Подггпсная арутгс Лб 10
А І. Петров, І. Я. Рівкін, Б. М. Коваленко і Н. П. Бердичівська
СПОСІБ ВИМІРЮВАННЯ тиску в свердловині
І ПРИСТРІЙ ДЛЯ ЙОГО ЗДІЙСНЕННЯ
Оіуолікова>? Про в «Б> оллетсіе винаходів» М 14 за 1962 р
Відомі способи вимірювання тиску в свердловинах, засновані на псріодіческом вирівнюванні вимірюваного тиску в свердловині і тиску всередині вимірює приладу, причому статичний тиск в свердловині вимірюється по інтервалах прп допомогою вимірювання диференціального тиску. Пристрої для вимірювання тиску в свердловинах, побудовані для здійснення відомих способів. ме? ст недолік, який закл? очается в тому, що неможливо проводити послідовне незалежне вимірювання статичного. диференціального тисків з ви; Окою точністю, 3 також неможливо;? змерять зростаючий тиск при спуску пристрою в свердловину, Пропонований спосіб вимірювання тиску в свердловині з використанням струнного датчика відрізняється від відомих тим, що послідовне вимірювання статичного тиску виробляють компенсаційним спосооом ін! Використаний? П! струн ного дат ика в ка! 1pcTBc H>.> Органу, а потім, відключивши>? Епь компенсації, тим же датчиком вимірюють диференціальне тиск
При такому способі спрощується застосовується для вимірювання тиску пристрій. Для здійснення запропонованого способу вимірювання;! Авленія пропонується пристрій, який складається з струнного датчика з мембранним чутливим елементом і відрізняється від відомих тим, що для вимірювання статичного тиску датчик виконаний: з компенсуючого зовнішній тиск поршня, переміщуваного реверсивним двигуном, підсилювача і датчика переміщення поршня.
Крім того, пропонований пристрій для вимірювання диференціального тиску забезпечено вимикачем, що розривають ланцюг двигуна, причому величина диференціального тиску фіксується напря> ке. ням, що знімається з підсилювача. З метою компенсації температурних
¹ 148768 помилок, пристрій забезпечений електричним датчиком температури, що вводить поправку в сигнал датчика тиску.
На ЧерМК показана блок-схема пропонованого пристрою для вимірювання тиску в скважійах.
Для проведення гідродійаміческіх досліджень нафтових свердловин застосовують глибинні манометри і дифманометри різних типів. «, До-.
Для виробництва ізмерейій цими приладами необхідно спочатку ізмерзіть глибинним манометром статичний тиск і глибинним Термограф температуру на даній глибині.
Крім того, глибинні діфманометри мають певну межу вимірювання диференціального тиску, що вкрай незручно прп дослідженні свердловин.
Глибинні манометри засновані на вимірі деформації пружного елемента і не можуть бути застосовані для вимірювань невеликих перепадів при великому статичному тиску внаслідок недостатньої чутливості.
Пропоноване пристрій глибинного дистанційного .манометра позбавлене зазначених недоліків.
Усунення недоліків досягнуто за рахунок поєднання двох методів вимірювання тиску: компенсаційного методу вимірювання статичного тиску і методу вимірювання диференціального тиску струнним датчиком.
При вимірюванні статичного тиску компенсаційним методом струнний датчик грає роль індикатора нульового положення.
Будь-яка зміна статичного тиску в свердловині викликає зміщення роздільник від нульового положення і поява відповідного сигналу неузгодженості.
Це неузгодженість призводить в дію стежить двигун, який, діючи поршнем на стиснене повітря в вимірювальній камері приладу, компенсує зміщення мембрани.
Число оборотів двигуна або лінійне переміщення поршня служить мірою статичного тиску.
При досягненні заданого значення статичного тиску стежить двигун відключається і подальша зміна тиску сприймається тільки струнним датчиком, Запис вимірюваного диференціального тиску проводиться вторинним приладом.
Внаслідок відсутності рухомих частин обсяг вимірювальної камери не змінюється і величина диференціального тиску залежить тільки від зміни частоти струнного датчика.
Таким чином, прилад послідовно вимірює статичну і диференціальне тиску при будь-якій величині статичного тиску без попереднього його вимірювання.
При досягненні межі вимірювання диференціального тиску знову включається стежить двигун і тиск у вимірювальній камері приводиться до тиску в свердловині. Після цього можна знову вимірювати струнним датчиком диференціальне тиск.
При цьому межа вимірювання диференціального тиску може бути збільшений до межі вимірювання манометра статичного тиску.
Вплив температури враховується в приладі температурним датчиком, що вводить сигнал поправки в ланцюг зворотного зв'язку пристрою.
Похибка вимірювання диференціального тиску внаслідок застосування двох методів вимірювання не залежить від похибки опpeделенія статичного тиску і є функцією похибки тільки струнного датчика із вторинним приладом. № 148768
Пристрій (див. Креслення) складається з первинного приладу †"глибинного снаряда, що опускається в свердловину, і вторинного приладу, що знаходиться на поверхні.
Корпус 1 глибинного снаряда розділений на п'ять секцій.
У першій секції l поміщається стежить двигун 2 з редуктором д і датчик 4 лінійних переміщень. У секції II розміщені поршень 5, поступально переміщується в циліндрі б, датчик температури 7, струнний датчик 8 і генератор 9.
