Пакерующее устройство Советский патент 1985 года по МПК E21B47/10 

Изобретение относится к технике глубинных измерений расхода жидкости, в частности к пакерующим устройствам, и может быть использовано в нефтяной промышленности. Известен пакер прибора РТТ-1М, состоящий из двух обойм, к которым по периметру шарнирно прикреплены девять пар ребер; К ребрам, примыкагощим к расходомерной части прибора,tO одна прикреплены металлические лепестки. Перемещение одной из обойм, производимое посредством электропривода с редуктором, приводит к раскрытию пакера и перекрытию колонны обсадных труб, внутри которой и размещается этот прибор П1 Недостатками данного пакера. являются недостаточная пакерующая способность (мальм коэффициент пакеровки), что сказывается особенно при измерении малых расходов, острые угл между верхними и нижними ребрами в их шарнирном соединении, которые приводят к зацепам при протаскивании прибора в скважине, отсутствие возможности автоматической регулировки коэффициента пакеровки в зависимости от величины измеряемого расхода. Это пакер не имеет возможности автоматического изменения коэффициента пакеровки. Наиболее близким к изобретению тех ническим решением является пакерующе устройство, содержащее корпус, верх-вне и нижние жесткие ребра, концы которых закреплены на корпусе, металлические лепестки с отверстиями, прикрепленные к верхним ребрам, и дистанционно управляемьй привод, соединенный с нижними ребрами 2j . Недостатками известного устройства ЯВЛЯЮТСЯ}отсутствие плавной автоматической регулировки коэффициента пакеровки, недостаточная точность регулировки скачкообразно иэменяемого коэффициента пакеровки, поскольку калибровочные отверстия, вьшолнённые в матерчатой манжете, не могут обеспечить точность калибровки. Целью изобретения является расшире ние диапазона измерений. Поставленная цель ;Чостигается тем, что пакерующее устройстео, содержащее корпус, верхние и нижние жесткие ребра, концы которых закреплены на корпусе, металлические лепестки с отверстиями, прикрепленные к верхним 115 2- 2 ребрам и дистанционно управляемый привод, соединенный с нижними ребрами, снабжено овальными плоскими пружинами, изогнутыми по образующей конуса пакера, установленными над отверстиями, выполненными в лепестках, причем ось симметрии пружин, имеющих длину более половины ширины лепестка, перпендикулярна оси прибора, при этом сторона овальной пружины вьщолнена сужающейся и закреплена су :ающейся стороной в средней части в удаленной от ребра стороне лепестка, а кромка ребра со стороны, удаленной от лепестка, имеет скос. Предлагаемое устройство позволяет автоматически плавно изменять коэффициент пакеровки в зависимости от величины измеряемого расхода. Это достигается за счет байпасного перепуска потока. Байпасный перепуск жидкости осуществляется автоматически с определенного значения напора жидкости, при котором преодолевается предварительное прижатие лепестков. По мере увеличения напора жидкости овальные пружины приоткрывают окна и поток жидкости разделяется на два потока, один из которых протекает мимо прибора. Соединение верхних и нижних ребер плоскими пружинами позволяет избежать зацепления пакера с колонной обсадных труб при прохождении прибора в скважине с открытьм пакером. На фиг. 1 изображено пакерующее устройство в раскрытом положении, продольньй разрез; на фиг. 2 - элемент пакера; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2. Пакер состоит из корпуса 1 с отверстиями 2 для пропуска жидкости в измерительный канал прибора 3 дистанционно-управляемого .привода пакера 4 и клетки пакера, образуемой системой верхних 5 и нижних 6 ребер. К верхним ребрам прикрепляются лепестки 7. Верхние ребра 5 шарнирно укреплены на верхней части корпуса 1 у основания измерительного канала 3, а нижние также шарнирно - на подвижной втулке 8, соединенной с злектро- . приводом пакера. В лепестках имеются отверстия окна 9, закрытые плоскими пружинами 10. Пружины 10 представляют собой пластину из тонколистовой пружинной стали и закрывают с напуском окна 9 (окно на фиг. 2 показано пунктиром). Пружина 10 имеет округло-овальную форму без углов и оканчивается уточнением 11, посредством которой она крепится по месту 12 к лепестку. Точки крепления расположены в противоположной от ребра части лепестка. Причем длина пружины превышает половину ширины лепестка в сечении А-А (фиг. 2), а ось симметрии пружин 10 (линия А-А) перпендикулярна продоль;нрй оси прибора. Пружины 10 выполняются изогнутыми по поверхности конуса, образованного лепестками пзкера при его раскрытии выше сечени А-А и соответствует кривизне конуса месте Б-Б (фиг. 2), что обеспечивает начальное усилие прижатия их к лепестку 7 и более плотное начальное прикрытие окон 9. Место крепления пружин 10 выбирается в середине лепестка 7 (линия А-А фиг. 2), что предохраняет их от повреждения при раскрытии пакера и в то же время позволяет сделать достаточной величины отверстия 9. Верхние и нижние ребра 5 и 6 соединены между собой тонкими гибкими прямоугольными пластинами 13 при прикаленной пружинной стали. Кром ка верхних ребер со стороны, противоположной лепестку, имеет закругленный скос (фиг. 3). Устройство работает следующим обр зом. При раскрытии пакера, как обычно посредством электропривода с редуктором, втулка 8 передвигается вверх и он принимает положение, показанное на чертеже. При этом ребра 5 и 6 пов рачиваются в шарнирах, а соединяющие их пружинистые пластинки 13 изгибаются. Лепестки 7 образуют конусообразный зонтик и перекрывают колонну труб 14,направляя поток жидкости (показано сплошными стрелками) внутр прибора. Клапаны 10 имеют начальное усилие прижатия, закрывая отверстия По мере увеличения расхода жидкости увеличивается динамический напор на пакер и соответственно на овальные пружины 10. Начиная с определенной величины расхода, усилие, развиваемо динамическим напором, становится больше начального усилия прижатия овальных плоских поужин 10 и под действием этого, усилия плоская утон- ченная часть 11 пружин начинает отгибаться, открывая отверстия в лепестках. Часть потока жидкости (показано пунктирными стрелками) начинает проходить через открывающиеся отверстия в лепестках 7, образуя байпас. Чем больше будет величина измеряемого расхода жидкости, тем больше отгибаются пластины и больше открываются окна 9. Соответственно большая часть потока минует прибор. TaKiiM образом, начальное значение коэффициента пакеровки, определяемого как отношение расхода жидкости, протекающей через прибор, к общему измеряемому расходу, велико. По мере увеличения расхода жидкости этот коэффициент падает, расширяя шкалу измеряемых значений расходов. При закрытии пакера во избежание зацепов соседних верхних ребер, расположенных справа (по чертежу фиг. 2), о пружины 10, последние выполнены округло-овальной формы без прямых углов. При этом Точки 12 крепления при раскрытии пакера должны находиться под соседним ребром или лепестком. Этому способствует то, что длина овальных пружин 10 превышает ширины лепестка 7. С этой половину же целью верхние ребра в зоне возможного соприкасания с овальными пружинами имеют закругленные скосы. Преимуществом предлагаемой конструкции пакера является его способность автоматически компенсировать действие изменения вязкости жидкости, так как с увеличением вязкости несколько увеличивается чувствительность .турбинного измерителя расхода и одновременно увеличивается напор на овальные пружины, так что при соответствующем подборе параметров происходит взаимокомпенсация. Кроме того, другим преимуществом расходомера с предлагаемым пакером является зависимость его показан от плотности потока, поскольку величина напора является его линейной функцией. В результате показания становятся пропорциональными плотности. Величина начального усилия прижатия овальных пружин определяется формой характеристики расходомера. Таким образом, достигаемым техническим эффектом яйляется расширение диапазона измеряемых расходов и уменьшение погрешности измерения. 5 обусловленной как действием вязкости, так и относительно недостаточ1154452 6 ным начальным коэффициентом пакеровки.

1. ПАКЕРУЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее корпус, верхние и нижние жесткие ребра, концы которых закреплены на корпусе, металлические лепестки с отверстиями, прикрепленные к верхним ребрам, и дистанционно управляемый привод, соединенный с нижними ребрами, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измерения расхода жидкости, оно снабжено овальнъми пружинами, изогнутьми по образующей конуса пакера, установленными над отверстиями, выполненными в лепестках, причем ось симметрии пружин, имеющих длину более половины ширины лепестка, перпендикулярна оси прибора, при этом одна сторона овальной пружины вьтолнена сужающейся и закреплена сужающейся стороной в средней части в удаленной от ребра стороне лепестка, а кромка ребра со стороны, удаленной от лепестка, имеет скос. 2. Устройство по п. 1, о т л иСЛ чающееся тем, что верхние и нижние ребра соединены между собой плоскими пружинами.