Устройство для контроля дифференциального расхода в скважине

Сефз СеветснизСецнаанетичеекнхРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ н)969894(22) Заявлено 06. 04. 81 (21) 3265907/22-02 М Х 3 с присоединением заявки Мо "(23) ПриоритетОпубликовано 361082, Бюллетень Мо 40 Е 21 В 47/10 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытийДата опубликования описания 3010,82 М.З.Кравец, В.П.Миронов, Э.Л.Рожанский,:и А.П.Страдымов Куйбышевский политехнический институт им. В,В.Куйбьааева(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО РАСХОДА В СКВАЖИНЕИзобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и может применяться для распознавания поглощенийбуровых растворов и нефтеводогаэо-проявлений.Известна система для распознавания поглощений и нефтеводогазопроявлений, включающая отстойные емкости, буровые насосы, расходомер на входе в скважину, приемные емкости, двухпоэиционный уровнемер, насос откачки и расходомер потока жидкости на насосе откачки 1.Однако такая система обладает низким быстродействием и большой погрешностью измерения дифференциального расхода.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является устройство для контроля дифференциального расхода, содержащее датчик расхода на входе в скважину, соединенный через схему .усреднения с первым входом блока вычитания, устройство усреднения выходного расхода гидравлического типа, последовательно соединенное трубопроводом с датчиком выходного расхода, выход которого связан с вторым входом блока вычитания, и блок индинации, соединенный с выходом блока вычитания 21Однако известное устройство обладает недостаточной точносадью, так как время усреднения не учитывает частотные параметры пульсаций расхода, а одновременное измерение расходов на входе и выходе скважины не учитывает задержку распространения изменения расхода в колонне бурильных труб и в кольцевом пространстве скважины.Цель изобретения - повышение точности измерения дифференциального расхода.Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство дополнительно введены датчики двойных ходов и числа работающих насосов, . блок задания времени усреднения, датчик длины колонны и схема задержки, причем датчики двойных ходов и числа работающих насосов подключены ко входам блока задания времени усреднения, выход которого подсоединен к управляющим входам первого и второго блоков усреднения выход первого блока усреднения подсоединен к первому входу схемы задержки, второй вход которой связан с датчиком дли 969894ны колонны, а выход с вторым входом блока вычитания.На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства,Устройство содержит датчик 1 расхода на входе в скважину, соединенный 5 через первый блок 2 усреднения и схему 3 задержки с первым входом блока 4 вычитания, выход которого связан со входом блока 5 индикации, датчик б двойных ходов и датчик 7 числа работающих насосов, соответственно соединенные с первым и вторым входом блока 8, задания времени усреднения, датчик 9 выходного расхода соединен" 15 ный 5 через второй блок 10 усредне" ния с,вторым входом блока 5 вычитания, датчик 11 длины колонны, связанный с управляющим входом схемы задержки. Выход блока 8 задания времени усреднения связан с управляющими входами первого и второго блоков 2 и 10 усреднения.В основу работы системы положен принцип синхронизации времени усреднения с периодом пульсации расхода 25 промывочной жидкости в циркуляционной системе буровой и сдвиг времени измерения выходного расхода по отношению ко времени измерения входного расхода на время задержки пере дачи изменения расхода в системе колонны бурильных труб и кольцевом пространстве скважины.Как известно, полный период пульсаций расхода можно записать в ви де: 60Т = - с,и(1) где Т - полный период пульсацийрасхода, с;с - число двойных ходов насоса в минуту;и - число работающих насосов.Для обеспечения максимального быстродействия системы принимаем время усреднения расходов на входе и выходе скважины равным одному периоду пульсации расходаСР и(2)Время задержки распространения изменения расхода Т можно определить 50 иэ зависимости(3) о где Ь - длина колонны бурильныхКтруб; 55Ч - скорость звука в промывочной жидкости. 40 Система работает следующим обра зом.По информации о числе двойных 60 ходов в минуту и числе работающих насосов, поступающей с датчиков б и 7, в блоке 8 задания времени ус; реднения определяется время усреднения согласно уравнениям (1) и 65(2) и на его основе вырабатывается управляющий сигнал, который поступает на управляющие входы первого.и второго блоков соответственно 2 и 10 усреднения. В результате этого время усреднения сигналов и датчика 1 расхода на входе скважины и датчика 9 выходного расхода устанавливается равным Т. Одновременно информация о длине колонны поступает на управляющий вход схемы 3 задержки. По значению Ьи информации о ско- рости эвуха в промывочной жидкости, вводимой предварительно в схему .задержки по данным последнего очередного кантроля параметров промывочной жидкости, время задержки устанавливается равным Т согласно уравнению (3) .Таким образом, сигналы, пропорциональные средним значениям расхода промывочной жидкости на входе и выходе скважины, поступают на первый и второй входы блока 4 вычитания с заданным сдвигом во времени. В блоке 4 вычитания вычитается истинное значение дифференциального расхода, информация о котором выводится на блок 5 индикации.Предлагаемое устройство позволяет уменьшить погрешность измерения дифференциального расхода за счет синхронизации времени, усреднения с пульсацией расхода и учета конечной скорости передачи изменения расхода по колонне бурильных труб и кольцевому пространству скважины, что особенно важно для распознавания начальной стадии поглощений и проявлений. Ранее распознавание таких видов осложнений позволит принять необходимые меры по их ликвидации и предупредить возможность возникновения аварий, ликвидация которых связана с большими затратами как трудовых, так и материальных ресурсов.Формула изобретенияУстройство для контроля дифференциального расхода в скважине, содержащее датчики расхода на входе и выходе скважины, подключенные соответственно к первому и второму блокам усреднения, и блок вычитания, первый вход которого связан с выходом второго блока усреднения, а выход подсоединен к блоку индикации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, в него дополнительно введены датчики двойных ходов и числа работающих насосов, блок задания времени усреднения, датчик длины колонны и схема задержки, причем датчики двойных ходов и числа работающих насо/36ВНИИПИ Госудапо делам и113035, Москв акаэ 83 ПодпиСССР д. 4/5В Ужгород, ул, Проектная, 4с илиал ППП 1 патент,ф сов подключены ко входам блока задания времени усреднения, выход которого подсоединен к управляющимвходам первого и второго блокрв усреднения, выход первого блока усреднения подсоединен к первому входу схем задержки, второй вход которой связан с датчиком длины колонны,а выход со вторым входом блока вычитания. Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 775305, кл Е 21 В 47/10 5 2. Мацз Ь.0., Ре 1 егз В.А МеаЙог 0,1. Вепз 1 Ы 1 че ЖОСа-Гаю вейЬодс 1 еСее 1 в МсКз ог овг. ге 1 цгцв.