Устройство для измерения расхода теплоносителя в нагнетательных скважинах

и 883375 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(28) Приоритет ио делам изобретений и открытий(71) Заявитель Ивано-Франковское специальное конструкторское бюро средств автома- тизации(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В НАГНЕТАТЕЛЬНЫХ СКВАЖИНАХИзобретение относится к нефтяной и газо. вой промышленности и может быть использо вано для измерения расхода влажного пара в продуктивные пласты нагнетательных скважин в процессе теплового воздействия.Известен скважинный расходомер для горячей воды, оборудованный бесприводным автоматически раскрывающимся пакером, не- заторможенной измерительной турбиной, герконным преобразователем числа оборотов в выходной импульсный сигнал и одиожильным кабелем в качестве дистанционного канала связи 111.Известен также скважинный расходомер, содержащий корпус, турбину, тахометрический преобразователь, включающий закрепленный на валу 1 урбины постоянный магнит и размещенный в корпусе сердечник с обмот-. кой, и вторичный преобразователь 21.Недостатками устройств является невозможность их использования для измерения расхода влажного пара. Это объясняется тем, что объем влажного пара существенно зависит от степени сухости пара, которая, в свою очередь, зависит от скважинных условий потемпературе и давлению.Поэтому, полученный из одного и того жеколичества жидкости (воды) объем пара может в процессе прохождения по разным участкам ствола скважины существенно (в сотнираз) менять свою величину, причем эти изменения намного перекрывают возможности скоростного тахометрического преобразователярасхода по ширине (перекрытию) диапазона.Основываясь на полученных на поверхности сведениях об устьевом расходе пара при закачкеего в скважину невозможно предсказать сдостаточной степенью точности требуемые в намеченной точке скважины границы измерительного диапазона и выбрать их оптимальные величины. Даже при случайном совпадении выбранных границ с величиной расхода в намеченнойточке измеряемый параметр из-за узости диапазона может легко выйти за выбранные пределы. Это приведет к перегрузке турбины и возможности поломки прибора, Кроме того, зашита от скважинных перегрузок является основополагающим требованием к скважинному рас883375 ходомеру, предназначенному для работы в среде влажного пара.Цель изобретения - повышение надежности работы устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены генератор граничной частогы, схема сравнения, блок управления и исто кик постоянного тока, причем концы обмотки тахометрического преобразователя соедине. ны со вторичным преобразователем и блоком управления, подключекном к источнику постоянного тока и выходу схемы сравнения, входы которой соединены с вторичным преобразователем и генератором граничной частоты.На фиг. 1 показан общий вид расходомера, разрез; на фиг. 2 - электрическая схема расходомера; на фиг. 3 и 4 - узел индукционного. преобразователя в различных режимах работы.Расходомер состоит (фиг. 1) из корпуса 1, в котором на опорах 2 вращаются турбины 3 под действием потока, проходящего через входные 4 и выходные 5 окна корпуса, Для формирования потока и направления его в измерительный канал предусмотрен пакер 6. На валу турбины 3 радиально закреплен постоянный магнит 7, взаимодействующий с катушкой преобразователя, размещенной в герметичном отсеке корпуса 1, включающей тороидальный сердечник 8 и обмотку 9, связанной дистанционкым каналом связи - кабелем 10 с аппаратурой, находящейся на поверхности (аппаратура не показана), Обмотка 9 состоит (фиг. 2) из двух одинаковых по числу витков секций 11 и 12, делящих катушку на две равные части, направление кавивки секций противоположное (если рассматривать обе секции либо по ходу, либо против хода часовой стрелки), а обмотки включены последовательно, При таком выполнении катушки в процессе одновременного пересечения витков ее секций магнитными силовы ми линиями противоположной полярности (фиг. 2 и 3), в обоих секциях наводится ЭДС одинакового знака, суммирующаяся на выходе катушки, После совершения магнитом 7 половины оборота (после изменения полярности магнита по отношению к секциям) знак наводимой в обмотке суммарной ЭДС меняется на обратный.Выходные концы катушки соединены через канал дистанционной связи 1 О со вторичной аппаратурой, включающей электронный преобразователь 13, генератор 4 граничной частоты, схему 15 сравнения, блок 16 управлекия и источник 17 питания постоянного тока, причем связь с преобразователем 13 осуществлена через разделигелькую емкость сУстройство работает следующим образом,4При поступлении контролируемого поокав измерительный канал, турбина 3 начинаетврагцаться с пропорциональной объемному расходу скоростью. Аналогично вращается распо.5ложенный на одном валу с турбиной магнит7, При пересечении магнитными силовымилиниями витков секций в катушке наводитсясуммарная ЭДС. При изменении полюсовв процессе вращения магнита (фиг. 2 и 3)суммарная ЭДС меняет знак на обратный,Следовательно, в течение половины оборотасуммарная ЭДС имеет один знак, в течениедругого - противоположный, Полученное та.ким образом переменное напряжение, частотакоторого пропорциональна расходу, поступает 15по каналу 10 в электронный преобразователь13, где фиксируется. Кроме того, этот жесигнал поступает одновременно с вырабатываемой генератором 14 граничной частотой насхему 15 сравнения, При предельном росте 20числа оборотов турбины поступающие в схему частоты сближаются и после их совпадения схема выдает импульс, по команде которого блок 16 управления подключает источник 17 постоянного напряжения к катушке 9.25Находящаяся под постоянным напряжениемкатушка преобразователя приобретает ярковыраженные свойства электромагнита, полюсакоторого (фиг, 4) расположены в местахстыкования секций, В показанном на фиг, 4положении магнитное поле катушки начинаетпрепятствовать дальнейшему вращению магнита. При достижении напряжением подпиткиопределенной величины магнит 7 полностьютеряет подвижность (при любых возможных 35 расходах среды). Эффект от внедрения предлагаемого технического решения заключается в расширении области применения скоростного тахометри ческого преобраэоват.ля расхода,Наличие информации о расходе влажногопара в продуктивные пласты нагнетательных скважин в процессе теплового воздействия позволяет оптимизировать режим воздействия 45целью повышения нефтеотдачи. Формула изобре генияУстройство для измерения расхода теплоносителя в нагнетательных скважинах, содержащее корпус, турбину, тахометрический преоб.разователь, включающий закрепленный на валу турбины постоянный магии и размещен ный в корпусе сердечник с обмогкой, и вто ричный преобразователь, о т л и ч а ю гц ее с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, в него введены ге,нератор граничной частоты, схема сравнения,883375 6блок управления и источник постоянного тока, Источники информации,причем концы обмотки тахомет ическогорического принятые во внимание при эксперпрепреобразователя соединены с вторичным преоб. Нетров А, И;, Бар-Слива В. И. Терек.разователем и блоком управления, подключен- .3-скважинный расходомер для горячей водьтфф.ным к источнику постоянного тока и выхо-Нефтяник, У 11, 1979, с, 18 - 19.ду схемы сравнения, входы которой соедине. Авторское свидетельство СССРны с вторичным преобразователем н генера- М 514947, кл, Е 2 В 47/10, 1974 (прототором граничной частоты. тип) .883375 149/47 Тираж 630ИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий