Устройство для измерения давления в скважине Советский патент 1985 года по МПК E21B47/06 

Изобретение относится к устройствам для гидродинамических исследо ваний нефтяных и газовых скважин. Известен дифференциальный манометр, содержащий корпус, в котором размещен чувствительный.элемент, соединенный с электрическим преобразователем компенсационной пружиной, кинематически связанной с электродви гателем и регистрирзадщим устройством причем чувствительньй элемент выпол нен в виде стакана с прикрепленными к нему и корпусу двумя манжетамимембранами, полость между которыми заполняется жидкостью или газом под избыточным давлением 1 J. Однако это устройство позволяет производить только дискретные измерения разности двух давлений в сква жинных условиях и не обеспечивает одновременной регистрации абсолютного давления и необходимой точности измерения. Известно устройство, предназначенное для Измерения абсолютного давления и его градиента в скважине на заданной базе, выполненное в ниде геликсного манометра, содержпщего геликсную пружину, сильфон и yrie регистрации, а также второй геликс- ньй манометр, установлеиньш над регистрирующим узлом основного манометра, и соединенный с ним через про водник с клапаном и второй регистри рующий узел С23. Недостатки этого устройства заклю чаются в отсутствии возможности Осуществить непрерывную регистрацию измеряемых параметров и низкой точности. Наиболее близким к -изобретению по технической сущности является скважинньй градиент-манометр, содер жащий датчик давления, выполненный в виде двуплечной трубки, заполненной двумя несмешивающимися жидкостями с разными диэлектрическими про ницаемостямй, металлические электро ды, размещенные в плечах трубки, причем плечи датчиков выполнены в виде цилиндрических винТОВЬБ: пружин навитых друг на друга, и электронный блок СзЗ, Известное устройство позволяет получить кривую изменения градиен та давления с глубиной, однако оно не обеспечивает одновременную регистрацию абсолютного давления, в результате чего резко снижается его информативность,. Недостатком устройства является также невозможность оперативного изменения базы, на которой определяется градиент давления. Целью изобретения является повышение надежности в работе и расширение функциональных возможностей. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения давг ления в скважине, содержащем скважинньй блок, состоящий из датчика давления и преобразователя механических перемещений в электрические сигналы, и наземный блок, скважинный блок снабжен последовательно соединенными аналого-цифровым преобразователем (АЦП) сигналов и выходным блоком, а наземный блок выполнен в в.ияе блок-баланса, соединенного через кодер, управляемую цифровую линию задержки (УЦЛЗ), первьй цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), дифференциальный усилитель, первьй масштабирующий усилитель, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) с входом первого цифрового выходного блока и через блок обработки сигналов, второй цифроаналоговьй преобразователь (ЦАП), второй масштабирующий усилитель, первьй аналоговьй выходной блок - с входом второго аналогового выходного блока, при этом выход блока обработки сигналов соединен с вторым входом управляемой цифровой линии задержки, первьй выход второго цифроаналогового преобразователя соединен с вторым входом дифференциального усилителя, второй его выход - с входом второго цифрового выходного блока, а выход первого масштабирующего усилителя связан с входом первого аналогового выхдцНого блока. На чертеже представлена, блок-схе- , ма предлагаемого устройства. Устройство содержит скважинную ; часть, состоящую из датчика 1 давления, преобразователя 2 механических перемещений в электрические сигналы, АЦП-3, выходного блока 4 и соединенную кабелем 18 с наземным блоком, которьй содержит канал регистрации абсолютного значения давления, состоящий из блока 5 обработки измеряемых сигналов, ДАЛ 6, масштабирующего усилителя 7 и выходы аналогового 8 и цифрового 9 блоков, а также канал для регистрации градиента давления, содержащий УЦЛЗ 10, ЦДЛ 11, дифференциальный усилитель 1 масштабирующий усилитель 13, АЦП 15 и выходные блоки представления сигналов в цифровой 16 и аналоговой 14 форме. Кроме того, устройство содержит кодеры 17 и 19, скважину 20 блок-баланс,

Устройство работает следующим образом.

Измеряемое давление воздействует на чувствительный элемент - датчик 1 механическое перемещение которого преобразуется в электрические сигналы преобразователем 2 и в последовательный цифровой код - АЦП 3, а затем через выходной блок 4 по кабелю 18 подаются в наземный блок.

В наземном блоке импульсы, сформщэованные блоком 5, обрабатываются двумя самостоятельньми каналами.

В первом канале сигналы проходят последовательную обработку в ЦАП 6, с выхода которого напряжение, пропорциональное абсолютному значению давления; в аналоговой форме поступает на масштабирующий усилитель 7 и далее на аналоговый выход 8 наземного блока, а в циф ровой форме с цифрового выхода ЦАП 6 - на цифровой выход 9.

Второй канал начинается с УЦЛЗ 10, в которую сигналы поступают с выхода блока 5 и задерживаются на некоторое время t, необходимое для прохождения датчиком 1 давления заданного интервала глубины, т.е. дЬ базы, на которой осзоцествляют измерения градиента давления. Задержка сигналов в УЦПЗ 10 контролируется блоком 17, и синхронизируется движением кабеля 18, для чего наземный блок имеет кодер. С выхода УЦЛЗ 10 сигналы в виде параллельного цифрового кода поступают в ЦАП, а с его выхода - в аналоговой форме на первый вход дифференциального усилителя 12, на второй вход которого поступают сигналы первого канала с выхода ЦАП 6. Разностный сигнал, пропорциональный градиенту, измеряемому давлению на базе 4h, с выхода дифференциального усилителя 12 поступает на масштабирующий усилитель 13 и далее на аналоговый выход наземного блока 14. Этот же сигнал оцифровывается АЦП-15 и поступает на цифровой вьгход второго канала наземного блока 16. При необходимости база может быть легко изменена двоичным делением управляющих импульсов, которыми управляется врел задержки цифрового сигнала в УЩ13.

Таким образом, при наличии одного атчика осуществляется одновременная регистрация двух параметров (аболютное давление и его градиент). ри этом информация может быть полуена в аналоговой или цифровой форме.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ В СКВАЖИНЕ, содержащее скважинньй блок, состоящий из датчика давления и преобразователя механических перемещений в электрические сигналы, и наземный блок, от л ич а ю щ е а с я тем, что, с целью повьшения надежности в работе и расширения функциональных возможностей, |сквая инный блок снабжен последова :тельно соединенными аналого-цифровым преобразователем сигналов и выходным блоком, а наземный блок выполнен в виде блок-баланса, соединенного через кодер, управляемую цифровую линию задержки, первый цифроанапоговый преобразователь, дифференциальный усилитель, первый масштабирующий усилитель, аналого-цифровой преобразователь с входом первого цифрового выходного блока и через блок обработки сигналов, второй цифродналоговый преобразователь, второй масштабирующий усилитель, первый аналоговый выходной блок - с входом второго аналогового выходного блока, при этом выход блока обработки сиг« налов соединен с вторым входом уп(П равляемой цифровой линии задержки, первый выход второго цифроаналогос вого преобразователя соединен с вторым входом дифференциального усилителя, второй его выход - с входом второго цифрового выходного блока, а выход первого масштабирующего усилителя связан с входом первого анаСП логового вькодного блока. Ф Од 0)