Глубинный манометр Советский патент 1989 года по МПК G01L19/08 

10

Ичпбретомпг относится к приборам давления, но может быть использовано для создания на их базе устройств для измерения температуры в нефтяных и газовых скважинах.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей манометра.

На фиг. 1 показан глубинный манометр, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1 .

Упруг 1Й чувствительный элемент 1 манометра, выполненный в виде трубчатой (геликоидальной) пружины, связан одним концом через разделитель 2 с полостью измеряемого давления, а другим - с подпр жиненным пером 3 блока регистрации. Перо 3 прижато к диаграммному бланку, закрепленному в свер-2д нутом виде в барабане 4 записи. Бара бан через гайку 5 и ходовой винт 6 кинематически связан с часойым приво- цом 7, в результате вращательное движение вала 8 часового привода преобра-25 зуется в поступательное перемещение барабана 4.

Механизм запуска часового привода, взаимодействующий с пусковой кнопкой

9, выполнен в виде направляющего стакана 10, установленного внутри трубчатой пружины 1 и соосно ей, жестко соединенного с корпусом прибора, В стакане 10 смонтированы пружина 11 и толкатель 12, имеющий фиксатор 13. Фиксатор 13 входит в Г-образную прорезь, образованную поперечиной 14 и продольной 15 прорезями стакана 10. Концы пружины 11 жестко соединены соответственно с дном стакана 10 и внутренним торцом толкателя 12, кото рый имеет предварительное круговое и осевое поджатия (т.е. пружина 11 продольно сжата и имеет круговую подза- ). При этом фиксатор 13, расположенный в поперечной прорези 14, прИ жимается уси.пием круговой подзаводки пружины 11 к регулируемому ограничителю 16 хода, соединенному с трубчатой пружиной 1, в процессе его перемещения. Часовой привод 7 повернут к измерительной части прибора и блоку регистрации тыльной стороной, оборудованной пусковой кнопкой 9 о Выводной вал 8 отцентрирован относительно коргголости ходового винта 6, Bbiiiojnien го трубчатым. Винт взаимоде-йствует наружной винтовой поверхностью (ви товой нарезкой) с ходовой гайкой 5 через нее с барабаном 4 записи, ко торый для предохранения от проворо снабжен шрифтом 19, скользящим в п цессе перемещения барабана записи продольной прорези направляющей вт ку 20. В полости выступающего за т ную часть часового привода конца трубчатого ходового винта располож ны подшипники 21 кругового перемещ ния, соединяющие с ходовым винтом рабочий конец направляющего стакан 10. На направляющем стакане 10 зак лена также втулка 22, имеющая возм ность вращения относительно стакан и отцентрированная относительно не Втулка 22 связана с рабочим концом трубчатой пружины 1 и без искажени позволяет передавать угловое перем щение пружины закрепленным на втул перу 3 и регулируемому ограничител 16 хода. Для центрирования и круго го стопорения соединительной втулк 18 выводного вала часового привода применена моментная муфта (т.е. му та, передающая вращение до превьше имеющимся на ней нагрузочным момен определенной величины), момент сра тывания которой превышает вращающи момент на выводному валу 8 часовог привода 7. Муфта (см. фиг. 1) выполнена в вдце трехгранной плоской ленточной пружины 23, углы которой закреплены в гнезде корпусной труб

17.Пружина 23 поджата от выпадени

с торца шайбой 24, круговое центра ное отверстие в которой использует для центровки соединительной втулк

18.Плоские грани пружины контакти руют своими срединными частями с л ками на боковой поверхности соедин

- тельной втулки 18. Длина втулки 18 имеющихся на ней .боковых лысок вып нена не меньшей, чем длина соедини тельной резьбы корпусной трубы 17.

