Измеритель плотности бурового раствора

(19) 01 И 9/2 ПИСАН ЕТЕНИ СТВУ Р 24структорскоеизации Иванодственного объеы с 57) Изобр ельной те тение относится мери- польике и может быт урении нефтяных для измерения п нагнетаемого в овано при ых скважи и газоотности скважин выходящего бурового р является п тения аботы створа. Целью изоб вышение надежности путем осущ продувки п тым воздух нальных во плотноститочках, прзаний в пр ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ВТОРСНОМУ СВИ(71) Специальное конбюро средств автоматФранковского производинения "Геофизприбор"(56) Авторское свидетельство СССР У 524103, кл, С 01 М 9/28, 1970.Сучков Ю.С. и др. Измеритель плотности бурового раствора. - В кн Техника и технология бурения и испы такие глубоких скважин в районах Северного Кавказа: Сб. научи.тр., вып. 35, Грозный, изд-во СевКавНИИПИНефть; 1981, с.46-48.(54) измкРиткль плотности вуРОРАСТВОРА ствления периодическоиезометрических труб сжам, расширение функцио-.можностей путем измеренияурового раствора в двухдотвращение бросков покацессе продувки. Измеритель плотности бурового раствора содержит блок подготовки воздуха, выход которого через два регуляторарасхода воздуха подключен к плюсовойи минусовой камерам дифманометра и ксоответствующим входам преобразователя плотности, выполненного, в видедвух пьезометрических трубок, уСтановленных с возможностью относительного перемещения в буровом растворе,Пьезометрические трубки через нормально включенные .каналы двухканального электропневмопереключателя подключены к выходу блока подготовкивоздуха, а через включаемые каналысоединен выходами соответствующих регуляторов расхода воздуха и пневмоемкостями. Выход таймера соединен сэлектрическим управляющим входомдвухканального электропневмопереключателя, при этом дифманометр выполнен с электрическим унифицированнымвыходом. Пьезометрические трубки второго преобразователя плотности черезнормально включенные каналы второгодвухканального электропневмопереключателя подключены к выходу блока подготовки воздуха, а через включаемыеканалы соединены с выходами соответствующих регуляторов расхода воздуха,выход таймера соединен с электрическими входами первого и второго электропневмопереключателя через переключатель режима работы и подключенк второму входу показывающего прибора. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при бурении нефтяных и газовых скважин для измерения плотности выходящего и нагнетаемого в скважину 5 бурового раствора.Целью изобретения является повышение надежности работы путем осуществления периодической продувкипьезометрических труб сжатым воздухом, расширение функциональных возможностей путем измерения плотности бурового раствора в двух точках,предотвращение бросков показаний в процессе продувки.На фиг. 1 представлена структурная схема одноканального измерителя плотности; на фиг. 2 - структурная схема двухканального измерителя плотности.Одноканальный измеритель плотности содержит блок 1 подготовки воздуха, регуляторы 2 расхода воздуха, двухканальный электропневмопереключатель 3, преобразователь 4 плотности, таймер 5, пневмоемкости 6, дифманометр 7 с электрическим унифицированным выходом и показывающий прибор 8, а двухканальный измеритель содержит дополнительно второй элек 30 тропневмопереключатель 3, второй преобразователь 4 плотности и переключатель 9 режима работы.Измеритель плотности работает следующим образом. 35Сжатый воздух из буровой пневмосистемы через блок 1 подготовки воздуха, в котором производится очистка воздуха от влаги и механических примесей, а также понижается давление до уровня О, 14 МПа,поступает в нормально включенные каналы двухканального электропневмопереключателя 3. Через данные каналы и соединительные трубопроводы сжатый воздух высо кого давления поступает в соответствующие барботажные трубки преобразователя 4 плотности, за счет чего осуществляется продувка трубок преобразователя.50Режим измерения плотности осущест. вляется путем переключения электропневмопереключателя 3 выходным электрическим сигналом таймера 5. При этом барботажные трубки преобразователя 4 плотности подключаются к выходам регуляторов 2 расхода воздуха и входам дифманометра 7. Регуляторы расхода воздуха стабилизируют и уран.нивают расход воздуха в барботажныхтрубках на уровне 0,04-0,05 м/ч, чтов свою очередь позволяет уравнятьпотери напора в подводящих трубопроводах. В качестве дифманометра используется измеритель разности давления типа "Сапфир", в котором предусмотрена механическая зашита отперегрузки, в связи с чем дифманометр не выходит из строя во времярежима продувки преобразователя плотности. Период работы таймера составляет 4-6 мин, из них 10-20 с управляющий сигнал на выходе таймера отсутствует. В это время осуществляется продувка преобразователя, а остальное время занимает режим измерения плотности, Пневмоемкости б,включенные в измерительные каналы, позволяют существенно уменьшить уровеньпульсаций давления, возникающих впроцессе барботажа, что в свою очередь существенно снижает погрешностьизмерения, Унифицированный выходнойсигнал с выхода преобразователя 4 подается на выход и может быть использован без дополнительных преобразований в системах сбора информации, атакже на вход цифрового измерительного прибора, на индикаторах которого плотность отображается в натураль.