Устройство для измерения давления и температуры в скважине

Ой ИКАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 15.12,80 (21) 2965678/22-03с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетОпубликовано 230882. Бюллетень М 931Дата опубликования описания 23.08.82 м К з Е 21 В 46/06 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий%Азербайджанское отделение Всесоюзного научно- "" ( исследовательского института геофизических методов раэведтси- - . - .="(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРЬ В СКВАЖИНЕИзобретение оиносится к промысловой геофизике и может быть использовано для термобарических исследований в скважинах. Известен скважинный глубинный манометр, содержащий корпус, измерительную камеру с двухступенчатым .поршнем и регистратор (1Известно также устройство для измерения давления и температуры в скважине, содержащее корпус, измерительный узел, выполненный в виде двух смежных камер со штоками, заполненных разнородными рабочими средами и регистратор. Под воздействием скважинного давления штоки входят в камеры, заполненные разнородными жидкостями, которые сжимаются в камерах до внешнего давления. Это перемещение штоков записывается перьями регистрирующего узла, а затем по тарировочному графику находят давления. При изменении температуры штоки выталкиваются на определенную величину расширяющимися жидкостями камер. Объемы камер различные, поэтому и перемещения штоков н камерах будут различными. Соотнося между собой перемещение штоком под действием скважинного давления и температуры находят по формуле температуру (,2.Недостатком известного устройства является невысокая точность измерения давления и температуры в скважине, обусловленная зависимостью коэффициентом теплового расширения исжимаемости используемых жидкостей отот давления и температуры.Цель изобретения - повышение точности определения величины давленияи температуры в глубоких скважинах.Поставленная цель достигается тем,что устройство снабжено установленными в каждой камере двумя подпружиненными поршнями, жестко связанными соштоками, причем в корпусе выполненадополнительная камера, связанная содной иэ камер с помощью обратногоклапана, при этом обе эти камерызаполнены газом.На фиг, 1 изображено устройство,на фиг. 2 - кривая неизменного состояния удельного объема воды.Устройство содержит корпус 1, вднище 2 которого имеются отверстия3 для поступления скважинной жидкости, камеру 4, заполняемую скважинкойжидкостью, цилиндрическую камеру 5 ЗО атмосферного давления, содержащуюпоршень б, укрепленный на штоке 71пружину 8, обратный клапан 9, связанный с резервуаром 10, регистрирующий узел 11, связанный через усилитель 12 с кабелем 13, цилиндрическуюманометрическую камеру 14, содержащую,5поршень 15, укрепленный на штоке16, пружину 17, шток 16 связан срегистрирующим узлом 18 и через усилитель 12 с кабелем 13. Уплотнительныв манжеты 19 предназначены для 10герметичного закрытия камер 5 и 14.Приведена кривая (фиг,2) неизменного состояния объема воды, соответствующего ее гидростатическому состоянию, определяемому из условия 151/;,где Ч - объем воды при произвольных температуре и давлении,Чо - тот жв объем воды при температуре и давлении, существующих у поверхностиЗемли,устройство работает следующим образом.Через отверстия 3 в днище 2 корпуса 1 скважинная жидкость поступаетв камеру 4 и по мере опускания устройства и возрастания давления давитна поршни б и 15 н камерах 5 и 14,В цилиндрической камере 5 атмосферного давления поршень б под действием внешнего давления перемещается,сжимая пружину 8. При этом сжимаемыйпоршнем газ в камере 5 с помощьюобратного клапана 9 вытесняется н ре Яэернуар 10, и тем самым устраняетсядополнительная компенсация давленияот газа н камере 5. Перемещение 1поршня б измеряется регистрирующимузлом 1, связанным с ним с помощьюштока 7, преобразуя его в сигнал,который усиливается усилителем 12 ипо кабелю 13 передается на поверхность Земли для оперативного контроля. После этого определяют величинуданления н скважине по формуле где К - жесткость пружины 8,Б - площадь поршня б.В цилиндрической манометрическойкамере 14 поршень 15 под действиемвнешнего давления перемещается, сжимая пружину 17 и жидкость (например,воду) или газ, играющие в манометрической камере 14 роль дополнительного компенсатора давления. Перемещение 6 поршня 15 фиксируется с помощью регистрирующего узла 18, связанного с ним при помощи штока 1 б, 60преобразуется в сигнал, который, усиливаясь усилителем 12, передаетсяпо кабелю 13 на поверхность Землидля оперативного контроля. После этого определяют величину давления Р, 65 компенсированного пружиной 17 поформулеР ф " - йКч.где К- жесткость пружины 17,5 - площадь поршня 15.Величину давления Р, компенсированного н манометрической камере 14 жидкостью (например, водой) или газом, определяют из условияЗатем определяют величину нормального гидростатического давления Ро по формулеР ф 01 и,где Н - глубина, на которой проводятся исследования.Вышеуказанную глубину откладывают по оси давлений (фиг,2) и восстанавливают из найденной точки перпендикуляр до пересечения с кривой неизменного состояния удельного объема воды. Из точки пересечения опускают перпендикуляр на ось температур и определяют нормальную стационарную температуру То. После этого находят температуру Т, соотнетствующую температуре скважинной жидкости по формулеТ= - (Р-Р)+Т3огде (Ъ и с- соответственно коэффициенты сжимаемости и теплового расширения, определяемые для различныхтемператур и давлений по справочнымданным,Предлагаемое устройство обеспвчинает высокую, точность определениявеличин скважинного давления и температуры,Формула изобретенияустройство для измерения давления и температуры в скважине, содержащее корпус, измерительный узел, выполнен-. ный в виде двух смежных камер со штоками, заполненных разнородными рабочими средами и регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений в глубоких скважинах, оно снабжено установленными в каждой камере двумя подпружиненными поршнями, жестко связанными со штоками, причем н корпусе выполнена дополнительная камера, . связанная с одной из камер с помощью обратного клапана, при этом обе эти камеры заполнены газом.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР 9461219, кл, Е 21 В 47/06, 1973.2. Авторское свидетельстно СССР 9431298, кл. Е 21 В 47/06, 1972.953195 ВНИИПИ Эаказ 6228/5 Тйра;к 623 Подписное Фидиал ППП г. уагород,тент",Проектная,4