Датчик скважинного расходомера

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИН 237 9 1 7/ 14 Е 2 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И СССРНРЫТИЙ 4 С 7(. ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН(21) 4158020/ (22) 1 О.2.86 (46) 15.09.88 (71) Иркутско научно-исслед Бюл. 1 34отделение Бсесоюзног ательского и ститута К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ методики и техники разведки(57) Изобретение относися к областиисследования буровых скважин. Целизобретения - повьпзсние надежности работы датчика в загрязненных жидкостях при высоких гидростатических давлениях. Датчик содержит: орпус 1, установленные в нем преобразователь 2,крыльчатку с валом 3, размещенным вопорах 4 и 5 с зазором, узел газовойзащиты, включающий установленные наопорах 4 и 5 колпаки (К) 6 и 7, источник газовой среды и винт 8 для регулирования зазора. В качестве источника используют ацетиленовыи генератор, капсула 1 О с водой которого установлена в корпусе 9 с возможностьюосевого перемещения относительно патрона 12 с карбидом кальция и удержания на плаву. Корпус 9 и К 6 и 7 имеют одинаковый объем и сообщены междусобой посредством осевых сквозныхотверстий р винте 8 и валу 3, 11 оддействием гидростатического давления.воздух в ксрпусе 9 К 6 и 7 сжимается,а уровень жидкости в корпусе 9 понижается, В этом состоянии обьем К 6и 7 полностью заполнен ацетиленом. После этого в данной точке скважины измеряют расход жидкости. 1 з,п.ф-лы, 2 ил, 423734Изобретение относится к устройствам для определения расхода и направления потока жидкости в буровых скважинах.5Целью изобретения является повышение надежности работы датчика в загрязненных жидкостях при высоких гидростатических давленияхНа фиг,1 изображен датчик скважин О ного расходомера; на фиг,2 - графики зависимости минимальной массы карбида кальция от гидростатического давле. ния: 1 - теоретический; 11 - практический, 15Датчик скважинного расходомера содержит корпус 1, установленные в нем элементы тахометрического преобразователя 2, например катушку индуктивности (или герметичный контакт - гер кон) - неподвижный элемент и подвижный - пермалльевую пластинку (или магнит), установленный на валу крыльчатки, Крыльчатка состоит из нала 3, размещенного в опорах 4 и 5, В корпу се датчика также расположен узел газовой защиты, включающий установленные на опоры 4 и 5 колпаки 6 и 7 и источник газовой среды, в качестве которого использован ацетиленовый гене раторЗазоры в опорах крыльчатки регулируются с помощью винта 8, в нижней части которого установлен ацетиленовый генератор, в корпусе 9 которого установлены капсула 1 О, частично заполненная водой 11, и перфорироованный патрон 12, наполненный карбидом кальция. В верхней части корпуса ацетиленового генератора установлен фильтр 3, предупреждающий попадание 40 возникающих в процессе реакции карбида кальция с водой пузырей в объемы колпаков опор, Объемы корпуса ацетиленового генератора Й колпаков опор сообщаются посредством сквозных осевых 14 и 15 отверстий, выполненных в валу крыльчатки и в винте для регулирования зазора в опорах соотверственно.Работа датчика скважинного расходомера заключается в следующем. В конкретном примере датчика объемы корпуса ацетиленового генератора и колпаков опор равны 5 см каждый, а с учетом отверстий в валу крыльчатки и винте для регулирования зазоров в опо рах весь воздушный объем защищаемой системы составляет 16 см . С учетом предельной предполагаемой глубины погружения датчика скважннного расходомера, которая составляет 820 м, по графику 11 фиг.2 определяют минимальную массу карбида кальция, При взаимодействии такой массы карбида кальция с водой выделяется количество ацетилена, достаточное для заполнения им объемов колпаков опор и корпуса ацетиленового генератора при максимальном предполагаемом гидростатическом давлении, Для рассматриваемого примера максимальной предполагаемой глубине погружения датчика - 820 м (при плотности воды равной10 кг/м ) соответствует гидростатическое давление 8,2 МПа, а минимальная, определенная по графику 11 фиг.2, масса - 5,5 г. С запасом в патрон 12 засыпают 10 г карбида кальция. Патрон 12 с карбидом кальция устанавливают в нижней части регулировочного винта 8, Заполняют капсулу 10 водой 11, вставляют ее в нижнюю часть корпуса 9 и фиксируют, При отсутствии гидростатического давления уровень воды 1 в капсуле 10 находится ниде нижней кромки патрона 2 с карбидом кальция, При этом химического воздействия кар бида кальция с водой не происходит.