Скважинный расходомер Советский патент 1983 года по МПК E21B47/10 

Изобретение относится к устройствам для определения направления и расхода жидкости по стволу буровой скважины.

: Известен скважинный расходомер, содержащий корпус с размещенной в нем крыльчаткой, на валу которой расположена пластина, индуктивно связанная с обмотками дифференциального индуктивного преобразователя Ll.

Недостаток этого расходомера за-ключается в том, что с его помощью нельзя определить направление движения потока жидкости.

Известно устройство для определения расхода и направления потока, содержащее вал с крьшьчаткой и укрепленную на валу пластину, взаимодействующую с катушкой индуктивности, окружающей вал и расположенной в неподвижном сердечнике, основания которого спроектированы таким образом, что при взаимодействии с пластиной, укрепленной на валу, формируются импульсы с разно скважностью, несущие информацию о направлении 123Недостатком такого расходомера является сложность конструкции неподвижнсГго сердечника катушки. Кроме того, применение резонансной цепи

в индуктивном преобразователе снижа ет надежность работы устройства, так как при изменении частоты питаюс щего генератора или при температурном изменении индуктивности катушки условие резонанса нарушается, что приводит к прекращению нормальной работы устройства.

Q Наиболее близким к изобретению .по технической сущности является скважинный расходомер, содержащий корпус с размещенной в нем крыльчаткой, на валх которой расположены три пластины, индуктивно связанные с

15 обмотками дифференциального индуктивного преобразователя. При вращении крыльчатки в )«1омент совпадения пластины с катушкой возникает в электрической цепи импульс тока. Наличие

20 на поверхности якоря трех пластин, расположенных на различных расстояниях, позволяет по характеру чередования различных по величине интервалов между импульсами, зафиксирован25 ными на фотобумаге, определять направление вращения крыльчатки 3.

Недостатком известного расходомера является сложность определения направления движения потока жидкости,,

30 вызванная необходимостью фиксации импульсов на фотобумаге или диаграм мной ленте. Цель изобретения - упрощение кон струкции при одновременном обеспечении автоматического определения н правления движения потока жидкости по стволу скважины. Поставленная цель достигается те что в скважинном расходомере, содер жащем корпус с установленным в нем валом крыльчатки, на котором размещены пластины, индуктивно связанные /с обмотками дифференциального индук тивного преобразователя, пластины расположены друг под другом со смещением на ширину пластины. На фиг, 1 изображена конструкция расходомера; на фиг. 2 - блоксхема дифференциального преобразователя; на фиг. 3 - формы сигналов. : Расходомер содержит вал 1, на ко тором установлена крыльчатка (не показана), и дифференциальный индук тивный преобразователь, состоящий из неподвижной части в виде двух катушек 2 и 3, намотанных на Ш -образные сердечники, и подвижного якоря, выполненного в виде двух пер маллоевых пластин 4 и 5, закрепленных на валу и расположенных друг по другом со смещением на ширину пластйны. Питание преобразователя производится от генератора переменного напряжения 6. Сигнал с дифференциал ного индуктивного преобразователя поступает на амплитудный детектор 7 На выходе триггера Шмитта приведены графики 9 и 10 при вращении вала против часовой стрелки и 9 и 10 при обратном вращении .вала соответс венно. Устройство работает следующим образом. При вращении вала 1 против часов стрелки в момент времени t начинают взаимодействовать пластина 4 с катушкой 2, при этом увеличивается ин дуктивность катушки 2, вследствие чего увеличивается ее реактивное сопротивление. На выходе детектора 7 напряжение уменьшается. При уменьшении напряжения ниже значения U срабатывает триггер Шмитта 8 и на его выходе появляется напряжение. В момент времени ,2 пластина 5 начинает взаимодействовать с катушкой 3, а взаимодействие пластины 4 с катушкой 2 ослабевает и на выходе детектора 7 происходит возрастание напряжения. При увеличении напряжения выше значения Uj триггер Шмитта 8 перебрасывается в первоначальное положение и на его выходе напряжение исчезает. По мере перемещения пластины 5 напряжение на выходе детектора 7 снижается до первоначального уровня, При вращении вала в обратном направлении на выходе детектора 7 происходит сначала плавное повышение напряжения, затем резкое уменьшение с последующим восстановлением первоначального уровня 9, На выходе триггера Шмитта 8 появляются импульсы с другой скважностью 10, За счет того, что одни стороны пластин расположены на одной линии, удается получить импульсы q сильно различающейся скважностью при разных наТфавлениях вращения. По скважности импульсов легко произвести автоматическое определение направления вращения. Применение двух обмоток делает схему нечувствительной к уходу частоты питающего генератора и температурному изменению индуктивности обмоток. Расход потока определяется с помощью крыльчатки, которая под воздействием движущегося потока жидкости вращается со скоростью, пропорциональной расходу потока, Формула изобретения Скважинный расходомер, содержаий корпус с установленным в нем валом крыльчатки, на котором размеены пластины,индуктивно связанные с обмотками дифференциа//ьного индук тивного преобразователя, о т л иа ю щ и и с я тем, что, с целью упрощения конструкции при одновреенном обеспечении автоматического определения направления движения потока жидкости по стволу скважины, пластины расположены друг под другом со смещением на ширину пластины. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Гринбаум И,И. Расходометрия гидрогеологических и инженерно-геоогических скважин. М., Недра, 1975, с. 93. 2,Патент США № 3433070, кл. 73-229, опублик. 1969, 3,Авторское свидетельство СССР 281334, кл. Е 21 В 47/10, 1968,

Фп 2

S ffr Vo Ifr

t.

tr

/ff

f