Устройство для измерения давления в скважине

(51) М, Кл.а Е 21 В 47/О с присоединен (23) Приоритет (43) Опубликовано (45) Дата опублик ваяв Государственный комитет Совета Министров СССР 28.02.78, Бюллетень8 вания описания 22.03.7(088.8) ло делам нзобрете и открытий 72) Авторы изобретени 71) ЗаявительВ. Х. М, Дулаев и Г. Г. Поляковчно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам есоюзныи СТВО ДЛЯ ЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ В СКВАЖИНЕ где змерительной камеры, см компенсирующей камер Изобретение относится к регистрирующим измерительным приборам, применяемым при исследовании скважин и пластов,Известны глубинные поршневые манометры с чувствительным элементом в виде цилиндри ческой пружины 11.Также известно устройство для измерения давления в скважине, включающее корпус с измерительной камерой, регистрирующий узел и измерительный шток переменного диамет ра 2.Недостатками этих устройств являются относительно малые пределы измерения, большие габариты приборов из-за значительных перепадов внутреннего и наружного давлений, 15 действующих на прибор в стволе скважины, а также невозможность использования одного прибора для замера давления и температуры.Целью изобретения является обеспечение измерения температуры в скважине и повыше ние точности.Это достигается тем, что шток выполнен разъемным и связывает измерительную камеру с дополнительной компенсирующей камерой, которой снабжен корпус устройства, причем обе камеры заполнены разнородными жидкостями и их объемы установлены в соотобъем иобъемсм,соответственно коэфширения и сжимаести в измерительносоответственнообъемного расширемости жидкости вщей камере;площади сечения шках, см. фициенты рас мости жидко й камере; коэффициентьния и сжимае компенсирую 2 12 тока в сальн стви 2 к 1оотношениями:2 1 1 2,1 2 -и На чертеже представлено предлагаемое устройство.Устройство содержит измерительную 1 и компенсирующую 2 камеры. Через камеру 2 проходит компенсирующий шток 3, одним концом входящий в измерительную камеру, в которой имеется измерительный шток 4. Штоки 3 и 4 уплотнены сальниками 5 - 8. На измерительном штоке 4 закреплено записывающее перо 9. Запись ведется на картограмме 10, вставленной в барабан 11, приводимый во вращение часовым механизмом 12. В корпусе прибора для восприятия давления имеются отверстия 13, 14 и 15. Нагрузка от внешнего давления для предохранения часового механизма воспринимается упорным подшипником 1 б через валик малого диаметра 17 и герметизпрованным узлом 18.595498 4где 1 - перемещение штока 4 при изменениидавления и температуры внешнейсреды;1 - .температура внешней среды, С.5Прй -воздействии на данный прибор - термо 10 15 45 55(а, -3В зависимости от того, каким будет объем камеры 2, устройство будет работать или как манометр, или как термометр. Если этот объем будет соответствовать условиюРг - Рг1 г -Фаг Рд где У, - объем камеры 1, см;а - коэффициент объемного расширенияжидкости камеры 1;я - коэффициент объемного расширенияжидкости камеры 2;Г, - площадь сечения штока 3 в сальнике 5, см,Рг - площадь, сечения штока 3 в сальниках 6 и 7, см,то при изменении температуры жидкость ка.меры 2, расширяясь, вытолкнет шток 3, иверхний конец его, выходя из камеры 1, освободит в ней объем для расширяющейся в нейжидкости. При этом шток 4 остается неподвижным. При воздействии внешнего давления шток 3 входит в компенсирующую камеру, сжимая в ней жидкость до давления внешней среды, одновременно сжимая жидкость ив измерительной камере 1 до давления, неравного внешнему. Внешнее давление в измерительной камере 1 устанавливается путем перемещения штока 4, который перемещается последующему закону;11 огде 1 - перемещение штока 4 при изменении давления и температуры внешней среды;Р, - площадь поперечного сеченияштока 4;- коэффициент сжи маем остижидкости в полости 1;г - коэффициент сжима ем остижидкости в полости 2;Р - внешнее давление, кгс/см;У, 4; 4 - приведены выше.В случае работы устройства в качестве термометра объем съемной компенсирующей камеры 2 находится по следующей зависимости:17 1 1, (Рз Р 2)1 г РгПри воздействии на прибор давления шток3, сжимая жидкость камеры 2 до давлениявнешней среды, входит в измерительную камеру 1, сжимая жидкость этой камеры до того же давления, При этом уравновешенный совсех сторон шток 4 остается неподвижным ибудет реагировать только на изменение температуры по следующему закону: 20 25 30 35 40 60 метр температуры 1 жидкость, расширяясь, вытесняет шток 3 из камер 2 и 1, тем самым освобождая часть объема для расширяющейся жидкости камеры 1. Но освобожденного объема в камере 1 не хватит для расширяющейся в ней жидкости, что обеспечивается подбором объема, Ввиду этого расширения жидкость вытесняет шток 4, занимая необходимый объем.Для работоспособности прибора при подборе жидкостей должно соблюдаться следующее соотношение: аггаг ЪВвиду того что во всех основных узлахизобретения давление равно внешнему, прибор изготавливается тонкостенным, малогабаритным.Изобретение позволяет измерять давлениепорядка 1000 - 1500 кгс/см и температуры порядка 250 - 300 С при полной компенсацииодного из параметров.Формула изобретенияУстройство для измерения давления в скважине, включающее корпус с измерительнойкамерой, регистрирующий узел и измерительный шток переменного диаметра, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью обеспечения измерения температуры в скважине и повышенияточности, шток выполнен разъемным и связывает измерительную камеру с дополнительнойкомпенсирующей камерой, которой снабженкорпус устройства, причем обе камеры заполнены разнородными жидкостями и их объемыустановлены в соответствии с соотношениямиУг/ Р - РгК,;.,Г Р - Р3 аг Рг Уг 2 Р 2где У - объем измерительной камеры, см;У, - объем компенсирующей камеры,смза, Д - соответственно коэффициентырасширения и сжимаемости жидкости в измерительной камере;аг, г - соответственно коэффициентыобъемного расширения и сжимаемости жидкости в компенсирующей камере;РРг - площади сечения штока в сальниках, см.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР457788,кл. Е 21 В, 47/00, 1970.2. Исакович Р, Я. Нефтепромысловые измерения и приборы. М., Недра, 1966, с. 19,595498 Составитель А. Казаретова Техред И. Михайлова Корректор Е. Хмелева Редактор ло ПодписноеСР ипография, пр. Сапунов Заказ 251/11 Изд,27 НПО Государственного по делам и 113035, Москва, Тираж 734комитета Совета Министровобретений и открытийЖ, Раушская наб., д. 4/5