ных единицах. Для измерения плотности раствора в двух точках (фиг. 2) используются дополнительные преобразователи 4 плотности и электропневмопереключатель 3. Переключение режимов осуществляется с помощью тумблера 9, причем в одном случае измеряется плотность выходящего бурового раствора, а в другом - плотность раствора в емкости, из которой раствор отбирается насосами для закачки в скважину, Схема построена таким образом, что при отсутствии электропитания осуществляется продувка обоих преобразователей, а при нормальном функционировании работающий преобразователь продувается периодически в течение 10-20 с с интервалом 4-6 мин, а другой продувается постоянно. Разность плотностей выходящего и нагнетаемого растворов определяется по разности показаний цифрового индикатора, Погрешность измерения разности плотности при измерении перепада давления одним дифманометром существен 1320711но ниже, так как основная составляющая погрешности представляет собой 1погрешность нелинейности дифманомет- ра, которая практически исключается при определении разности показаний. 5Сохранение результатов измерения в процессе продувки достигается тем, что при отсутствии управляющего сигнала от таймера 5 в показывающем приборе 8 запоминается и индуцируется последний результат измерения.Преобразователь плотности содержит барботажные трубки малого внутреннего диаметра 3"5 мм, что позволяет в процессе продувки устранить из барботажных трубок остатки бурового раствора за счет высокой скорости движения воздуха в них. В режиме измерения плотности частота отделения пузырьков воздуха достаточно высока и составляет 10-20 Гц, в связи с чем пульсации давления, вызванные барботированием воздуха, достаточно эффективно компенсируются пневмоемкостями небольших объемов 1,525 2 л.Регулировка базового расстояния между барботажными трубками осуществляется регулируемыми фиксаторами, что позволяет использовать дифманометр.1С помощью крепежного хомута и несущей трубы осуществляется установка преобразователя на требуемую глубину погружения. Защитный короб предотвращает возможность механической поломки пьезометрических труб, а также устраняет влияние движущегося потока на показания измерителя плотности.Таким образом, предлагаемый измеритель плотности имеет электрический выход, что позволяет использовать его в системах сбора и обработки информации. Введение продувки пьезометрических трубок позволяет существенно повысить надежность работы пре-. образователя, сократив до минимума объем работ по обслуживанию преобразователя плотности, связанный с промывкой и чисткой преобразователя. Кроме того, измеритель позволяет определить плотность раствора в двух точках, например на выходе из скважины и в приемной емкости, а по их показаниям - разность значений плотности, причем абсолютная погрешность измерения разности меньше, чем при измерении двумя известными приборами. Формула изобретения1. Измеритель плотности бурового раствора, содержащий блок подготовки воздуха, выход которого через два регулятора расхода воздуха подключен к плюсовой и минусовой камерам дифманометра и к соответствующим входам преобразователя плотности, выполненного в виде двух пьезометрических трубок, погруженных в буровой раствор на разную глубину, а выход дифманометра соединен с входом показывающего прибора, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности работы путем осуществления периодической продувки пьезометрических труб сжатым воздухом, в него дополнительно введены двухканальный электропневмопереключатель, таймер и две пневмоемкости, причем пьезометрические трубки преобразователя плотности через нормаль. но включенные каналы двухканального электропневмопереключателя подключены к выходу блока подготовки воздуха, а через включаемые каналы соединены с выходами соответствующих регуляторов расхода воздуха и пневмоемкостями, выход таймера соединен с электрическим управляющим входом двухканального электропневмопереключателя, при этом дифманометр выполнен с электрическим унифицированным выходом,а пьезометрические трубки преобразователя плотности установлены с возможностью относительного перемещения.2. Измеритель по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем измерения плотности бурового раствора в двух точках, в измеритель дополнительно введены второй двухканальный электропневмопереключатель, второй преобразователь плотности и переключатель режима работы, причем пьезометрические трубки второго преобразователя плотности через нормально включенные каналы второго двухканального электропневмопереключателя подключены к выходу блока подготовки воздуха, а через включаемые каналы. соединены с выходами соответствующих регуляторов расхода воздуха, а выход таймера соединен с электрическими входами первого и второго электропневмопереключателей через переключатель режима работы.1320711 3, Измеритель по п.2, о т,п и ч а- цессе продувки выход таймера подклюю щ и й с я тем, что, с целью пре- чен к второму входу показывающего дотвращения бросков показаний в про- прибора. Риз. ЛСоставитель В. АлексеТехред Н.Глущенко Корректор А,Ильи Слободяни дакт аз 2653/47 ираж 776 5 Проектная, 4 . оизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород ВНИИПИ Государственн по делам изобрете113035, Москва, Ж, Ра о комитета й и открыт ская наб.,ПодписноСР