Датчик скважинного расходомера опускают в скважину, заполненную жидкостью, до глубины очередного замера расхода. По мере опускания на датчик воздействует гидростатическое давление столба жидкости определяемой выражениемР=1.рсгде Р - гидростатическое давлениена глубине, МПа;глубина погружения датчикав скважинную жидкость, м;- плотность сква:инной жидкости, кг/м;- ускорение свободного падения, и/с2 Под воздействием гидростатического давления воздух в корпусе генера- тора и колпаках опор сжимается, уровень промывочной жидкости в них повышается. При этом положение уровней в ;-них может быть оценено с использованием следующего выражения, полученного в результате очевидных преобразований известных соотношений:Ро Ч 07- юЬ = --- 9,Я1423734 10 где Ь - расстояние от нижней кромкиначального объема колпакаопор или корпуса ацетиленового генератора до положения5уровня скважинной жидкости,в нем, м;Ч, - начальный объем корпуса ацетиленового генератора иликолпака опор, м;у - начальное давление там же,МПа;Б - площадь сечения данных объемов, м.По мере повышения уровня скважинной жидкости в корпусе 9 ацетиленового генератора капсула 1 О, обладающаяплавучестью в скважинной жидкости,перемещается вверх. Уровень находящейся в ней воды достигает карбида 20кальция, находящегося в патроне 12,При контакте воды с карбидом кальцияпроисходит химическое взаимодействие,которое описывается следующим уравнением: 25СаС + 2 НО СН + Са(ОН),Выделяющийся н процессе реакцииацетилен поступает в корпус 9 ацетиленового генератора и далее черезфильтр 13 по отверстиям 15 и 14 в 30колпаки 6 н 7 опор:.рыпьчатки. По мере повышения давления в корпус, ацетиленового генератора и колпаках опоруровень скважинной жидкости в них понижается. При перемещении уровня жидкости в корпусе ацетиленового генератора ниже патрона с карбидом кальцияхимическое взаимодействие прекращается, прекращается выделение ацетилена, В этом состоянии объем колпаков 40опор крыльчатки полностью заполненацетиленом. После этого в данной точке скважины выполняют измерения расхода жидкости (время выдержки датчика после его опускания перед замером 45расхода в следующей точке должно составлять 1,0-1,5 мин), Затем датчикопускают ниже до следующей точки замера расхода жидкости, выдерживают1,0-1,5 мин (время, в течение которо го срабатывает регулятор объема ацетилена в колпаках) аналогично описанному циклу. Выполняют замер расхода жидкости в скважине и т,д, При подъеме датчика выдержки времени н точках перед измерением необязательна, При измерении асхода крыльчатка вращаетсч с час отой, пропорциональной величине расхода, Возникающий при этом на .ахометрическом преобразователе 2 сигнал передается по каротажному кабелю на поверхностный прибор.При измерении расхода загрязненная жидкость при различных гидростатических давлениях не заполняет колпаки опор крыльчатки, чем и достигается надежная работа датчика. Формула изобретения 1, Датчик скважинного расходомера,содержащий корпус, установленные внем преобразователь, крыльчатку с валом, размещенным в опорах с зазором,узел газовой защиты, включающий установленные на опоры колпаки и источник газовой среди, и винт для регулирования зазора в опорах, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения надежности его работы взагрязненных жидкостях при высокихгидростатических давлениях, в качестве источника газовой среды использован ацетиленовый генератор, капсулас водой которого установлена в корпусе с воэможностью осевого перемещения относительно патрона с карбидомкальция и удержания на плаву, причемобъемы корпуса ацетиленового генератора и колпаков опор выполнены одинаковыми и сообщены между собой,2.Датчик по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что ацетиленовый генератор установлен в нижней частивинта для регулирования зазора в опорах, а объемы корпуса генератора иколпаков опор сообщены посредством выполненных в винте и в валу крыльчатки осевых сквозных отверстий,/М/7 у Сост Техр тель Г.МаслоА. Кравчук.Бандур орректор С.Черни Закаэ 8 37 аж 5 В 11 ИИПИ Госуд по делам3035, Москва,ственн обрете -35, Р вод Ф Ь Ь Ъ РО (7 М Рд М тцтичесное Апьюнае Ф/Г 2 Подписго комитета СССРий и открытийушская наб., д, 4/5 венно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, 1 роектная