Глубинный манометр Советский патент 1984 года по МПК G01L7/16 

д

сд i

00 1 Изобретение относится к измерительной технике, в частности к тех нике измерения давления в скважинах Известны глубинные пружинно-порш невые манометры, состоящие из часового привода, записывающего механи , чувствительного элемента (поршня), максимального термометра, помещенные в корпус, спускаемого в скважину на тросе, записьтающего пера, которое перемещается от поршн в зависимости от величины измеряемого давления в скважине ClJНедостатком таких манометров является то, что для измерений давл ния на.различной глубине скважины необходимы манометры с различными пределами измерения. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является глубинньй геликсньй манометр, в котором вместо поршня установлен другой чувствительный элемент (силь фон с геликсной пруямной) L2J. Так как точность замеров давлени зависит прежде всего от соответстви глубинного манометра ожидаемоГГу давлению, то применить известный манометр для различных по глубине скважин не представляется возможным. Кроме того, известный манометр отличается относительно высокой погрешностью и низким порогом Чувствительности, что связано с непосредственным воздействием всего измеряемого давления через сильфон на геликс. Последнее повышает требования к прочности геликса,что связано с увеличением- его жесткости Целью изобретения является расщирение диапазона измерения и повышение точности. Поставленная цель достигается тем, что глубинный манометр, содерж щий корпус, размещенные в нем прием ную камеру, сообщенную с измеряемой средой, манометрический узел с разделительным сильфоном и регистрирую щее устройство, снабжен установленной в корпусе перегородкой, отделяю щей приемную камеру от разделительного сильфона, в которой размещены уплотненные телескопические втулки возрастающей с уменьшением диаметра длины, причем один конец каждой вту ки контактирует с разделительным сильфоном, а другой снабжен ограничителем перемещения и расположен в приемной камере. 42 На фиг.1 показан манометр с положением втулок, соответствующих первому (наименьшему) пределу измеряемого давления общий вид; на фиг.2 - диаграмма записи при сов.местной работе всех втулок. Предлагаемый.глубинный манометр состоит из корпуса 1, часового механизма 2, на выходную ось которого насажена зубчатая полумуфта 3, связанная с такой же полумуфтой ходового винта 4, которая резьбой соединена с ходовой гайкой 5. Ходовая гайка 5 может двигаться только поступательно. От вращения ходовую гайку 5 удерживает планка 6, которая проходит через прорезь в гайке и закреплена в опорах 7 и 8. На ходовой гайке 5закреплена каретка 9, в которую вставляется диаграммньй бланк для записи величины измеряемого давления. Опора 8 одновременно является опорой и для оси 10, на которой закреплена втулка 11 с держателем 12 и пером 13. На конце оси 10 жестко установлена втулка 14, к которой жестко прикреплен конец геликсной пружины 15, которая капилляром 16 соединена с внутренней полостью сильфона 17. Внутренняя полость сильфона 17 и геликсной пружины 15 заполнена маловязкой жидкостью (лигроином). В торец 13 сильфона 17 упираются торцы телескопических втулок 19-21 (количество их может быть различным). Зазоры между втулками герметизированы самоуплотняющимися резиновыми кольцами 22. На конце каждой втулки имеется резьба, на которой навинчены ограничительные гайки 23-25. Все втулки установлены в перегородке 26, соединенной резьбой с корпусом манометра. Зазор между перегородкой 26 и втулкой 19 герметизирован также самоуплотняюЕцимся резиновым кольцом 27. Дпя контроля температуры при измерении давления в скважине в корпус 1 манометра установлен ртутно-стеклянный тсрмометр 28. Прибор спускают в скважину на проволоке 29 из малоуглеродистой стали диаметром 1,61,8 М1. Давление измеряемой среды действует на чувствительный тлемент манометра через отверстие ЗО в корпусе 1 манометра. Глубинньш манометр работает следующим образом.

