Устройство для измерения температуры в скважине

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1 В 47/06 ЕТЕНИЯ В У СВИДЕТЕ Т ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ И(71) Специальное конструкторское бюро средств автоматизации Ивано-Франковского производственного объединения "Промприбор"(56) Авторское свидетельство СССР М 885822, кл, 6 01 К 5/32, 1981.Петров А,И. Методы и техника измерений при промысловых исследованиях скважин, М.; Недра, 1972, с. 225, рис. 93. Изобретение относится к измерительной технике, а именно к скважинным термометрам с автономной регистрацией измеряемого параметра.Известны конструкции скважинных термометров с автономной регистрацией измеряемого параметра. состоящие из термометрического блока и механизма регистрации, причем в последний входит, как правило, часовой привод, позволяющий производить запись измеряемого параметра во времени.Недостатком таких конструкций является невозможность подбора оптимальной скорости записи измеряемого параметра во времени (или оптимального парамасштаба его записи) из-за противоречивых свойств применяемых в скважинных приборах часовых приводов. Применяемые типоразмеры привода характеризуются постоянством полного числа рабочих оборотов выводного вала или связанным с этим постоянством произведения продолжительности хода Ж, 1745914 А(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ В СКВАЖИНЕ(57) Использование: в нефтегазодобывающей промышленности для измерения температуры в скважине, Сущность изобретения: устройство содержит часовой привод, втулку, термобаллон, регистрирующий блок с пером, которое закреплено на втулке, упругий чувствительный элемент в виде трубчатой пружины, на одном конце которой закреплена втулка, а на другом - термобаллон и механизм задержки включения часового привода с фиксатором, который контактирует с втулкой. 1 ил,привода на скорость вращения его выводного вала. Это означает, что при выборе часового привода, например, с. увеличенной продолжительностью хода масштаб записи уменьшается. И, наоборот, при выборе привода с уменьшенной продолжительностью хода масштаб записи возрастает. Следова- д тельно, в скважинах, требующих больших потерь времени на спуско-подъемных операциях, не возможен в принципе подбор привода с большим масштабом записи, т,е. обнаруживается явно узкое место в эксплу- Ф атационных свойствах скважинного термометра. Известен также скважинный термометреей ТГИМ для работы. с трубным испытателем пластов, унифицированный с аналогичным по назначению манометром МГИМ.В этих приборах для экономии энергии завода часового привода на операциях спуска применен механизм задержки включения часового привода. Часовой привод включается не оператором на поверхностипри подготовке прибора к спуску, а автоматически, в скважине, с использованием устройства гидровключения, настроенного на определенное давление, Так как в процессе спуска часовой привод застопорени не расходует энергию завода, общее время измерительного цикла сокращается на величину периода спуска, и появляется возможность использования часового привода с меньшей продолжительностью хода и с большей скоростью вращения выводного вала. Конструктивно механизм запуска часового привода от давления оформляется как дополнительный (по отношению к манометрическому или термометрическому блокам прибора) датчик давления, механически взаимодействующий с балансным колесом часового привода. В качестве дополнительного датчика применена пружинно-поршневая пара,Существенным недостатком известного термометра является то, что задержка момента включения часового привода осуществляется датчиком давления, а не температуры, Если для скважинного манометра это вполне естественйо, позволяет при измерениях точно планировать технологический процесс и подбирать требуемый масштаб записи, то при работе с термометром зачастую приводит к грубым ошибкам. Последнее объясняется отсутствием однозначной связи между температурой и давлением в скважине. Недостатком известного термометра является также переусложненность конструкции, связанная с наличием дополнительного датчика давления.Цель изобретения - повышение качества работы.Эта цель достигается тем, что механизм задержки включения часового привода выполнен сфиксатором, установленным с возможностью контактирования с втулкой, а перо закреплено на втулке.На чертеже показано предложенное устройство, продольный разрез.Упругий чувствительный элемент 1 термометра, выполненный в виде трубчатой (геликоидальной) пружины, связан одним концом с термобаллоном 2 и образует совместно с ним термометрический блок, заполненный пароконденсатом ниэкокипящей жидкости, например фреона. Другим, заглушенным концом чувствительный элемент связан с подпружиненным пером 3 блока регистрации. Перо 3 прижато к диаграммному бланку, закрепленному в свернутом виде в барабане 4 записи, Барабан через гайку 5 и ходовой винт 6 кинематически связан с часовым приводом 7, что позволяет преобразовать вращательное движение вала 8 часового привода в поступательное перемещение барабана 4,Механизм запуска часового привода,взаимодействующий с пусковой кнопкой 9,5 выполнен в виде направляющего стакана10, установленного внутри трубчатой пружины 1 и соосно ей, жестко соединенного скорпусом прибора, В стакане 10 смонтированы пружина 11 и толкатель 12, имеющий10 фиксатор 13, Фиксатор 13 входит в Г-образную прорезь, образованную поперечной 14и продольной 15 прорезями стакана 10, Концы пружины 11 жестко соединены, соответственно, с дном стакана 10 и внутренним15 торцом толкателя 12, который имеет предварительные круговое и осевое поджатия,При этом фиксатор 13, расположенный впоперечной прорези 14, прижимается усилием поджатия пружины 11 к регулируемо 20 му ограничителю 16, соединенному струбчатой пружиной 1,Отличительной особенностью конструкции прибора является то, что трубчатая пружина 1 с термобаллоном 2, образующие25 термометрический блок, являются общимкак для измерительной части прибора, так идля механизма запуска часового приводадатчиком (т.