Отличительной особенностью конс рукции прибора является то, что он снабжен упором 25 (см. фиг. 2) Д-пя проведения базовой линии. Упор 25 установлен на направляющем стакане 10 с возможностью круговой подрегу

30

35

40

50

пусной трубы 17 при помощи соедини- 55 ровки (т.е. кругового перемещения

вокруг стакана 10 и закрепления в бом выбранном положении). К нему п жат при помощи фиксатора 13 за сче

тельной втулки 18 и застопорен от про- проворота. Корпус часового привода 7 неподвижно закреплен во внутренней

0

2д 25

гголости ходового винта 6, BbiiiojnienHo- го трубчатым. Винт взаимоде-йствует наружной винтовой поверхностью (винтовой нарезкой) с ходовой гайкой 5 и через нее с барабаном 4 записи, который для предохранения от проворота снабжен шрифтом 19, скользящим в процессе перемещения барабана записи по продольной прорези направляющей втулку 20. В полости выступающего за тыльную часть часового привода конца трубчатого ходового винта расположены подшипники 21 кругового перемещения, соединяющие с ходовым винтом рабочий конец направляющего стакана 10. На направляющем стакане 10 закреплена также втулка 22, имеющая возможность вращения относительно стакана и отцентрированная относительно него. Втулка 22 связана с рабочим концом трубчатой пружины 1 и без искажений позволяет передавать угловое перемещение пружины закрепленным на втулке перу 3 и регулируемому ограничителю 16 хода. Для центрирования и кругового стопорения соединительной втулки 18 выводного вала часового привода 7 применена моментная муфта (т.е. муфта, передающая вращение до превьшения имеющимся на ней нагрузочным моментом определенной величины), момент срабатывания которой превышает вращающий момент на выводному валу 8 часового привода 7. Муфта (см. фиг. 1) выполнена в вдце трехгранной плоской ленточной пружины 23, углы которой закреплены в гнезде корпусной трубы

17.Пружина 23 поджата от выпадения

с торца шайбой 24, круговое центральное отверстие в которой используется для центровки соединительной втулки

18.Плоские грани пружины контактируют своими срединными частями с лыс- ками на боковой поверхности соедини - тельной втулки 18. Длина втулки 18 и имеющихся на ней .боковых лысок выполнена не меньшей, чем длина соединительной резьбы корпусной трубы 17.

Отличительной особенностью конструкции прибора является то, что он снабжен упором 25 (см. фиг. 2) Д-пя проведения базовой линии. Упор 25 установлен на направляющем стакане 10 с возможностью круговой подрегули30

35

40

50

ровки (т.е. кругового перемещения

вокруг стакана 10 и закрепления в любом выбранном положении). К нему поджат при помощи фиксатора 13 за счет

круговой подчавс дки 11)ужины 1 1 ограничитель 16 хода. Причем последний поджат с предварительной закруткой рабочего конца трубчатой пружины 1 в направлении, противоположном ее рабочему перемещению. Т.е. при свободном (не нагруженном давлении) состоянии рабочего конца трубчатой пружины 1 между ограничителем хода 16 и упором 25 имеется зазор, который при нажатии фиксатором .13 на ограничитель 16 хода выбирается.

MaiioMefp работает следующим образом.

В процессе спуска йрибора в скважину одновременно с глубиной растет наружное давление, которое благодаря поступленрпо. наружной среды через отверстия в корпусе воздействует на раз делитель 2. От разделителя 2 давление передается упругому чувствительному элементу давления (трубчатой пружине 1), который раскручивается на пропорциональный давлению угол, перемещая втулку 22 и размещенные на ней перо 3 и регулируемый ограничитель хода 16 (если говорить об использовании манометрического термометра, созданного на- базе манометра, то в этом случае давление в трубчатой пружине будет повьщ1аться за счет нагрева термометрического наполнителя, находящегося в замкнутом объеме термобаллон - трубчатая пружина). Ограничитель хода 16

перемещает вдоль поперечной прорези

14 стакана 10 фиксатор 13 до его совмещения с продольной прорезью 15. После расфиксации фиксатора 13,толкатель 12 ударяет под действием пружины 11 по пусковой кнопке 9 часового привода 7, освобождая колесо осциллятора от торможения и придавая ему первоначальный ходовой импульс. Запущенный часовой привод 7 начинает вращать выводной вал 8, но из-за заторможенности выводного вала 8 при помощи соединительной втулки 18 в гнезде корпусной трубы 17 вращение передается корпусу часового привода 7. Одновременно с корпусом 7 вращается трубча- тьм ходовой винт 6, преобразуя, свое угловое перемещение в поступательное движение гайки 5 и барабана 4 записи. С этого момента запись измеряемого

