или магнит), установленный на валу крыльчатки, Крыльчатка состоит из нала 3, размещенного в опорах 4 и 5. В корпу- 25 се датчика также расположен узел газовой защиты, включающий установленные на опоры 4 и 5 колпаки 6 и 7 и источник газовой среды, в качестве которого использован ацетиленовый гене- 30 ратор ° Зазоры в опорах крыльчатки регулируются с помощью винта 8, в нижней части которого установлен ацетиленовый генератор, в корпусе 9 которого установлены капсула 1 О, частич- 35 но заполненная водой 11, и перфорироо ванный патрон 12, наполненный карбидом кальция. В верхней части корпуса ацетиленового генератора установлен фильтр !3, предупреждающий попадание 40 возникающих в процессе реакции карбида кальция с водой пузырей в объемы колпаков опор. Объемы корпуса ацетиленового генератора Й колпаков опор сообщаются посредством сквозных осевых 14 и 15 отверстий, выполненных в валу крыльчатки и в винте для регулирования зазора в опорах соотверственно.
Работа датчика скважинного расходомера заключается в следующем. В конкретном примере датчика объемы корпуса ацетиленового генератора и колпаков опор равны 5 см каждый, а с учетом отверстий в валу крыльчатки и винте для регулирования зазоров в опо. рах весь воздушный объем защищаемой системы составляет 16 см . С учетом предельной предполагаемой глубины погружения датчика скважинного расходомера, которая составляет 820 м, по графику II фиг.2 определяют минимальную массу карбида кальция, При взаимодействии такой массы карбида кальция с водой выделяется количество ацетилена, достаточное для заполнения им объемов колпаков опор и корпуса ацетиленового генератора при максимальном предполагаемом гидростатическом давлении, Для рассматриваемого примера максимальной предполагаемой глубине погружения датчика — 820 м (при плотности воды равной ° 10 кг/м ) соответствует гидростатическое давление 8,2 МПа, а минимальная, определенная по графику II фиг.2, масса—
5,5 г. С запасом в патрон 12 засыпают !0 r карбида кальция. Патрон 12 с карбидом кальция устанавливают в нижней части регулировочного винта 8.
Заполняют капсулу 10 водой 11 вставляют ее в нижнюю часть корпуса 9 и фиксируют. При отсутствии гидростатического давления уровень воды !1 в капсуле !О находится ниде нижней кромки патрона 12 с карбидом кальция, При этом химического воздействия кар бида кальция с водой не происходит.
Датчик скважинного расходомера опускают в скважину, заполненную жидкостью, до глубины очередного замера расхода. По мере опускания на датчик воздействует гидростатическое давление столба жидкости> определяемой выражением
P = L.p.q где P — гидростатическое давление
„на глубине, MIIa глубина погружения датчика в скважинную жидкость, м; — плотность сква :инной жидкости, кг/м ; — ускорение свободного падения, и/с
Под воздействием гидростатического давления воздух в корпусе генера- тора и колпаках опор сжимается, уровень промывочной жидкости в них повышается. При этом положение уровней в
;-них может быть оценено с использованием следующего выражения, полученного в результате очевидных преобразова ний известных соотношений:
Ро Ve
Vо
1 = — — -- -
1423734 где h — расстояние от нижней кромки начального объема колпака опор или корпуса ацетиленового генератора до положения уровня скважинной жидкости, в нем, м;
Ч, — начальный объем корпуса ацетиленового генератора или колпака опор, м ; 10 у — начальное давление там же, МПа;
S — площадь сечения данных объемов, м
По мере повышения уровня скважин- 15 ной жидкости в корпусе 9 ацетиленового генератора капсула 10, обладающая плавучестью в скважинной жидкости, перемещается вверх. Уровень находящейся в ней воды достигает карбида 20 кальция, находящегося в патроне 12.
При контакте воды с карбидом кальция происходит химическое взаимодействие, которое описывается следующим уравнением: 25
СаС + 2Н 0 CzHz + Са(ОН) .
Выделяющийся н процессе реакции ацетилен поступает в корпус 9 ацетиленового генератора и далее через фильтр 13 по отверстиям 15 и 14 в 30 колпаки 6 н 7 опор:.рыльчатки. По мере повышения давления в корпус, ацетиленового генератора и колпаках опор уровень скважинной жидкости в них понижается. При перемещении уровня жид- 35 кости в корпусе ацетиленового генератора ниже патрона с карбидом кальция химическое взаимодействие прекращается, прекращается выделение ацетилена. В этом состоянии объем колпаков 40 опор крыльчатки полностью заполнен ацетиленом. После этого в данной точке скважины выполняют измерения расхода жидкости (время выдержки датчика после его опускания перед замером 45 расхода в следующей точке должно составлять I 0-1,5 мин), Затем датчик опускают ниже до следующей точки замера расхода жидкости, выдерживают
l,O-1,5 мин (время, в течение которо- 50 го срабатывает регулятор объема ацетилена в колпаках) аналогично описанному циклу. Выполняют замер расхода жидкости в скважине и т,д, При подъеме датчика выдержки времени н точках перед измерением необязательна, При измерении расхода крыльчатка вращаетсч с час-отой, пропорциональной величине расхода, Возникающий при этом на .ахометрическом преобразователе 2 сигнал передается по каротажному >.абелю на поверхностный прибор.
При измерении расхода загрязненная жидкость при различных гидростатических давлениях не заполняет колпаки опор крыльчатки, чем и достигается надежная работа датчика.
Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я
1. Датчик скважинного расходомега, содержащий корпус, установленные в нем преобразователь, крыльчатку с валом, размещенным в опорах с зазором, узел газовой защити, включающий установленные на опоры колпаки и источник газовой среди, и винт для регулирования зазора в опорах, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности его работы в загрязненных жидкостях при высоких гидростатических давлениях, в качестве источника газовой среды использован ацетиленовый генератор, капсула с водой которого установлена в корпусе с воэможностью осевого перемещения относительно патрона с карбидом кальция и удержания на плаву, причем объемы корпуса ацетиленового генератора и колпаков опор выполнены одинаковыми и сообщены между собой, 2.Датчик по n.l о т л и ч а юшийся тем, что ацетиленовый генератор установлен в нижней части винта для регулирования зазора в опорах, а объемы корпуса генератора и колпаков опор сообщены посредством выполненных в винте и в валу крыльчатки осевых сквозных отверстий, )423734 тг Я
Р 4 6 д 10 r? r4 Рд rd zo Р, мха
Гц9ростотичесное А/ РнаР
Ф /Г 2
Редактор М.Бандура
Закаэ 46IB/37 с
Проиэводственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Пр<>ектная, 4
Ф
1
7 Ъ 6
Ъ ь
Составитель Г.Маслов
Техред А. Кравчук Корректор С.Черни
Тираж 53l Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий
1l3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5