Секція 11 відокремлена від заповненої рідиною секції III гнучким роздільником 10, до якого жорстко прикріплена струна датчика тиску.
У секції IV, повідомленої з навколишнім середовищем, розміщений клапан 11, жорстко пов'язаний з сильфоном 12, роз'єднувальним секції 1Р і V.
Вторинний прилад складається з перемикача 13, підсилювача 14, вузла 15 введення температурної поправки (суматора), вузла 1б установки нульового сигналу датчика тиску і реєстраторів тиску †"Р, діфдавленія вЂ" AP, температури †"Т.
Порожнина: під поршнем 5 заповнена стисненим газом під тиском Р, рівним 10 †"25% від межі вимірювання манометра, Для розвантаження гнучкого роздільник 10 від одностороннього тиску Р> клапан 11 перекриває отвір в секції III, заповненої рідиною.
Таким чином, при відсутності зовнішнього тиску роздільник 10 знаходиться в нульовому положенні. Для перекриття клапана секція V також заповнюється стисненим газом під тиском Р.
При спуску приладу в свердловину тиск зовнішнього середовища через отвори в секції IV впливає на сильфон 12.
При досягненні тиску в свердловині, рівного Р, клапан 11 відкривається і секція III сполучається з зовнішнім середовищем.
Під дією вимірюваного тиску роздільник 10 зміщується, змінюючи натяг струни датчика 8, що призводить до відповідної зміни власної частоти коливання струни.
Уздовж струни, вібруючої в постійному: магнітному полі з частотою власних коливань, генерується е. д. з. з тією ж частотою.
Е. д. С. подається на генератор-перетворювач 9, зворотний зв'язок якого створює режим незатухаючих коливань струни. Перемикач 13 встановлюється в положення P. Вимірюється величина через підсилювач 14 надходить на суматор 15, де порівнюється з напругою установки нульового сигналу датчика тиску, відповідним на. чільного значенням тиску Р і температури
Зміна тиску в свердловині призводить до появи певної величини неузгодженості, яка відпрацьовується стежить двига-телем 2.
Стежить двигун через редуктор 8 переміщує поршень 5, змінюючи цим тиск в камері П до тих пір, поки тиск в ній не стане рівним зовнішньому.
Таким чином, роздільник 10 знову повернеться в нульове положення, частота коливань струни стане рівною початковій, що призведе до зникнення неузгодженості.
Одночасно з цим датчик 4 лінійних переміщень поршня 5 передає на реєстратор Р величину виміряного тиску в свердловині. Для розвантаження поршня в секції Il (над поршнем) є отвори, що повідомляють цю порожнину із зовнішнім середовищем.
Для вимірювання диференціального тиску перемикач 18 встановлюється в положення ХР, при цьому розривається ланцюг зворотного зв'язку струнного датчика зі стежить двигуном. № 148768
Подальша зміна тиску в свердловині ат, величини зафіксованого статичного тиску (діфдавленіе) сприймається струнним датчиком.
Напруга, відповідне зміни тиску АР, після суматора 15 і підсилювача 14 надходить на реєстратор. Одночасно з будь-яким з описаних вище процесів вимірювання статичного і диференціального тиску проводиться вимірювання температури за допомогою датчика температури. Знімається з цього датчика сигнал подається на реєстратор температури T і в суматор 15, де алгебраїчно складається з напругою, що надходять від датчика 8 тиску.
Зто забезпечує введення температурної поправки в свідчення статичного і диференціального тиску.
Пропонований спосіб вимірювання тиску може бути застосований для нафтової і газової промисловості.
П ред мет винаходи
1. Спосіб вимірювання тиску в свердловинах з використанням струнного датчика тиску, який відрізняється тим, що, з метою послідовного вимірювання статичного і диференціального тиску і спрощення застосовуваної при цьому апаратури, вимірюють компенсаційним способом статичний тиск при використанні струнного датчика в якості нуль-органу, а потім відключають ланцюг компенсації і тим же датчиком вимірюють диференціальне тиск.
2. Пристрій для вимірювання тиску в свердловинах по п. 1. включає струнний датчик з мембранним чутливим елементом, î T л і ч а ю щ е е з я тим, що, з метою вимірювання статичного тиску, його датчик складається з компенсуючого зовнішній тиск поршня, переміщуваного реверсивним двигуном, підсилювача і датчика переміщення .поршня.
3. Пристрій за п. 2, отл і ч а ю щеес я тим, що, з метою вимірювання диференціального тиску, воно забезпечене вимикачем, що розривають ланцюг двигуна, а величина диференціального тиску фіксується напругою, що знімається з підсилювача.
4. Пристрій за пп. 2 і 3, про тл і ч а ю щ її з я тим, що, з метою компенсації температурних помилок, воно забезпечене електричним датчиком температури, що вводить поправку в сигнал датчика тиску. № 148768
Укладач В, А. Іванов
1 ОДП. до печ. 12Л "11-б2 Формат бум. 70); 108 /" Обсяг О, -! 4 видавництва. Л.
Зак. 71! 2 Тираж 650 Ціна -! коп.
ЦБТІ Комітету у справах винаходів і відкриттів при Раді Міністрів СРСР
Москва, Центр, М, Черкаський пров. д. 2 / б.
Друкарні ЦБТІ, Москва, Петрівка 1 !.