параметра осуществляется во времени. Перед спуском прибора в проводится отсчетная линия. Она проводится автоматически при навинчива-

Q

C

« 5

0

5

0

S

5

НИИ на прибор.корпусной трубы 17.Перед навинчиванием корпусной трубы 17 (см. фиг. 1) барабан 4 записи со вставленным диаграммным бланком находится в крайнем нижнем положении. Часовой привод 7 заведен до предела. Так как длина соединительной втулки 18 с лысками больше., длины соединительной резьбы корпусной трубы 17 при одевании корпусной трубы на прибор раньше всего произойдет соединение втулки 18 с моментной муфтой (еще до того, как произойдет свинчивание прибора) . При навинчивании корпусной трубы 17 барабан записи будет перемещаться вверх. При этом перо 3 прочертит на диаграммном бланке отсчетную линию, относительно которой будет построена диаграмма измерения параметра во времени.

Отличительной особенностью в работе устройства является то, что автоматизация проведения отсчетной линии используется для проведения базовой линии, необходимой для создания на базе глубинного манометра манометрического термометра. Для этого упор 25 (см. фиг.2) выставляется и закрепляется таким образом, чтобы меящу ограничителем 16 хода и упором 25 был за-, зор при ненагруженном состоянии трубчатой пружины 1 (т.е. при отсутствии внутреннего давления в ней) и расфик- сированном толкателе 12. Затем продольным нажатием на толкатель 12 (на фиг. 1 сверху вниз) пружина 11 толкателя взводится. При этом фиксатор 13 перемещается вначале по продольному пазу 15, а затем.благодаря предварительной круговой подзаводке пружины 11 по переднему пазу 14. В своем поперечном перемещении фиксатор 13 встречает ограничитель 16 хода и прижимает его к упору 25, совершая одновременно закрутку рабочего конца трубчатой пружины 1, противоположно направленную по отношению к ее рабочему движению. После этого производится навинчивание корпусной трубы 17 и ав-. томатическое проведение отсчетной линии. Так как упор 25 сохраняет свое положение при градуировке и при измерениях, автоматически проводимая отсчетная линия будет всегда находиться на одном и том же месте, за пределами рабочего диапазона трубчатой пружины, и может использоваться

в качестве базовой для манометрического термометра.

Формула изобретения

Глубинный манометр, содержащий чувствительный элемент в виде трубчатой пружины и механизм регистрации с устройством для запуска часового привода, выполненным в виде направляющего стакана с Г-образной прорезью, установленного внутри трубчатой пружины соосно с ней, толкателя, подпружиненного в осевом и круговом направ

лениях, с регулируемым ограничителем хода и фиксатором, причем толкатель размещен в направляющем стакане,фиксатор - в Г-образной прорези, а ограничитель хода соединен с трубчатой пружиной при помощи втулки, соединенной с пером, отлич ающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, он снабжен регулируемым упором, установленным на направляющем стакане с возможностью кругового перемещения, к которому поджат при помощи фиксатора ограничитель хода.

Изобретение может быть использовано для создания на его базе устройств для измерения температуры в нефтяных и газовых скважинах. Цель расширение функциональных возможностей манометра - достигается тем, что он снабжен регулируемым упором 25, установленным на направляющем стакане 10 с возможностью кругового перемещения, к которому поджат при помощи фиксатора ограничитель хода. Так как упор 25 сохраняет свое положение при градуировке и при измерениях, автоматически проводимая отсчетная линия будет всегда находиться на одном и том же месте, за пределами рабочего диапазона трубчатой пружины 1, и может использоваться в качестве базовой для манометрического термометра. 2 ил. 23 23 СО ее f.1

Фиг.2

12

10