Термометр глубинный манометрический Советский патент 1983 года по МПК G01K5/32 

05 CD

СО

1C 11 Изобретение огносигся к гермомегрии, а EtMSHHo к конструкциям глубинных термометров для измерения температуры в нефтяных скважинах, преимущественно в процессе теплового возцействия на пласт. Известен глубинный термометр, содержащий теплоприемник с чувствительным элементом, переключающее устройство, электродвигатель, блок.питания и регистратор с часовым механизмом Указанный термометр обладает невы сокой надежностью и сложностью конструкции:Наиболее близким к изобретению по технической сущности является термометр глубинный, содержащий корпус, расположенные в нем термометрический блок и регистрирующий прибор, выполненный в вице закрепленного в корпусе шасси, на котором установлена каретка, соединенная со стержнем, расположенны в отверстии закрепленной на шасси неподвижной втулки и аксиально расположенной по отношению к ней подвижной втулки, снабженной стопором и грузом и имеющей на одном конце выступ , а на другом - гайку, связанную с шасси, между которыми расположена пружина. При этом стержень имеет кольцевые выступы, взаимодействующие со стопором и определяющие величину перемеще ния ка)ретки 2j . Недостатками известного термометра являются: ограниченное количество точек фикса ции температуры регистрирующего прибора, определяемое количеством кольцевых выступов на стержне, увеличить которое за счет уточнения ширины выступов невозможно по прочностным причинам, расстояние между выступами (ступень), определяющее величину перемещения стерж1.л за один двойной ход подвижной втулки, уменьшить нельзя вследствие размещения между выступами элементов рычажного стопорного , механизма (фиксатора, стопора и т.д.). Таким образом, конструкция имеет опре деленный .предел минимальности перемещения стержня за один двойной ход втул ки и, следовательно, ограниченное количество точек фиксации; невозможность целенаправленного изменения величины хода стержня за один двойной ход подвижной втулки кэ«-з постоянства расстояния между выступам т.е. невозможность изменения масштаба 32 записи измеряемого параметра в направлении перемещения каретки; ступенчатость (дискретность) характера работы механизма регистрации при относительно больщих размерах и невозможность регулирования величины ступеней, что не позволяет осуществлять с достаточной степенью точности записи плавно меняющихся процессов, например получать кривые изменения температуры во времени. Механизм регистрации известного термометра позволяет вести только дискретную, ограниченную по продолжительности и скорости измерения запись изме ряемого параметра и отличается малой вероятностью срабатывания, т.е. процесс измерения характеризуется недостаточной точностью и надежностью. Целью изобретения является повышение точности и надежности термометра путем обеспечения измерений температуры во времени. Указанная цель достигается тем, что в него введен дополнительный стопор, при этом каждый стопор выполнен в виде коаксиально насаженной на стержень подпружиненной обоймы с щарика- ми, находящимися в контакте с поверхностями стержня и гнезда конической формы, образованного внутренней поверхностью втушси вдоль ее продольной оси, а гайка установлена с зазором по отношению к выступу подвижной втулки. На фиг. 1 показан принципиальный чертеж конструкции термометра; на фиг. 2 и 3 - схематическое изображение мест подключения к термометру соответственно вибратора и ударного механизма. Глубинный термометр манометрический состоит из корпуса 1, в верхнюю часть которого ввернут переходник 2. К переходнику прикреплен термобаллон 3, выполненный в виде змеевика. Термобаллон может иметь любую конструкцию. От механических повреждений он защищен кожухом 4, который имеет прорези для поступления скважинной среды. Кожух привинчивается к переходнику 2, в верхнюю часть кожуха ввинчивается головка 5, служащая для спуска прибора в скважину. К переходнику присоединена также геликсная пружина 6. Внутренняя полость которой с помощью капиллярной трубки 7 соединяется с внут1эенней емкостью термобаллона 3, К свободному концу геликсной пружины 6 с помощью вала 8 присоединено пишущее устройство 9. Вал 8 установлен в двух подшипниках 10, расположенных в перехоа- нике 11. Переходник 11 ввинчен в корпус 1, а на второй конец переходника навинчен корпус 12, Внутри корпуса расположено шасси 13, на котором установлена каретка 14 с бланком. Ка- ретка соединена со стержнем 15, подвижная втулка 16 несет подпружиненный при помощи пружины 17 груз 18. Особенностью конструкции термометра является выполнение стержня 15 гладким. Неподвижная втулка 19 закреп лена на шасси 13 аксиально надподвижной втулкой 16 и ограничивает ее перемещение вверх. Для регулировки величины хода подвижной втулки 16 служит гайка 20, которая кроме поджима пружины 17 позволяет регулировать зазор п , определяющий величину хода подвижной втулки. Собранные в подвижной и .неподвижной втулках стопоры являются щариковыми и полностью идентичны. Они включают в себя подпружиненные обоймы 21 с шариками 22, взаимодействующие с поверхностями конической формы гнезд втулок 16 и 19 и цилиндрической поверхностью стержня 1 Термометр снабжен вибратором 23, устанавливаемым вне скважины, на земной повер:хности. Вибратор выполнен с возможностью взаимодействия с гибкой подвеской 24 териомегра 25, опущенно го в скважину 26. Конструктивное ре- шение вибратора не имеет принципиального значения, однако в нем может быт предусмотрена возможность перестройки частоты генерируемых колебаний для настройки в резонанс с частотой собственных колебаний гибкой подвески 24 Прибор может быть также снабжен ударным механизмом периодического действия 27, взаимодействующим с лубрикатором 28 и через него - с подвеской 24. Периодичность ударов механизм 27 также можно сделать регулируемой, что позволяет производить настройку частоты ударов в резонанс с частотой собственных колебаний системы лубрикатор 28-подвеска 24. Устройство работает следующим образом. По мере спуска термометра в скважину термобаллон 3 нагревается и повы щается давление в системе термобаллон геликсная пружина. Под действием давле ния пружина 6 разворачивается на угол, пропорциональный измеряемой темпера-, туре. Для фиксации величины температуры в точке измерения производится встряхивание прибора. При встряхивании груз 18 и в гулка 16 под действием силы инерции перемещаются вниз, сжимая пружину 17. При этом стержень 15 зажимается шариками 22 стопорного механизма втулки 19 И остается на месте. Зажатие проиоходит вследствие заклинивания, при попытке перемещения стержня 15 вниз, подпружиненных шариков 22 между конусным дном гнезда втулки 19 и стержнем 15. После окончания действия силы инерции пружина 17 возвращает втулку 16 в первоначальное положение. При этом стержень 15 зажимается стопором втулки 16 аналогично описанному и перемещается совместно с ней вверх, отжимая шарики стопора втулки 19. Таким образом при одном встряхивании каретка 14 с бланком перемешается вверх на одну ступень, соответствующую ходу Vl подвижной втулки 16. Так как величина хода подвижной втулки регулируется гайкой 2О в широких пределах, масштаб записи измеряемого параметра в направлении перемещения Каретки также может меняться в широких пределах. В связи с возможностью существенного уменьшения длины хода каретки при единичном встряхивании количество ступеней записи измеряемого параметра на длине каретки 14 (на длине диаграммного бланка) может быть существенно увеличено (теоретически - до бесконечности) и появляется возможность при достаточно частом встряхивании осуществлять запись быстро меняющихся процессов, например получать плавные кривые изменения температу{ж ц Если частое встряхивание производить регламентированно во времени, например, при помощи вибратора, вызывающего механические колебания гибкой подвески с постоянной частотой, запись измеряемого парамет ра будет производиться во времени, Таким образом, использование гладкого стержня в сочетании с двумя шариковыми стопорами и регулируемой величиной хода подвижной втулки позволяет повысить точность и надежность термометра за счет увеличения точек фиксации температуры, обеспечения возможности

