Устройство для определения направления заколонных потоков в скважине Советский патент 1989 года по МПК E21B47/10 E21B47/06 

; : ;Г,ретение отиосигся к устройствам ; 1Пс добыва1О1цсй промышленности и ,;: ,, : fsbiTb Hciio.HbaoBafio zi. iH определения 1,. и направления заколонных пото- |,.)г. i кважине.

11(мь изобретения - повышение точ- iinrrii определения направления заколонных покжов в скважине.

На фиг. 1 изображено устройство, об- П1пй вид; на фпг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Устройство состоит из цилиндрического корпуса 1, в котором установлена полая встаЕжа 2, застопоренная по концам пробкой 3 и втулкой 4, в отверстиях 5 вставки 2 установлены два датчика 6 температуры и нагреватель 7, наконечники 8 которых снабжены пружиной 9 между корпусом 1 и толкателем 10 или выемкой 11 на толкателе 10 в рабочем состоянии устройства, при этом между нагревателем 7 и датчиками 6 в выемках 11 в корпусе 1 установлены фиксаторы 12. Чувствительный элемент датчика 6 температуры выполнен в виде батареи 13 (на фиг. 2) из большого числа (до 1200 шт.) последовательно соединенных дифференциальных термопар 14, вставленной в корпус 15 датчика 6 из теплоизоляционного материала вместе с резиновой манжетой 16. Батарея 13 состоит из каркаса в виде- спирально скрученной тонкой гибкой теплоизоляционной пленки (не показана) и навитой на нее константановой проволоки (не показана), часть которой омеднена для образования дифференциальных термопар. С внутренней стороны батареи 13 установлен дополнительный нагре- вате.ль 17, состоящий из спирально навитой пихромовой проволоки. Внутренняя и наружная поверхности батареи 13 выполнены из теплопроводной термостойкой пасты 18 (например, пасты КТП-8), причем наружная поверхность, контактирующая со стенкой колонны, дополнительно покрыта медной пластинкой 19 и легкоплавким сплавом 20 (например, сплавом Вуда). Выводы 21 дополнительного пагревате., 1Я 17 соединены с электронным блоком 22 стабилизированного нагрева. К выводам 23 батареи 13 подключен цифровой вольтметр 24.

Работа устройства основана на изменении электродвижун1ей силы (ЭДС) дифференциальных термопар батареи 13 в зависимости от температуры стенки колонны (не показана).

Устройство работает следующим образом. 11а каротажном кабеле устройство опускается в скважппу на определенную глубину и прижимается к стенке колонны, rioc. ie этого с помощью г лубинного сква- жинного -.1.1ектродвигателя толкатель 10 поднимается. вс.- 1мствпе чего наконечники 8 нопадак) li выемки 11, под действием пружип 9 па| реватель 7 и датчики 6 выдвигаются из устройства и плотно прижи5

5

маются к внутренней поверхности стенки колонны. Спустя некоторое время в нагреватель 7 подается электрический ток определенной величины. Электронагреватель 7 передает тепло в основном стенке колон- ны. После выхода на установившийся (стационарный) тепловой режим включается электронный блок 22 стабилизированного нагрева нагревателя 17. Заданная величина тока стабилизированного нагрева нагрева0 теля 17 определяется в зависимости от величины нагрева стенки колонны в месте прижатия к ней датчиков 6 температуры. При этом температура внутренней плоскости батареи 13 (со стороны нагревателя 17) должна превышать температуру наружной плоскости батареи 13 (прижатой к стенке колонны) до технически возможного предела, определенного свойствами материалов, используемых в устройстве. Эта разница температур внутренней и на0 ружной поверхностей батареи 13, выражаемая величиной ЭДС дифференциальных термопар. 14, измеряется цифровым вольтметром 24 в местах прижатия датчиков 6 (вверх и вниз от нагревателя 7) при включенных нагревателях 7 и 17. С наступлением стационарного режима устанавливается равновесие как между потоком , генерируемым нагревателем 7, и ripo- цессом теплоодачи от нагревателя 7 через стенку колонны заколонному потоку и частично потоку внутри колонны, так и между потоками тепла от нагревателя 17 батареи 13 дифференциальных термопар 14 и окружающей средой. С достижением стационарного теплового режима величина ЭДС батареи 13 дифференциальных термопар 14 (разница температур) меняется в зависимости от температуры стенки внутренней поверхности колонны в месте прижатия датчиков 6, которая при стационарном тепловом режиме зависит от направления и скорости заколонного потока.

0 По измеренным значениям Э;1С батарей 13 каждого датчика 6 (точнее по их разнице) судят о направлении и скорости заколонного потока.

Измерениям в скважине предшествует тарировка одного устройства данной серии на стенде, имитируюшем скважину, что позволяет учитывать все конструктивные осо- бенности устройства и условия процесса теплоотдачи в скважине. При этом определяются величина силы тока нагрева .аля

0 нагревателя и величина тока стабилизированного нагрева дополнительного нагревателя.

Формула изобретения

5 1..Устройство для определения направления заколонных потоков в скважине, вклю- чаюнгее цилиндрический корпус и установ0

5

ленные вдоль его продольной оси нагреватель и размещенные выше и ниже нагревателя датчики температуры, состоящие из корпуса и чувствительного элемента, отличающееся тем, что, с целью повыще- ния точности определения, оно снабжено дополнительным нагревателем и соединенным с ним электронным блоком стабилизированного нагрева, а чувствительный элемент датчика температуры выполнен в виде

батареи -из последовательно соединенных дифференциальных термопар, причем дополнительный нагреватель установлен с внутренней стороны батареи.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что внутренняя и наружная поверхности батареи дифференциальных термопар выполнены из слоев теплопроводных материалов.

Изобретение относится к нефтедобывающей пром-сти. Цель изобретения - повышение точности определения. Устр-во содержит нилиндрический корпус 1 и установленный вдоль его продольной оси нагреватель 7 и размещенные вьпне и ниже него датчики 6 т-ры. Каждый из последних состоит из корпуса и чувствительного элемента. Устр-во имеет дополнительный нагреватель и соединенный с ним электронный блок стабилизированного нагрева. Чувствительный элемент выполнен в виде батареи из последовательно соединенных дифференциальных термопар. Нагреватель установлен с внутренней стороны батареи. Внутренняя и наружная стороны последней выполнены из слоев теплопроводных материалов. С достижением стационарного теплового режима величина ЭДС батареи меняется в зависимости от т-ры стенки внутренней поверхности колонны в месте прижатия датчиков 6, которая при стационарном тепловдм режиме зависит от направления и скорости заколонного потока. I 3. п. ф-лы. 2 ил. (Л 05 00 оо

ff

17

Фа2.2