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

н)1Й вдоль продольной оси нагрева- 7. Вьппе и ниже нагревателя 7 размещены датчики 6 т-ры, состоящие и$ корпуса и чувствительного элемента. Последний выполнен в виде многослойных дифференциальных термопар 15, крторые попарно соединены между собой и, размещены на рабочей поверхности датчиков 6. Поверхности термопар 15 выполнены из теплопроводного электро- иЬоляционного материала. В зависимости от направления движения заколонного потока местоположение повышения т-ры стенки колонны будет выше или ниже нагревателя 7. Соответственно и местоположение горячих и холодных термопар 15, установленных на датчиках 6, будет меняться. По абсолютной величине разности т-р в местах прижатия датчиков 6 на основе та- рировочной кривой, полученной заранее на стенде, имитирующем скважину, можно судить о скорости движения за- колонного потока. 3 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Цель - повышение точности определения и надежности работы устройства. Оно содержит цилиндрический корпус 1 и установленный вдоль продольной оси нагреватель 7. Выше и ниже нагревателя 7 размещены датчики 6 т-ры, состоящие из корпуса и чувствительного элемента. Последний выполнен в виде многослойных дифференциальных термопар 16, которые попарно соединены между собой и размещены на рабочей поверхности датчиков 6. Поверхности термопар 16 выполнены из теплопроводного электроизоляционного материала. В зависимости от направления движения заколонного потока местоположение повышения т-ры стенки колонны будет выше или ниже нагревателя 7. Соответственно и местоположение "горячих" и "холодных" термопар 16, установленных на датчиках 6, будет меняться. По абсолютной величине разности т-р в местах прижатия датчиков 6, на основе тарировочной кривой, полученной заранее на стенде, имитирующем скважину, можно судить о скорости движения заколонного потока. 3 ил.

Изобретение относится к устройствам для нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для Определения наличия и Направления за- к|олонных потоков в скважине.

Цель изобретения - повышение точ- нЪсти определения направления зако- онных потоков в скважине и повы- йение надежности работы устройства.

На фиг.1 изображено устройство, разрез; на фиг.2 - разрез А-А на . 1, на фиг. 3 - упрощенная электрическая схема соединения термопар в паре датчиков.

Устройство состоит из цилиндрического корпуса 1, в котором установлена полая вставка 2, застопоренная по концам пробкой 3 и втулкой 14, в отверстиях 5 вставки 2 установлены два датчика 6 температуры и нагреватель 7, наконечники 8, которые снабжены пружиной 9 между корпусом 1 и толкателем 10 или выемкой 11 на толкателе 10 (в случае рабочего состояния устройства). При этом между нагревателем 7 и датчиками 6 в выемках 11 симметрично установлены фиксаторы 12.

Каждый из двух датчиков 6 (фиг.2) состоит из сборного каркаса 13, сделанного из электроизоляционного материала (например, текстолит, пропитанный бакелитовым лаком), на наружную рабочую цилиндрическую часть которого через канавки 14 проведены и прикреплены медконстантановые термопары 15, покрытые тонким слоем теплопроводного электроизоляционного материала (лака), максимальное количество которых определяется из реальных технических возможностей, таких

5

0

5

0

5

0

5

как диаметр устройства. Для полного исключения движения жидкости между датчиками 6 и внутренней стенкой трубы скважины (на фиг.2 не показана) по всему наружному периметру рабочей поверхности каждого датчика 6 установлены резинбвые манжеты 16. Выводы от многослойных дифференциальных термопар 15 проводами 17 подключаются к чувствительному милливольтметру 18, Нагреватель 7 питается электротоком от стабилизированного источника 19 энергии.

Упрощенная электрическая схема соединения термопар 16 двух датчиков 6 показана на фиг.З, где для упрощения схемы показано лишь 5 термопар 15 на обоих датчиках 6, тогда как практически целесообразно иметь от 10 до 50 шт. в зависимости от конкретных условий (толщины стенки трубы и т.д.). Дифференциальные термопары каждого датчика попарно соединены между собой пучком меднокон- стантановых проводов 20 и размещены на рабочей поверхности датчиков.

Работа устройства основана на измерении изменения величины и полярности электродвижущей силы (ЭДС) системы последовательно соединенных термопар 15 в зависимости от температуры внутренней стенки колонны выше и ниже нагревателя 7.

Устройство работает следующим образом.

На специальном кабеле устройство опускается в скважину на необходимую глубину и прижимается к внутренней стенкес колонны. После этого при помощи глубинного скважинного электродвигателя толкатель 10 опускается, вследствие чего наконечники 8 попадают в выемки 11 и под действием пружин 9 нагреватель 7 и датчики 6 выдвигаются из устройства и плотно прижимаются к внутренней стенке колонны, т.е. занимают положение, соответствующее показанному на фиг.1. Затем в нагреватель 7 из стабилизированного источника 19 тока подается электрический ток определенной при тарировке.величины. Электронагреватель 7 передает тепло в основном стенке трубы колонны. В зависимости от направления движения за- колонного потока местоположение повышения температуры стенки колонны выше или ниже нагревателя 7. Соответственно и местоположение горючих1 и холодных многослойных диф- фроенциальных термопар 15, установок.. ле1 лых на двух датчиках 6, меняется. От этого меняется и полярность ЭДС, которая определяется по показаниям милливольтметра 18, по которой судят о направлении движения заколонного потока. По абсолютной величине разности температур в местах прижатия датчиков 6 на основе тарировочной кривой, полученной заранее на стенде, имитирующем скважину, судят и о скррости движения заколонного потока.

Изобретение позволяет более точно и оперативно определить наличие и направление заколонных потоков и существенно повысить надежность работы устройства, что важно при измерениях в сложных скважинных условиях. При этом чувствительность предлагаемого устройства выше на 15-25% Q -(в зависимости от скорости потока в заколонном пространстве)..

Формула изобретения Устройство для определения направ5 ления заколонных потоков в скважине, включающее цилиндрический корпус и установленные вдоль его продольной оси нагреватель и размещенные выше и ниже нагревателя датчики темпера-

0 туры, состоящие из корпуса и чувствительного элемента, выполненного в виде многослойных дифференциальных термопар, отличающееся тем, что, с целью повышения точности

5 определения и надежности работы устройства, дифференциальные термопары каждого датчика попарно соединены между собой и размещены на рабочей поверхности датчиков, причем поверх0 - ности термопар выполнены из теплопроводного электроизоляционного материала.

4 «w///7

l| ff 1 /3 16 «

фиг..

Медь

--

Константа Н

Составитель Г.Маслова Редактор М.Недолуженко Техред Л.Кравчук Корректор М.Кучерявая

/5

Ч4

№2.J