Скважинный расходомер Советский патент 1987 года по МПК E21B47/10 

герметичном отсеке Д корпуса 1 размещен привод, кинематически связанный с П 6. Последний имеет датчик 10 перемещения, подпружиненный относительно П 6 пружиной 9 и жестко соединенный основанием 5 с камерой 2. Внутри П 6 установлен и перемещается вдоль.него дополнительный П 8 с калиброванными отверстиями В и Г. Основание 7 П 8 взаимодействует через щетку с датчиком 10, которьй через

шток 12 связан с П 8, Отверстия П 8 расположены ниже соответствующих

отверстий П 6. Когда расход жидкости не превышает верхнего предела диапа,

1

Изобретение относится к технике геофизических исследований скважин и может быть использовано при измерени параметров потока жидкости: расхода, вязкости,.влажности, плотности.

Цель изобретения - расЕирение диапазона измерения и повышение надежности исследования.

На фиг. 1 представлен скважинньй расходомер с открытым пакером для из мерения; на фиг. 2 - скважинньй расходомер с закрытым пакером для спус- ко-подъемных операций.

Скважинньй расходомер (фиг. 1) состоит из корпуса 1, внутри которого с возмоя ностью перемещения относительно корпуса расположена измерительная камера 2. Внутри измерительной камеры расположен первичньй преобразователь - турбинка 3, вторич ньй индукционньй преобразователь 4, которьй преобразует число оборотов турбинки в электрический сигнал. Измерительная камера 2 соединена жестко с основанием 5 пакера, на верхнем конце которого закреплены верхним концом пакерные пластины основного пакера 6, которые за счет эластичности формированы в нормально открытом состоянии. На основание 5 пакера 6 одета втулка - основание 7 дополни- тельного пакера 8 с закрепленными на нем пакерными пластинами с к.алибро- ва.нными отверстиями, расположенного ниже основного пакера и подпружинен-

зона, П 8 с отверстиями В и Г находится в нижнем положении под действием пружины 9. В момент, когда отверстия В и Г не совмещены, вся жидкость направляется в измерительньй канал к преобразователю 3. Если расход превысит верхний предел диапазона измерений, П 8 под действием напора жидкости сместится вверх, преодолев силу пружины 9. Отверстия В и Г начнут совмещаться, открьтая путь жидкости. Степень открытия отверстия, т.е. смещение щетки относительно датчика 10, определяет расход жидкости через отверстия. 2 ил.

10

5

- 35

25

ного относительно основного пакера пружиной 9. Основание 7 дополнительного пакера 8 может взаимодействовать с датчиком 10 перемещения (например, реостатным), которьй расположен в герметичной камере А через щетку 11 и подвижно уплотненный шток 12. Чтобы компенсировать ншияние давления,основание 7 пакера 8 обеспечено другим подвижно уплотненным штоком 13 и герметичной камерой Б. Отверстия В и Г, которые имеются соответственно у основного и дополнительного пакера, в исходном состоянии не совмещены. Основание 7 дополнительного пакера 8 лежит на упоре 14. Для открывания пакера использован щшвод пакера, которьй установлен в герметичном отсеке Д и состоит из электродвигателя 15, передачи 16 винт-гайка и уплот- йенного поршня 17.

Расходомер работает следующим образом.

Скважинньш расхйдомер опускают в скважину на каротажном кабеле. Пакер находится в сложенном состоянии внутри корпуса 1 (фиг. 2). После подачи по каротажному кабелю напряжения вращательное движе1ше вала электродвигателя 15 преобразуется в поступательное передачей 16 винт-гайка. Поршень 17 движется вниз, перемещая относительно корпуса 1 измерительную камеру 2 и основание 5 пакера 6. Вьщ- вигаются из трубы корпуса 1 основной

пакер 6 и дополнительный пакер 8 и открываются от эластичности пластинок, так как они формированы в нормально открытом состоянии.Когда расход жидкости не превышает верхнего предела диапазона, дополнительный пакер 8 с калиброванными отверстиями находится в нижнем положении под действием пружины 9 на упоре 14. Отверстия В и Г не совмещены. Вся жидкость направляется в измерительный канал и расход измеряется турбинкой 3. Если же расход превысит верхний предел диапазона измерения, пакер 8 под действием скоростного напора, преодолея силу пружины S, сместится вверх и отверстия В и Г начнут совмещаться, открывая путь жидкости. Сте пень открытия отверстия, т.е. смещение щетки 11 относительно датчика 10 перемещения, определяет расход через отверстие. Общий расход находится по сумме расхода через измерительный канал и расход через отверстие пакеров. Закрытие пакера производится путем передачи на двигатель напряжЪния обратной полярности. Пакеры 6 и 8 втягиваются в корпус 1.

