ДАТЧИК ВЛАГОМЕРА СКВАЖИННЫЙ КОМПЕНСИРОВАННЫЙ Российский патент 2008 года по МПК G01N9/36 

Патент относится к устройствам определения интервалов притока жидкости в скважине и может быть использован в скважинной геофизической аппаратуре для геофизических исследований скважин в нефтяной и газовой промышленности при исследовании действующих скважин.

Известны датчики влагомера диэлькометрического типа, применяемые в серийно выпускаемых скважинных приборах КСА-Т7М1 и СМО.

Основное применение в скважинной аппаратуре получили диэлькометрические влагомеры дифференциального типа с частотным или аналоговым выходом благодаря малым размерам и малой измерительной емкости. Значение измерительной емкости в датчиках влагомера сравнивается с образцовой постоянной емкостью, которая устанавливается на печатной плате. Эквивалентная схема датчика влагомера состоит из измерительной и паразитной емкости. Измерительной емкостью является емкость между корпусом прибора и чувствительным элементом. Паразитная емкость образуется между корпусом прибора и соединительным проводом от чувствительного элемента до первичного преобразователя на печатной плате. Из-за значительной удаленности датчика влагомера от первичного преобразователя, а также малого расстояния между корпусом прибора и соединительным проводом значение паразитной емкости превышает в несколько раз значение измерительной. В существующих датчиках паразитная емкость влагомера компенсируется образцовой постоянной емкостью, подобранной таким образом, чтобы они по величине равнялись. По причине того, что положение соединительного провода может меняться во время транспортирования, ударах в скважине, сборке и разборке скважинного прибора и т.д., меняется и паразитная емкость. В результате, в схемах с образцовой емкостью паразитная емкость оказывается не скомпенсированной, что приводит к погрешностям в измерениях. Еще одним недостатком применения образцовой емкости является то, что при большом рабочем температурном диапазоне ее значение становится нестабильными.

Цель патента - исключение влияния изменения паразитной емкости на полезный сигнал в датчике влагомера.

Поставленная цель достигается тем, что образцовая емкость заменяется компенсационной емкостью. Для этого проводится дополнительный (компенсационный) провод от датчика влагомера до первичного преобразователя, уложенный параллельно проводу паразитной емкости. Компенсационный и соединительный провода скрепляются между собой (путем укладки в одну фторопластовую трубку, свивкой и т.п.) и подключаются к входным формирователям электрической схемы. В таком случае изменение положения соединительного провода и паразитной емкости всегда приведет к такому же изменению положения компенсационного провода и компенсационной емкости. При дифференциальном включении паразитная и компенсационная емкости вычитаются, в результате, паразитная емкость оказывается скомпенсированной при произвольном положении проводов. Таким образом, исключается влияние изменения паразитной емкости на полезный сигнал. Важно отметить, что компенсация происходит и в том случае, когда соединительный и компенсационный провода будут соприкасаться с измерительной средой.

Предложенное решение очень важно для получения точечного датчика влагомера с очень малой измерительной емкостью, где все вышеперечисленные паразитные емкости автоматически компенсируются и не приведут к изменению измерительной емкости датчика влагомера.

Компенсированный датчик влагомера работает следующим образом:

при опускании скважинного прибора датчик реагирует на изменение диэлектрической проницаемости скважинной жидкости, которое ведет к изменению емкостей датчика. Сигнал, полученный от измерительной и паразитной емкости, и сигнал с компенсационной емкости поступают на первичный преобразователь, где происходит вычитание величины компенсационной емкости, всегда равной величине паразитной емкости. Полученная разность емкостей отражает фактическое значение диэлектрической проницаемости скважинной жидкости.

Изобретение используют в нефтяной и газовой промышленности для геофизических исследований действующих скважин. Сущность изобретения заключается в том, что эквивалентная схема датчика влагомера скважинного компенсированного состоит из измерительной емкости, образованной между корпусом скважинного прибора и чувствительным элементом датчика, и паразитной емкости, образованной между корпусом скважинного прибора и соединительным проводом от чувствительного элемента датчика до первичного преобразователя на печатной плате. Проведен дополнительный провод от датчика влагомера до первичного преобразователя, уложенный параллельно проводу паразитной емкости, скреплен с ним и соединен с первичным преобразователем, образующий компенсационную емкость. Техническим результатом изобретения является исключение влияния внешних факторов на паразитную емкость, таких как изменение положения или изменения среды.

Датчик влагомера скважинный компенсированный с эквивалентной схемой, состоящей из измерительной емкости, образованной между корпусом скважинного прибора и чувствительным элементом датчика, и паразитной емкости, образованной между корпусом скважинного прибора и соединительным проводом от чувствительного элемента до первичного преобразователя на печатной плате, отличающийся тем, что проведен дополнительный провод от датчика влагомера до первичного преобразователя, уложенный параллельно проводу паразитной емкости, скреплен с ним и соединен с первичным преобразователем, образующий компенсационную емкость.