Датчик подачи жидкости нефтяных скважин Советский патент 1984 года по МПК E21B47/10 

Изобретение относится к области контроля дебита жидкости и сигнализации о снижении подачи жидкости ниже определенного уровня и может быть использовано в телемеханических комплексах и -автоматизированных системах управления в нефтяной промышленности.

Известны датчики подачи нефтяных скважин, содержащие автогенератор, катушку индуктивности, генератор пилообразного напряжения, масштабный усилитель и формирователь выходного сигнала ClI

Недостатками такого датчика являются малые надежность и точность, сложность схемы и конструкции.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является датчик подачи жидкости для нефтяных скважин, содержащий шариковый обратный клапан, катушку индуктивности, расположенную в седле обратного клапана и подключенную к измерительному автогенератору, выход которого подключен к первому входу смесителя фильтра, к второму входу которого подсоединен опорныйгенератор. Принцип работы датчика заключается в следующем. При отсутствии потока жидкости обратный клапан закрыт. Расстояние между шарико клапана и катушкой индуктивности минимально и, следовательно, привносимые в катушку за счет обратного воздействия наводимых в теле металлического шарика вихревых токов сопротивления максимальны. Соответственно, частота измерительного автогенератора минимальна и больше частоты опорного генератора на величину нуля датчика. Поэтому разность частот измерительного автогенератора и опорного генератора, полученная в результате сложения и детектирования их выходных сигналов и выделенная активным фильтром нижних частот, соответствует нулю датчика. При увеличении подачи под воздействием динамического напора потока жидкости шарик поднимается, что, а свою очередь, приводит к уменьшению привносимых в катушку сопротивлений. В результате, за счет увеличения собственной частоты колебателного контура и изменения фазы напряжения обратной связи происходит увеличение частоты измерительного автогенератора. Это, в свою очередь, прводит к соответствующему увеличению выходной частоты датчика 2 .

Однако в существующих современны системах часто необходимо одновременно измерение подачи жидкости и контроль (сигнализация) снижения подачи жидкости в нефтяных скважинах ниже определенного уровня. Недостат ком датчика является невозможность

получения сигнала о снижении подачи жидкости в нефтяных скважинах ниже определенного уровня (использование его в качестве сигнализатора потока

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей датчика за счет обеспечения сигнализации о снижении подачи жидкости.

Поставленная цель достигается тем, что в датчик подачи жидкости нефтяных скважин, содержащий шариковый обратный клапан, катушку индуктивности, расположенную в седле обратного клапана и подключенную к измерительному автогенератору, выход которого подключен к первому входу смесителя фильтра, к второму входу которого подсоединен опорный генератор, введены делитель частоты с регулируемым коэффициентом деления и блоком сравнения частот, причем вход делителя частоты соединен с выходом опорного генератора, а выход подключен к одному из входов блока сравнения частот, другой вход которого подсоединен к выходу смесителя фильтра.

На чертеже приведена схема предлагаемого многофункционального датчика подачи жидкости для нефтяных скважин.

Датчик содержит шарик 1, седло 2 обратного клапана, катушку 3 индуктивности, измерительный автогенератор 4, опорный генератор 5, смеситель фильтра 6, делитель 7 частоты и блок 8 сравнения частот. .

Принцип работы датчика заключается в следующем.

При отсутствии потока жидкости обратный клапан закрыт. Расстояние между шариком 1 клапана и катушкой 3 индуктивности минимально, и, следовательно, привносимые в катушку з счет обратного воздействия наводимых в теле металлического шарика вихревых токов сопротивления максимальны. Соответственно, частота измерительного автогенератора 4 минимальна и больше частоты опорного генератора 5 на величину нуля датчика Поэтому разность частот измерительного автогенератора 4 и опорного генератора 5, полученная в результате сложения и детектирования их выходных сигналов и выделенная активным фильтром нижних частот, соответствует нулю многофункционального датчика подачи жидкости для нефтяных скважин. При таком положении датчика коэффициент деления делителя 7 частоты выбран так, что выходная частота смесителя фильтра 6 получается меньше, чем выходная частота делителя 7. Поэтому на выходе блока 8 сравнения частот получается сигнал, означающий снижение уровня подачи жидкости. При увеличении подач

3 11056284

под воздействием динамического на-ты. При этом выходная частота смепора потока жидкости шарик 1 прдни-сителя фильтра 6 больше выходной

мается вверх, что, в свою очередь,частоты делителя 7, что соответстприводит к уменьшению привносимыхвует отсутствию сигнала на выходе

в катушку 3 сопротивлений. В резуль-блока 8 сравнения частот. Это оэнатате, за счет увеличения собствен-5 чает, что величина подачи жидкости

ной частоты колебательного контурав нефтяных скважинах выше определени изменения фазы напряжения обратнойного уровня. Ввиду того, что произсвязи происходит увеличение частотыводительность скважин различна, в

измерительного- автогенератора 4. ЭтОусхеме предусматривается регулировка

в свою очередь, приводит к соответ-10 уровня путем изменения коэффициента

ствующему увеличению выходной часто-деления делителя 7 частоты,

I

ДАТЧИК ПОДАЧИ ЖИДКОСТИ НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН, содержащий шариковый обратный клапан, катушку индуктивности, расположенную в седле обратного клапана и подключенную к измерительному автогенератору, выход которого подключен к первому входу смесителя фильтра, к второму входу которого подсоединен опорный генератор, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей датчика за счет обеспечения сигнализации о снижении подачи жидкости, в него введены делитель частоты с регулируемьо4 коэффициентом деления и блоком сравнения частот, причем вход делителя частоты соединен с выходом опорного генератора, а выход подключен к одному из входов блока сравнения частот, другой вход которого подсоединен к выходу в смесителя фильтра. СП а: ю 00