Применение дополнительного пакера автоматически управляемого напором жцдкости, позволяет избежать применения для него допольительного привода а также специальных средств измерения расхода для управления перемеще- нием пакера. В качестве задатчика расхода используется пружина, начальное усилие сжатия которой выбрано с учетом исключения выброса прибора напором скважинной жидкости. Благодаря соединению дополнительного пакера с датчиком перемещения возможна количественная оценка жидкости, протекающей сквозь калиброванные отверстия. Это приводит к распшрению диапазона измерения за счет измерения как малых, так и больщих расходов жидкости, а за счет взаимного изменения положения калиброванных (сквозных) отверстий в основном и дополнительном пакерах, происходит изменение суммарного сечения истека- ния измеряемой жидкости. Сз ммарньй измеряемьй поток остается постоянным.

Преимущество предлагаемого расходомера по сравнению с известным заключается в следующем.

,-

fO

15

20

25

. .

, , 3-5

40

45

50

-55

Допустим, скважина исследуется известным расходомером, у которого диапазон расширяется дистанционно открываемыми калиброванными отверстиями на монтаже пакера, но при непрерывной протяжке расходомера с открытым пакером, если исследование начинать с нижних работающих интервалов, где расход жидкости минималь- ньй, диапазон пакера приходится настроить на мальй расход, т.е. все калиброванные отверстия пакера закрыты. Жидкость проходит только через измерительньй канал. Если- в таком состоянии пакера (на минимальном диапазоне расхода) протягивать прибор до следующего интервала скоростным напором жидкости произойдет выброс прибора. А это уже аварийная ситуация. Это может привести к поломке па- кера, самого расходомера, бывают случаи завязывания каротажного кабеля на узел. При исследовании фонтанирующих скважин такой узел не пройдет через сальник. Расходомер с куском кабеля и узлом не разместится в лубрикаторе. Нижний конец расходомера останавливается на участке нижнего вентиля и его невозможно закрыть. Рас- ходомер можно достать из скважины, только задавив скважину соленой во-, дои. Для этого требуется аварийная бригада с задавочным агрегатом. Если даже считать вероятность аварии всего 0,1, от нее составит ущерб: работа аварийной бригады в течение примерно 5 ч (с поездкой туда и обратно) X 20 руб. (стоимость работы бригады за 1 ч)f простой скважины около 5 ч X X производительность скважины 2 X стоимость 1 м- нефти - 40 руб. стоимость прибора 1000 руб. 1000+100+ +400 1500 руб. при годовом объеме 100 исследований одним прибором величина возможного ущерба 1500 х 100 х X О,1 15000 руб. т.е. получается большая сумма дополнительных расходов. С учетом этого можно подсчитать экономический эффект предлагаемого изобретения.

Кроме .того, повьшается точность измерения из-за повышения коэффициента пакеровки пакера. У известного пакера фонарного типа и коэффициент пакеровки зависит от изменения диамет- :ра колонны, и может снизиться с 0,90 до 0,3. Диаметр пакера постоянный и при увеличении диаметра колонны сква-.

жины появляется затор между пакером и колонной скважины. А в предлагаемый пакер - зонтичного типа, коэффициент пакеровки практически не зависит от изменения диаметра колонны. При. изменении диаметра колонны стальные пластинки пакера повторяют эти изменения, пластинки пакера с манжетой всегда прижаты к колонке скважины. Стабильность коэффициента пакеровки позволяет повысить точность измерения.

Форм у л а и 3 о б р е т е н и я

Скважинный расходомер, содержащий корпус с измерительной камерой с ус- тановленньы н ней преобразователем, соединенной в нижней части с пакером

и подпружиненные клапаны, о т л и- чающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерений и повьшения надежности измерений, в измерительной камере вьтолнен герметичный отсек с эластичным уплотнительным элементом, а расходомер снабжен размещенным в герметичном отсеке датчиком перемещения клапана, причем пакер выполнен с калиброванными отверстиями, а клапаны выполнены в виде двуплечих рычагов с возможностью перекрытия снаружи калиброванных отверстий пакера, одно плечо каждого из которых проходит через эластичньй уплотннтельный элемент герметичного отсека и соединено с датчиком перемещения.

Изобретение относится к технике геофизических исследований и м.б. использовано при измерении параметров потока жидкости. Цель изобретения - расширение диапазона измерения и повышение надежности исследования. Расходомер содержит корпус 1 с измерительной камерой 2 и установленным в ней преобразователем, пакер(11)в с калиброванными отверстиями В и Г. В (Л со ел ел qb

. Составитель Г.Маслова Редактор С.Патрушева Техред М.Ходанич Корректор А.Тяско

Заказ 5976/30 Тираж 533Подписное

ВНИШШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4