Скважинный манометр Советский патент 1983 года по МПК E21B47/06 

Изобретение относится к аппарату для геофизических и гидродинамическ исследований скважин и может быть использовано в нефтяной промышленно ти при исследовании действую1ци скв жин . Известен скважинный .манометр, содержащий измерительный узел, вклю чающий измерительный и компенсацион ный поршни, соединенные между собой измерительной пружиной, привод для сйятия трения покоя измерительного поршня, выполненный в виде электромагнитного вибратора, датчик переме щения поршня. Электромагнитный вибратор установлен между измерительным поршнем и датчиком перемещения поршн Йаномётр имеет регулирсузочный винт, с помощью которого при настройке при бора устанавливается начальное давле ние tl . Недостатком манометра является то, что с его помощью можно измерять только дифференциальное давление и невозможно проводить измерения статического давления. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является скважинный манометр, содержащий корпус, измерительный узел, включающий измерительный и компенсационный поршни, соединенные между собой измери тельной пружиной, реле с замыкающим контактом, нуль-индикатор, соединенный с одним плечом выпрямителя, а через усилитель - с модулятором и с кабелем, которьгй через обмотку реле подключен к другому плечу выпрямител ного моста, электродвигатель соеди-нен с шиной нулевого потенциала и с блоком запуска, компенсационный узел выполненный в виде передачи рабочий винт - гайка с электроприводомС2 . Недостатком известного манометра является низкая надежность и сложность конструкции. Сложность конструкции манометра продиктована тем, что в нем узел компенсации служит одновременно для осуществления силовой компенсации при измерении стати ческого давления путен перемещения, .рабочего винта относительно рабочей гайки, вращающейся за счет дйфферен циальной передачи с числом оборотов отличным от числа оборотов винта, а также для вращения измерительного поршня при измерении дифференциального давления. Кроме того, рабочий винт имеет сложную кинематическую связь ; с компенсационным поршнем за счет специальной муфты, посаженной на вин, со шлицами. Целью изобретения является повышение н адежности работы. Поставленная цель достигается тем что скважинный манометр, содержащий корпус, изме рительный узел, включающий измерительный и компенсацион.ный поршни, соединенные между собой измерительной пружиной, реле с замыкающим контактом,.нуль-индикатор, соединенный с одним плечом выпрямительного моста, а через усилитеЛь с модулятором и с кабелем, который через обмотку реле подключен к другому плечу выпрямительного моста, электродвигатель соединен с шиной нулевого потенциалаи с блоком запуска, компенсационнй узел, выполненный в виде передачи рабочий винт.- гайка с электроприводом, снабжен электромагнитным вибратором, полыми трансмиссионными валами, которые выполнены с прорезями и установлены на подшипниках над и под рабочей гайкой, жестко закрепленной с корпусом, при 1ЭТОМ внутри валов размещен рабочий винт, один конец которого соединен с. электроприводом, а другой - с компенсационным поршнем, а электромагнитное реле имеет размыкающий контакт, электромагнитный вибратор соединен одним концом с шиной нулевого потенциала, а другим - через размы.кающий контакт с кабелем, причем последний через замыкающий контакт соединен с блоком запуска.. На фиг. 1 изображена конструкция скважинного манометра; на фиг. 2 функциональная схема манометра. Изм,ерительный узел манометра состоит из измерительного нёуплотненного поршня 1, измерительной пружины 2 и компенсационного поршня 3 с уплотне- ниями 4. Компенсационный узел состоит из рабочей гайки 5., закрепленной к корпусу б, рабочего винта 7, ввернутого в рабочую гайку 5. Концы рабочего винта 7 продеты во внутренние отве эстия полых трансми.ссионных валов 8 и 9, установленных на подшипниках 10. Через, боковые прорези А трансмиссиоиного вала 8 пропущены штифты И и 12, установленные соответственно в отверстия, выполненнь1е g компенсационном поршне 3 и в рабочем винте 7, а через боковые прорези Б вала 9 пропущен штифт 13, установленный в отверстие, выполненное на другом конце рабочего винта 7. Такая конструкция повышает устойчивость рабочего винта при воздействии на него осевого усилия. Нижний трансмиссионный вал 9 через муфту 14 соединен .с электроприводом 15 (реверсивный электродвигатель с редуктором). Выше измерительного поршня уста нОвлен .эл тромагнитный вибратор 16, служащий для снятия трения покоя в поршневой паре при работе манометра в режиме измерения дифференциального давления,, а выше вибратора - индикатор-17 (фиг.1) отклонения от нуле вого положения измерительного поршня (нуль-индикатор), служащий в качестве нуль-органа при измерении ст тического давления. Электрическая часть манометра предоставляет собой электромагнитный вибратор 16, нуль-индикатор 17, выпрямительный мост 18, реле 19 с замыкающим 20 и размыкающим 21 контактами, модулятор 2.2, электродвига тель 23, блок 24 запуска, усилитель 25, кабель 26, конденсатор 21, Электрический преобразователь (нуль - индикатор 17) служит для преобразования величины хода тельного поршня от заданного нулево го положения в частоту электрическо го сигнала. Этот сигнал усиливаете) усилителем 25 и через модулятор 22 конденсатор 27 подается на вход какабеля 26; I Питание прибора осуществляется постоянным током. При измерении ста тического давления прибор питается повышенным напряжением той или другой полярности. При этом срабатывает реле 19, замыкает свои замыкаю щие контакты 20 и включает, реверсивный электродвигатель 23 электро,привода. Блок 24 запуска служит для автоматического отключения электродвигателя 23 при достижении крайних положений рабочего винта. При измерениии дифференциального давления на прибор подаемся пониженное напряжение одной определенной полярности. При этсяи реле 19 отключается и через его .размыкающие контакты включается электромагнитный вибратор 16. Работа манометра зак- . лючается в следующем. Перед спуском прибора в скважину подачей повышенного напряжения определенной полярности рабочий винт 7 компенсационного узла переводится в .крайнее нижнее положение-,. при ко тором отключается нижний концевой выключатель (н апример, КВ1) , отключ.я при этом питание электродвигателя эдв. . . Прибор на одножильном каротажном кабеле опускают до необходимой глубины и подачей повышенного напряжения обратной полярности начингиот измерение величины статического, Дав ления компенсационным методом. Давление на измерительный узел поступает через импульсное отверстие В, I выполненное в корпусе прибора. При этом частота преобразователя нуль-индикатора 17 с помощью модулятора 22,. имеющего кинема1; 1ческую связь в рабочим винтом, модулируется по амплитуде. С помощью вторичного прибора, находящегося на устье скважины (в каротажной станции) , амплитудно-модулированный частотный сигнал разделяется на два канала: канал измерения величины, частоты несущего сигнала (сигнала нуль-индикатора) и канал формирования и счета импульсов модуляционного сигнала. Процесс измерения статического давления продолжается до достижения заданного значения величины частоты нуль-индикатора, соотв.етдтвующего заданному нулевому положению измерительного поршня. При достижении этой частоты происходит автоматическое отключение электропривода 15. Число импульсов, отсчитанных при компенсации манометра/соответствует величине статического давления. При измерении статического давления снятие трения покоя в поршневой паре происходит за счет вращения измерительного неуплотненного поршня 1 от электропривода. Точная установка момента крмпенсации может быть осуществлена путем реверсирования электропривода 15. При этом отчет величины статического давления производится как раз- ность числа импульсов припрямом и обратном ходах рабочего винта 7. После измерения статического давления компенсационным методом для измерения величины дифференциального давления на прибор подают пониженное напряжение определенной полярности. При этом электропривод ЭДВ отключается и включается электромагнитный вибратор 16. Приращения (изменения) давления в скважине вызывают изменения положения измерительного неуплотненного поршня 1, что в свою очередь изменяет величину частоты преобразователя нуль -индикатора 17, ко орая регистрируется вторично й аппаратурой. По сравнению с известным предлагаемый скважйИный манометр обладает надежностью в работе и простотой конструкции .

Г8

СКВАЖИННЫЙ МАНОМЕТР, содержащий корпус, измеритель.ный узел, вклвдчающий измерительный и компенсационный поршни, соединенные между собой измерительной пружиной, реле с замыкающим контактом, нуль-индикатор, соединенный с одним плечом выпрямительного моста, а через усилитель с модулятором и с кабелем, Который через обмотку реле подключен к другому плечу выпрямительного моста, электродвигатель соединен с шиной нулевого потенциала и с блоком запуска, компенсационный узел, выполненный в виде передачи рабочий винт гайка с электроприводом, о т л и ч а ю щ и и с я Тем, что, с целью повышения надежности работы манометра, он снабжен электромагнитным вибратором, полыми трансмиссионными валами, которые выполнены с прорезями и установлены на подшипниках над и под рпбочей гайкой, жестко закрепленной с корпусом, при этом внутри валов размещен рабочий винт, один конец которого соединен с электроприводом, а другой - с компенсационным поршнем, (Л а электромагнитное реле имеет размыкающий контакт, электромагнитный вибратор соединен одним концом с шиной нулевого потенциала, а другим - через размыкающий контакт с кабелем, причем последний через замыкающий контакт соединен с блоком запуска.

V

(pt/г. f

(рг/г.г