Система для автоматического измерения объемного газосодержания бурового раствора

СОЮЗ СО 8 ЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 9) Ш) 7 51) Е 21 В 44/О Н. 1.Чд. ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВИДЕТЕПЬСТ М АВТОРСНОМ л, Р 37в, Е. И. ТарабриОнищенко о-исследовательленив скважин СУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬПИ(71) Всесоюзный научнский институт по крепи буровым растворам(56) 1, Авторское свидетельство СССРР 181323, кл. 0 01 Г 1/36, 19632. Авторское свидетельство СССРР 152317, кл. 0 017/00,1961 (прототип),(54)(57) СИСТЕМА ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГОИЗМЕРЕНИЯ ОБЬЕМНОГО ГАЗОСОДЕРЖАНИЯБУРОВОГО РАСТВОРА, содержащая отборное устройство, камеру сжатия, соединенную с первым и вторым клапанами, гидравлическую и нневматическуюлинии питания, блок управления иустройство регистрации, о т л и ч а,ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности и надежности в работесистемы, в нее введены датчики давления и уровня, блок определения объемного гаэосодержания пробы буровогораствора и шесть клапанов, причем датчики давления и уровня установлены в камере сжатия и соединены с входами блока управления и блока определения объемного гаэосодержания пробы бурового раствора, выход которого подключен к устррйству регистрации, а управляющий вход соединен с одним выходом блока управления, другиевыходы которого подключены к клапанам, при этом камера сжатия и отборное устройство выполнено в виде 7- образных трубок, одно колено камеры сжатия подключено через третий клапан к пневматической линии питания, другое колено камеры сжатия через четвертый клапан соединено с пневматической линйей питания, одно коле- Я но отборного устройства, соединено через пятый клапан с гидравлической фИ линией питания, через шестой клапан Мф с пневматической линией питания и через седьмой клапан с атмосферой, другое колено отборного устройства соединено с первым клапаном, а второй клапан соединен с линией сброса, ааай восьмой клапан соединен с основнанием отборочного устройства, установ е ленного в емкости с буровым раство-ром.О.)87 50 104 б 4Изобретение относится к системам контроля и регулирования свойств бурового раствора, используемого при бурении нефтяных и газовых скважин,Известны устройства для измерения объемного газосодержания буроно го раствора, содержащие емкость с буровым раствором и отборное устройство Г 1 3.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является прибор для определения количества свободного газа в.промывочном растворе, содержащий емкость с буровым раствором, отборное устройство в виде насоса, камеру сжатия, два клапа на для отсечки пробы, устройство регистрации, блок управления, а также пневматическую и гидравлическую линии питания Г 2 .Однако в этом приборе в качестве отборного уотройства используется насос, который быстро выходит из строя вследствие абраэинности бурового раствора. Кроме того, буровой раствор не удаляется полностью из камеры сжатия из-эа образования застойных зон, обусловленных тиксотропными свойствами бурового раствора, оставшаяся часть которого вносит значительные искажения при последующих измерениях, Известный прибор не позволяет непосредственно получать значение объемного газосодержания бурового раствора.Пель изобретения - повышение надежности в работе и точности измерения объемного гаэосодержания бурово-. го раствора.Поставленная цель достигается тем, что в систему для.автоматического измерения объемного гаэосодержания бурового раствора, содержащую отборное устройство, камеру сжатия, соединенную с первым и вторым клапанами, гидравлическую и.пневматическую линии питания, блок управления 45и устройство регистрации, введены датчик давления и уровня, блок определения объемного гаэосодержания пробы бурового раствора и шесть клапанов, причем датчики давления и уровня установлены в камере сжатия и соединены с входами блока управления и блока определения объемного газо- содержания пробы буровогО раствора, выход которого подключен к устройству регистрации, а управляющий вход соединен с одним выходом блока управления, другие выходы которого подключены к клапанам, при этом камера сжатия и отборное устройство выполнены в виде 7-образных трубок, одно колено камеры сжатия подключено через третий клапан к пневматической линии питания, другое колено камеры сжатия через четвертый клапан соедкнено с пневматической линией питания,65 одно колено отборного устройства =оединено через пятый клапан с гидравлической линией питания, через шестой клапан с пневматической, линиейпитания и через седьмой клапан с атмосферой, другое колено отборного устройства соединено с первым клапаном,а второй клапан соединен с линиейсброса, восьмой клапан соединен соснованием отборного устройства, установленного в емкости с буровымраствором. На чертеже изображена блок-схема предлагаемой системы для,автоматического измерения объемного газосо держания бурового раствора. Система содержит отборное устройство 1, ка-,меры 2 сжатия, клапаны 3 и 4 дляотсечки пробы, устройство 5 регистрации, блок б управления, датчик 7давления, датчик 8 уровня, блок 9 определения объемного гаэосодержания .