51ОО69326

целенаправленного изменения масштабарегение обеспечивает получение плавных

записи температуры в напразлении пе-кривых изменения температуры во вреремешения каретки. Предлагаемое изоб-мени.

ТЕРМОМЕТР ГЛУБИННЫЙ МАНОМЕТРИЧЕСКИЙ, соцержаший кор пус, расположенные в нем термометрический блок и регистрируюший прибор, выполненный в виае закрепленного в кор пусе шасси, на котором установлена каретка, соединенная со стержнем, расположенным в отверстии закрепленной на шасси неподвижной втулки и аксиально расположенной по отношению к ней поавижной.ВТУЛКИ, снабженной стопором и грузоми имеющей на одном конце выступ, а на другом - гайку, связанную с шасси, между которыми расположена пружина, Отличающий - с я тем,-что, с целью повышения точности и надежности термометра путем обеспечения измерений температуры во времени, в него введен дополнительный стопор, при этом каждый стопор выполнен в виде коаксиально насаженной на стержень подпружиненной обсймыс шариками, находящимися в контакте с поверхностями сгержня и гнезда конической формы, образованного внутренней поверхностью каждой втулки вдоль ее продольной оси, а гайка установлена с зазором по отношению к выступу подвижной втулки.

22

Фиг.1

S)

-л

ттт

-2fy 2В

25

Фиг2

-н

77/ Г77

-26

25

Фаг. J