Способ определения газосодержания бурового раствора и устройство для его осуществления

; хиетки МР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ рц 667126 Союз Советскик Социалистических Республик) М, Кл,2 6 01 Я 29/02 22) Заявлено 17,06.75 (21) 2144854/03 вкис присоединением Государственный комитет Совета, Министров СССР(23) ПриоритетОпубликовано 30,07,77. БДата опубликования оп 3) УДК 534 14 (088 8 юллетень28 сания 11.08.77 о дедам, изобретений и открытий. Панаиотти, Ю. П. Жуков, В, П, Черенко есоюзный научно-исследовательский инстискважин и буровым раствора Н. ф. Мезенцево креплению 4) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕН ИЯ ГАЗОСОДЕРЖАН ИЯ БУРО ВОРАСТВОРА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2 через внутреноторый приво Изобретение относится к области бурения скважин, в частности к способам измерения количества газа,в растворе, используемом при бурении.Для измерения газосодержания,в потоке бурового раствора известен способ непрерывной непринудительной дегазации путем измерения извлеченного количества газа и аоследующего вычисления его полного объеманаходящегося при данных условиях в растворе ИОднако точность такого способа невысока, а устройство, требующееся для его реализации, достаточно сложно,Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ определения газосодержания бурового раствора путем возбуждения в нем колебаний 21С помощью генератора и излучателя в данном опособе возбуждают пучок ультразвуко 1 вых колебаний, улавливают с помощью приемника колебания, прошедшие через поперечное сечение потока, отфильтровывают колебания с несущей частотой и о содержании газовых включений .судят с помощью измерительного прибора по изменению стараметров модулирующих колебаний.Указанный способ не обеспечивает достаточную точность определения объемного содержания газа в буровом растворе, поскольку, во-первых, измеряются параметры потока газовых включенийпересекающих лучок колебаний, а, во-вторых, большие помехи оказывают твердые частицы, находящиеся в буро вом растворе.С целью повышения точности измерений засчет повышения,помехозащищенности мощность, затрачиваемую на возбуждение коле 1 баний фиксированного объема буранового рас твора на частоте звукового диапазона, уменьшают от наибольшего значения до значения в момент срыва колебаний и по ее величине в этот момент судят о газосодержавии бурового раствора.15 Осуществление предлагаемото способа обуславливается применением устройства, показанного на чертеже и включающего возбудитель колебаний,1, резонатор 2, приемник колебаний 3, усилитель 4, генератор 5 и из мерительный прибор 6. Устройство снабженоуправляемым ограничителем 7, включенным между усилителем и возбудителем, и,пороговым элементом 8, включенным между ограничителем и генератором, к выходу которого 25 подключен управляющий вход ограничителяи измерительный прибор 6,Предлагаемый способ поясняется работойустройства.Рабочую среду пропускают30 нюю полость резонатора 2, к15 дится в колебание возбудителем 1. В начальный момент генератором подается максимальный сигнал на управляющий вход ограничителя 7 и тем,самым полностью открывают его. Это приводит к самовозбуждению электромеханического резонатора 2 на собственной частоте за счет сигнала положительной обратной связи, выключающей приемн 1 ик колебаний 3, усилитель 4, управляемый ограничитель 7 и возбудитель колебаний 1, Затем посредством генератора 5 плавно уменьшают сигнал, а ограничителем .7 уменьшают мощность, передаваемую от усилителя 4 к возбудителю 1. В тот момент, когда мощность сигнала возбуждения оказывается недостаточной для восполнения,потерь энерпии в резонаторе, происходит срывов его колебаний. Момент срыва определяется пороговым элементом 8, который вновь запускает, генератор колебаний. О газосодержании бурового раствора судят либо по,усредненному значению амплитуды колебаний генератора, либо по частоте его колебаний, измеряемой измерительным прибором,б.Точность и помехозащищенность способа, обоснованного на возбуждении акустических колебаний в буровом растворе, обеспечивается лишь в том случае, если поглощение энергии пузырьками газа будет намного превышать потери в жидкости и твердых включениях. Это условие выполнимо лишь в том случаекогда резонатор будет колебаться с резонансной частотой газовых пузырьков, находящихся в определенном объеме бурового раствора, Поскольку с изменением статического напряжения сдвига и плотности жидкости изменяется в некоторых пределах размер газовых пузырьков и соответственно их резонансная частота, то введение модуляции колебаний резонатора с помощью дополнительного замкнутого контура, включающего пороговый элемент, генератор и ограничитель, способспвует расшырению полосы пропускания частот разонатора и четкому фиксированию уровня мощности, поглощаемой газовьгми пузырьками. 20 25 зо 35 40 45 4Для получения линейной характеристики прибора предпочтителен пилообразный вид колебаний генератора.При осуществлении данного способа появляется возможность с достаточно высокой точностью измерять иенссредственно в протоке газосодержание бурового раствора, Своевременное обнаружение начавшегося газо- проявления позволяет вовремя принять меры по лиивидации осложнения и предотвращения аварии,Формула изобретения 1. Способ определения газосодержания бурового раствора путем возбуждения колебаний в нем, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений за счет повышения помехозащищенности, мощность, затрачиваемую на возбуждение колебаний фиксированного объема бурового распвора на частоте звукового диапазона, уменьшают от наибольшего значеция до значения в мо.мент срыва колебаний и по ее величине в этот момент судят о газосодержании бурового раствора.2. Устройство,для осуществления способа определения газосодержания бурового раствора по,п. 1, содержащее возбудитель колебаний, резонатор, приемник колебаний, усилитель, генератор и измерительный прибор, отличающееся тем, что оно снабжено управляемым ограничителем, включенным между усилителем и возбудителем, и пороговым элементом, включенным между ограничителем и генератором, к выходу иоторого подключен управляющий вход ограничителя и измерительный прибор,Источники информации, принятые во внимание дри экспертизе1. Авторское свидетельство СССР М 262802, кл. Е 21 В 47/00, 1967,2, Авторское свидетелыство СССР Мо 233273, кл. 6 01 И 29/02,1967,567126 1109ПодписноеМинистров СССР Заказ 1668/9 Изд.615 Тираж ИПИ Государственного комитета Совета по делам изобретений и откры 113035, Москва, Ж, Раушская на