пробы бурового раствора, клапаны 1015, гидравлическую 16 и пневматичес-кую 17 линии питания.Отборное устройство 1 выполненов виде 7-образной трубки, в нижнейчасти которой установлен перепускной клапан 12. Отборное устройство 1 с клапанами 12 погружено н емкость (желоб) циркуляционной системы под уровень бурового раствора. Камера 2 сжатия выполнена также в виде у-образной трубки, внутренняя поверхность которой имеет фторопластовое покры-, тие. Отборное устройство 1 и камера 2 сжатия через клапаны связаны с пневматической и гидравлической линиями питаиия.Система работает следующим образом.В исходном состоянии открыты клапаны 3, 4, 12 и 15, все остальные закрыты. Через клапан 12 происходит заполнение буровым раствором отборного устройства 1. Через нремя, достаточное для заполнения отборйого устройства 1, блок б управления производит переключение клапанов таким образом, что клапаны 3, 4 и 11 оказываются открытыми, остальные клапаны закрыты. Начинается цикл подачи пробы бурового раствора из отборного устройства 1 н камеру 2.сжаия. После окончания этого цикла блок б управления производит переключение клапанов таким образом, что клапаны 13 и 14 оказываются открытыми, остальные клапаны закрыты, Тем самым производится подача газообразного агента в оба колена камеры 2 сжатия.Когда сигнал с датчика 7 давления примет заданное значение Р блок б управления включит блок 9, который произведет вычисление объемного газосодержанияпробы бурового раствора и индикацию его на устройстве Б регистрации.Вычисление производятся по формулам: 100,Г Х ч = - в в ., ч = 1 гнк + к,Р ЬЧ.о Ы = (Н, - Н.,1 Р, 10 где Г - объемное газосодержаниебурового раствора, %;Ч - объем газа в пробе буровогораствора, определяемый погзакону Бойля-МариоттаЧ - объем жидкой фазы в пробе,бурового раствора,15Но в .уровень в камере сжатия приатмосферном давлении Рц,измеряемый датчиком 8 уровН - уровень в камере. сжатия 201после сжатия до давленияР, измеряемый датчиком 8уровня;Р - площадь поперечного сечениякамеры сжатия; 25К - констацта, определяемая,расположением нуля уровнемера и геометрическими характеристиками камеры сжатия. 30После цикла измерения и регистра-.ции объемного гаэосодержания пробыбурового раствора блок 6 управленияпроизводит переключение клапанов так,что клапаны 4 и 13 оказываются откры-З 5тими, а остальные закрытыми. Приэтом проба раствора под действиемдавления газообразного агента удаля-,ется иэ камеры 2 сжатия в линию слива. После цикла удаления пробы бурового раствора иэ камеры 2 сжатия блок 6 управления производит .переключение клапанов так, .что клапаны 3, 4 и 10 оказываются открытыми, все остальные закрытыми, При этом происходит.промывка отборного устройства 1 и камеры 2 сжатия жидким агентом.После окончания цикла промывки системы жидким агентом блок 6 управ- ления производит переключение клапанов так, что клапаны 3, 14 и 15 оказываются открйтыми, остальные клапаны закрыты. При этом происходит продувка камеры 2 сжатия и отборного устройства 1 газообразным агентом.После окончания цикла продувки системы газообразным агентом блок 6 управления переключает клапаны так, что клапаны 3, 4, 12 и 15 оказываются открытыми., а остальные - закрытыми,т.е. система приходит в исходное состояние. Дальнейшая работа системы происходит так, как было описано выше.Предлагаемое выполнение отборного устройства позволяет исключить насос в тракте подачи бурового раствора, что значительно повышает надежность системы в работе.Выполнение камеры сжатия в виде Ч-образной трубки и периодические промывки и продувки ее исключают влияние остатков предыцущей пробы на результат измерения, что повышает точность измерения.Предлагаемое устройство мало чувствительно к утечкам в клапанах и их засорению, что также повьзиает точность и надежность его в работе.1046487 Составитель И. Наэаркитор А. Коэориэ Техред И,Метелева Корре 7691/34 Тираж 603ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам иэобретений и открытий13035, Москва, М, Раушская наб д. 4/ сное . ака филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4