е, в механизме запуска отсутствует свой самостоятельный датчик). Кайме30 того, датчик механизма запуска являетсядатчиком температуры, а не давления, Конструктивно это осуществлено таким образом, что часовой привод 7 повернут кизмерительной части и блоку регистрации35 не выводным валом 8, а тыльной стороной,оборудованной пусковой кнопкой 9, Выводной вал 8 отцентрирован относительно корпуса 17 прибора при помощи втулки 18 игнезда в корпусе и застопорен по отноше 40 нию к корпусу 17 от проворота.Корпус часового привода 7 неподвижнозакреплен во внутренней полости ходовоговинта б, выполненного трубчатым. Винт взаимодействует наружной винтовой поверх 45 ностью с ходовой гайкой 5 и через нее сбарабаном 4 записи, который для защиты отпроворота снабжен штифтом 19, скользящим в процессе поступательного перемещения барабана записи по продольной50 прорези направляющей втулки 20. В полости выступающего за тыльную часть часового привода конца ходового винтарасположены подшипники 21 кругового перемещения, соединяющие с ходовым вин 55 том рабочий конец направляющего стакана10. На направляющем стакане 10 закреплена также (на шариках) втулка 22, имеющаявозможность вращения. Втулка 22 жесткосвязана с рабочим концом трубчатой пружины 1 и позволяет без искажений передаватьугловое перемещение пружины закрепленным на втулке перу 3 и регулируемому ограничителю 16.Устройство работает следующим образом.В процессе спуска прибора в скважину . одновременно с глубиной растет температура среды, которая воздействует на термобаллон 2, При этом внутри термометрического блока возрастаетдавление нэполнителя, и упругий чувствительный элемент - геликоидальная пружина 1 - раскручивается на пропорциональный температуре угол, перемещая втулку 22 и размещенные на ней перо 3 и регулируемый ограничитель 16, Несмотря на угловое перемещение пера 3 записи измеряемого параметра во времени (и расходования энергии часового привода 7) в первоначальный момент не происходит, так как часовой привод застопорен (пусковая кнопка 9 находится в крайнем наружном положении), барабан 4 записи неподвижен. Одновременно с пером 3 перемещается регулируемый ограничи.тель 16, передвигая (толкая) вдоль поперечной прорези 14 стакана 10 фиксатор 13, поджатый закрученной и сжатой пружиной 11 к ограничителю 16 и верхней кромке прорези 14,Механизм запуска срабатывает после совмещения фиксатора 13 с продольной прорезью 15 стакана 10, так как толкатель 12 расфиксируется и ударяет по пусковой кнопке 9 часового привода 7, освобождая колесо осциллятора (балансное колесо) от торможения и придавая ему первоначальный ходовой импульс, Запущенный часовой привод 7 начинает вращать выводной вэл 8, но из-за заторможенности выводного вала 8 при помощи втулки 18 в гнезде корпуса 17. вращение передается корпусу часового привода,Одновременно с корпусом 7 вращается ходовой винт 6, преобразуя угловое перемещение гайки 5 и барабана 4 записи в поступательноеС этого момента начинает расходоваться запас энергии часового привода и осуществляется запись измеряемого параметра во времени. Так как положение огра ничителя 16 поддается предварительнойрегулировке, путем его углового перемещения относительно втулки 22 устанавливается величина температуры срабатывания механизма запуска, т.е, производится на стройка механизма задержки.Анализ конструктивных особенностей иработы устройства показывает, что обеспечение возможности контактирования фиксатора 13 механизма запуска часового 15 привода с.втулкой 22 трубчатой пружины 1позволило использовать измерительныйблок термометра для осуществления дополнительной функции - включения часового привода 7 от температуры в скважине, Из бавления механизма задержки от собственного (дополнительного) датчика позволило уменьшить общее количество расположенных в цепочку элементов прибора, упростить и удешевить конструкцию, уменьшить 25 габаритную длину, Использование для запуска часового привода датчика температуры, а. не давления позволило точнее подбирать временной режим работы термометра в рамках измерительного цикла, т,е.30 повысить качество работ. Формула изобретения Устройство для измерения температурыв скважине, включающее часовой привод, 35 втулку, термобаллон, регистрирующий блокс пером, механизм задержки включения часового привода, упругий чувствительный элемент в виде трубчатой пружины, на од-.ном конце которой закреплена втулка, а на 40 другом - термобаллон, о т л и ч а ю щ е ес ятем, что, с целью повышения качества работы, механизм задержки включения часового привода выполнен с фиксатором, установленным с возможностью контактирования с 45 втулкой, а перо закреплено на втулке.едактор В.Дан рректор О Кравцо Заказ 2372 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, глосква, Ж, Раушская наб 4/5 зводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина,