Глубинный манометр Советский патент 1983 года по МПК E21B47/06 

9д

00

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышпеиности и может быть воюпьзовано апл измерения давления во времени в скважинах.

Известен глубинный манометр, содержаший корпус, в котором установлены две т пшссные пружины, два сипьфона, узпы регистрации, электронный блок и кпапан. Известный манометр пьред проведением замера в скважине через клапан заполняется воздухом. Давление воздуха внутри корпуса прибора действует на нижнюю геликсную пружину и на верхний сильфон, при этом нижняя геликсвая пружина закручивается. Нижняя гелтс ная пружина служит для измерения абсолютного значения давления, а верхняя для измерения перепада давления ll ,

Недостатком данного манометра является то, 4to требуется каждый раз, т.е. дпя одного измерения, производить прегьварительную зарядку воздухом. Для определения давления зарядки требуется измерять давление и температуру в той же Точке, в которой будет производиться из- мерение, что приводит к дополнительной спуско-подъемной операции. Кроме того, известный манометр имеет невысокую чувствительность, так как в нем установпе ны геликсные пружины высокой жесткости {эаботающие при давлении скважины.

Известен также глубинный манометр, содержащий корпус, измерительную камер с геликсной пружиной и вторичным преобраэователем, управляемый клапан для выравнивания давления в измерительной камере с давлением контролируемой среды 2.

Глубинный манометр из-за налтия в . измерительной камере жидкости, в которо происходит растворение газа, не обеспечивает №1сокую точность показаний прибора. Введение поправок на изменение показаний прибора крайне затруднено, так как при этом необходимо знать состав газа, находящегося в измерительной камере прибора, а также состав нефти в забойных условиях, изменение температуры и т.д. В результате известные манометръ не обеспечивают высокой точноет и измерения давлений.

Целью изобретения является говышени точности измерений .многофазных сред.

Поставленная цель достигается тем, что в„ глубинном манометре, содержащая корпус, измерительную камеру с геликсной пружиной и вторичным преобразователем, управляемый клапан для выравнивания давления в измерительной камере с давлением контролируемой среды, в корпусе под измерительной камерой выполнена буферная камера, связанная с измерительной соединительными каналами через клапар, который снабжен дополнительными проточками и запорным эпементом.

На чертеже изображен глубинный манометр.

Глубинный манометр содержит корпус 1, электронный блок 2, расположенный на верхней части корпуса 1, измерительную камеру 23, в которой.установлены геликсная пружина 4 и катушка индуктивности 5. В корпусе 1 ниже измерительной камеры 3 расположена буферная камера 6, в которой установлен кпапан 7, связанный через вал 8 с приводом 9. На клапане установлены уппотнитепьные кольца 10. Корпус 1 имеет отверстие 11 связанное через канал 12 с внутренней полостью 13 геликсной пружины 4, и каналы 14 и 1 5, соединяющие измери. тепьную камеру 3 с буферной камерой 6. В нижней части буферной камеры 6 вы. пол не НС/отверстие 16, перекрываемое дополнительным запорным элементом 17 клапана, который установлен на валу 8 привода 9. В буферной камере 6 имеется отверстие 18 для наполнения ее газом.

Манометр работает следующим образом

Прибор перед спуском в скважину заряжают газом через отверстие 18, причем не следует точно определять величину давления зарядки прибора. Затем манометр на кабеле (на чертеже не показан) опускают в скважину. В момент спуска прибора отверстия 11 и 16 закрыты соответственно клапанами 7 и запорным элементом 1 7. При установке манометра в месте измерения сигналом, подаваемым по кабелю с дневной поверхности на привод 9, открывают отверстие 16 и каналы 14 и 15, соединяющие измерительную камеру 3 с буферной камерой 6, Если давление в беферной и измерительной камерах будет больше давления в скважине, то газ, находящийся в камерах 3 и 6, выйдет через отверстие 16, в том случае, если давление зарядки окажется недостаточным, то жидкость через отверстие 16 будет поступать в буферную камеру 6, таким образом, растворение газа, находящегося внутри прибора, будет происходить в буферной камере 6, не оказывая влияния на показания прибора, так как измерительная камера отключается при измерении. Манометр в этом состоянии выдерживают некоторое время в воцяной бане цпя того, чтобы температура, повысившаяся при зарядке, и давление в обеих камерах вырав- няпись. ПоЬпе процесса термостабипизаци производят измерение. Дпя этого сигналом, поданным по кабелю с дневной поверхности, откры.вают отверстие 11, и внутренняя полость 13 геликсной пружины 4 через кана-л 12 сообщается с полестью скважины. Отверстие 16 и каналы 14 и 15 закрыты соответственно клапанами 7 и запорным элементом 17. Буфер ная камера 6 отключена от измерительной 3. Изменение давления в скважине,, вызванное изменением режима работы, скважины или ее остановкой, приводит к тому, что геликсная пружина 4 разворачивается, и вызывает изменение индуктивности катушки 5, что приводит к изменению частоты эпектрического сигнала. Сигнал регистрируется на поверхности и свидетельствует об изменении давлений в полости скважины в месте установки манометра. В случае достижения максимального значен ь{я давления, на которое рассчитана геликсная пружина 4, с дневной поверхности подают сигнал на привод 9, Клапан 7 перемешается таким образом, что отверстие 11 закрыто, каналы 14 и 15 открыты, соединяя между собой измерительную 3 и буферную 6 камеры, и клапан 17 открывает отверсги 16. Давление в измерительной 3 и буфе{ ной 6 камерах выравнивается и далее вышеописанные пропессы термостабилизации и измерения повторяются. Так как объем буферной камеры 6 в несколько раз больше объема измеритепь ной камеры 3, то операции по измерению можно неоднократно повторять без подъема прибора на дневную поверхность. Кроме того, не требуется точно опреде- лять давление зарядки прибора, так как в-месте измерений происходит регулиро& ка давления в приборе, т.е. если давлени газа, находящегося .в приборе, выше давления в скважине, то лишний газ выйдет из прибора, если ниже, то газ в буферной камере 6 сожмется поступающей в неб-и скважины жидкостью. Однако жидкость не будет изменять показания прибора, так как использование буферной камеры 6, отключающейся от измерительной ка-. меры 3, позволяет исключить наличие жидкости в ней, и тем самым исключить влияние жидкости, в которой происходит растворение газа, на показания манометр 1 784 обеспечивая таким образом повышение точности измерений. Манометр позволяет без предварител ных операций производить измерение измененю давления в любой точке ствола скважины по ее глубине, т.е. без подъема на дневную поверхность, Кроме того, конструкция прибора позволяет опускать его в скважину в комплексе с дистанционными приборами, например влагомером, дебито- мером, локатором сплошности, абсолютным термометром и т.д., а совмещение буферьной камеры с полостью, в которой расположена кинематическая схема привода, позволяет уменьшить габариты прибора, повышая тем самым надежность прибора. Кроме того, прибор позволяет осуществлять измерение абсолютного значения давления. Для этого необходимо на дневной поверхности точно измерить величину давления и температуру в полости прибора. Зная температуру на забое скважины, по измеренному давлению прибором можно установить истинное давление в месте нахождения прибора перед произ водсгвом дифференциальных измерений давления, используя следующее уравнение D .Т - Р г гар iap - пк пл где ;T,qp - давление и -температура при зарядке прибора; пл ПА йввление и .температура пласта. Предлагаемый прибор работает следующим образом. Прибор перед спуском в скважИну заряжают газом через отверстие 18. Причем давление и температуру газа, находящегося в полости прибора, т.е. в измерительной 3 -Л буферной О камерах, точно измеряют, а прибор в процессе зарядки гермостатируют. Затем манометр на кабеле опускают в скважину. В момент спуска прибора отверстия 11 и 16 соответствеиво клапанами 7 и закрыты Р установке манометра в месте измерения сигналом, подаваемым с аие&ной поверхности на 1фивод 9, открывают отверстие 11, и внутренняя попость 13 геликсной пружины 4 через канад 12 сообщается с попостью скважины. Гепикс(шя пружина 4 разворачивается и вызывает изменение индуктивности катушки 5, которое регистрируется на поверхнооти. По измеренному прибором давпеиию можно установить истинное давление в месте нахождения прибора, зная давление и температуру зарядки прибора и температуру в месте нахождения прибора с скважине. Экономический эффект от использования рпубинйого манометра при исследовании одной скважины будет достигнут за счет исключения нескольких спуско-подъемных операций и повышения точности измерений.

ГЛУБИННЫЙ МАНОМЕТР, содержащий корпус, взмеритепьную камеру с гепиксной пружиной и вторичным преобразователем, управляемый клапан для выравнивания давления в измерительной камере с давлением контролируемой среды, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерен много }азных сред, в корпусе под измерительной камерой выполнена буферная камера, связанная с измерительной соещ нительными каналами через клапан, который снабжен дополнительными проточками и запорнь1м элементом.