На поверхности у устья скважины часовой механизм 2 заводится и устанавливается в корпус 1 глубинного манометра. Затем глубинный манометр подвеошвается на проволоке 29 и вставляется в лубрикатор, изолированный закрытой задвижкой от ствола скважины. Для спуска прибора в скваж1ну лубрикатор сообщается открытием задвижки со стволом скважины. Давление в лубрикаторе возрастает очень быстро до устьевого давления скваямны. Это давление через отверстие 30 действует на втулки 19-21. Под действием давления втулки 19-21 совместно перемещаются, воздействуя на торец 18 сильфона 17, который сжимается, повьшая при этом давление жидкости в гелйксной пружине 15 (фиг.1). Внутреннее давление раскручивает геликсную пружину 15, которая, вращая ось 10 с втулкой 11 и держателем 12, перемещает по дуге перо 13. Перо 13, перемещаясь, вычерчивает на диаграммном бланке, вставленном в каретку 9, линию,длина которой пропорциональна сжатию сильфона 17. Сжатие сильфона 17 соответствует заранее установленному при тарировке манометра давлению. Таким образом перо 13 вычерчивает на диаграммном бланке линию, длина которой пропорциональна величине измеряемого давления. Часовой механизм 2 с помощью своей выходной оси и зубчатой полумуфты 3 поступательно перемещает каретку 9. Это позволяет развернуть запись на диаграммном бланке во времени. Отрезок АВ (фиг.2) соответствует давлению в лубрикаторе. В процессе спуска прибора в скважину перо вычерчивает отрезок DC под некоторым углом к линии 00, величина угла зависит от скорости спуска прибора. При достижении величины давления измеряемой среды, установленной при тарировке манометра, ограничительная гайка 23 упирается в торец перегородки.. 26 . Этому моменту соответствует точка D (фиг.2). Таким образом, в точке D втулка 19 перестает перемещаться, а продолжают перемещаться втулки 20

и 21, причем перемещение втулок 20 и 21 относительно втулки 19 задерживается, так как при этом изменяется площадь воздействия втулок на

сильфон 17, а давление, действующее на втулки, не может сжать сильфон 17. Тарировкой можно отрегул1фовать так, что в момент остановки перемещения втулки 19 сразу же начнется

относительное перемещение втулок 20 и 21. Началу относительного перемещения втулок 20 и 21 (фиг.2) соответствует точка Е. Перемещаясь, втулки

20и 21 продолжают сжимать сильфон 17, вследствие чего на диаграммном

бланке Пером 13 записывается отрезок ЕК. При достижении установленного тарировкой манометра значения давления ограничительная гайка 24 упирается в торец втулки19, и втулка перестает двигаться. Этому моменту соответствует точка К (фиг.2). Затем начинает перемещаться втулка

21относительно втулки 20 (точ5 ка D фиг.2).

Перемещаясь, втулка 21 продолжает сжимать сильфон 17, в результате чего на диаграммном бланке пером 13 записывается линия ЭМ, где точка М .. соответствует величине измеряемого давления на заданной глубине спуска прибора. На этой глубина для четкой фиксации величины измеряемого давления прибор вьщерживается в течение некоторого времени, продолжительность которого соответствует длине Ш . Затем прибор поднимают на поверхность . Процесс записи давления при подъеме прибора на поверхность осуществляется также, но в обратном порядке. Процессу подъема прибора соответствует кривая Мл (фиг.2). Предел измеряемого давления ограничивается максимальным ходом втулки 21, устанавливаемым при тарировке

прибора.

Таким образом, при использовании телескопических втулок, воздействующих на чувствительный элемент сильфонНо-геликсный механизм, рассчитанный на работу при малых давлениях повьяпается точность показаний манометра.

7

77Z,

ГЛУБИННЫЙ МАНОМЕТР, содержащий корпус, размещенные в нем приемную камеру, сообщенную с измеряемой средой, манометрический узел с разделительньм сильфоном и регистрирующее устройство, отличающийс я тем, что, с целью расширения диапазона измерения и повьшения точности, он снабжен установленной в корпусе перегородкой, отделяющей приемную камеру от разделительного сипьфона, в которой размещены уплотненные телескопические втулки возрастающей с уменьшением диаметра длины, причем один конец каждой втулi ки контактирует с разделительным (Л сильфоном, а другой снабжен ограничителем перемещения и расположен р приемной камер е.