Устройство для измерения давления среды в заколонном пространстве скважины Советский патент 1991 года по МПК E21B47/06 

ON 00

О

ю

ON

правлении шток 2 с источниками 3 и 4 гамма-излучения, поглощающий экран 5 и механизм преобразования давления среды в осевое перемещение штст.а 2. Последний содержит соединенный жестко со штоком 2 поршень 6 и упругий элемент, состоящий из герметичного эластичного баллона 7, помещенного в защитный кожух 8 с отверстиями 9. Баллон 7 заполнен сжатым газом 10, начальное давление которого равно нижнему пределу диапазона измеряемого давления среды. Поршень 6 делит корпус 17 на герметичную полость 1 и полость 18, сообщенную со скважинной через окна 19. Полость 1 заполнена трансформаторным маслом 13. Поглощающий экран 5 выполнен симметричным относительно плоскости поперечного сечения с максимальной и минимальной толщинами стенок. При измерении давления в заколонном пространнее поршень 6 переместится на определенное расстояние, пропорциональное измеряемому давлению. Измеряется .интенсивность гамма-излучения источмиковЗ и 4 излучения, отношение которых соответствует абсолютному значению давления среды в заколонном простссжстве. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к геофизическим исследованиям в нефтяных скважинах и может быть использовано для контроля состояния цементного кольца при креплении скважин. Цель - повышение надежности работы устройства. Устройство содержит герметичную камеру 1, внутри которой размещен подвижный в осевом на

Изобретение относится к технике и методике промыслово-геофизических исследований скважин и может применяться для изучения физических процессов в заколонном пространстве скважины, в частности для изучения характера изменения давления в течение длительного времени, контроля фактического состояния цементного кольца при креплении скважин, контроля герметичности заколонного пространства.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства.

На чертеже схематично изображено устройство для измерения давления среды в заколонном пространстве скважины, об- щий вид.

Устройство содержит герметичную камеру 1, внутри которой размещен подвижный в осевом направлении шток 2 с установленными на нем двумя источниками 3 и 4 гамма-излучения, поглощающий экран 5 и механизм преобразования давления среды в осевое перемещение штока, включающий жестко соединенный со штоком 2 поршень 6 и упругий элемент, состоящий из герметичного эластичного баллона 7, помещенного в защитный кожух 8 с отверстиями 9.

Баллон 7 заполнен сжатым газом 10, начальное давление которого выбирают равным нижнему пределу диапазона измеряемого давления среды в заколонном пространстве. Защитный кожух 8 служит для предотвращения разрыва эластичного баллона при заполнении его газом.

Для заполнения баллона может быть использован любой безопасный газ, например воздух, углекислый газ, аргон и др. Для удобства сборки упругий элемент сочленен с головкой 11,ввинчиваемой в корпус каме- ры. В головке 11 выполнен штуцер 12 для заправки баллона газом. Все свободное

пространство герметичной камеры 1 заполнено жидкостью 13, например трансформаторным маслом. Внутри камеры имеются выступы 14 и 15 для ограничения хода поршня 6.

В качестве уплотнительных элементов поршня применяют резиновые кольца 16. Поршень 6 делит корпус 17 на герметичную полость 1 и полость 18, сообщенную со скважинной средой через окна 19.

Поглощающий экран 5 выполнен симметрично относительно плоскости поперечного сечения с отличающейся толщиной стенок на противоположных концах, причем в исходном состоянии один из источников 3 установлен против минимальной толщины стенки экрана, а другой 4 - против максимальной толщины стенки экрана.

В верхней части корпуса герметичной камеры 1 выполнено технологическое1 отверстие 20, которое после сборки устройства герметизируется специальным винтом.

Поскольку гидравлическое давление среды на поршень с обеих сторон всегда одинаковое (уравновешенное), уплотни- тельные элементы поршня, служащие для герметизации (например резиновые кольца), разгружены и поэтому не происходит их деформация и износ, благодаря чему повышается надежность и долговечность работы устройства. В качестве силового упругого элемента, обеспечивающего противодействующее внешнему давлению усилие, применяют герметичный эластичный баллон, помещенный в защитный кожух и заполненный сжатым газом.

Начальное давление газа в баллоне определяют и устанавливают в соответствии с заданным нижним пределом диапазона измеряемого давления среды, при этом поршень со штоком начинает перемещаться из начального своего положения только тогда,

когда давление среды в заколонном пространстве превышает начальное давление газа в баллоне. При дальнейшем повышении давления среды поршень давит на-жид- кость, расположенную з камере, которая, в свою очередь, сжимает баллон с газом.

Чем выше начальное давление в баллоне, тем выше верхний предел диапазона измеряемого давления, однако при этом повышается и нижний предел диапазона, так как при давлении среды, меньшем начального давления газа в баллоне, поршень со штоком перемещаться не будет. С целью расширения диапазона измеряемых давлений внутри камеры размещают несколько баллонов, заполненных газом до различных начальных давлений. В этом случае при низких давлениях среды работает баллон, в котором газ первоначально сжат, например до давления, близкого к атмосферному, затем при дальнейшем повышении давления внешней среды начинает работать следующий баллон, в котором rafe сжат до более высокого давления, например до 10 кг/см и т.д.

При сборке устройства поршень 6 со штоком 2 опускают в крайнее нижнее положение до упора на выступ 15. Затем внутреннее пространство герметичной камеры заполняют трансформаторным маслом, по- еле чего в корпус камеры ввинчивают пробку с баллоном 7, заполненным сжатым газом 10 и защищенным кожухом 8. При этом находящееся в камере .1 избыточное трансформаторное масло вытекает через технологическое отверстие 20, которое после окончания сборки герметизируется винтом.

Целесообразно указанные операции сборки заранее производить в лабораторных условиях и на скважину доставлять устройство в рабочем состоянии.

Устройство работает следующим образом,

С помощью специальных приспособле- ний устройство для измерения давления среды в заколонном пространстве скважины закрепляют на наружной поверхности обсадных труб при их спуске в скважину в заранее рассчитанных точкахдак чтобы они при окончании спуска обсадной колонны оказались установленными в заданных для исследования интервалах заколонного пространства.

Для измерения интенсивности гамма- излучения источников 3 и 4, отношение которых соответствует абсолютному значению давления среды в заколонном пространстве, используют регистрирующий гамма-излучение прибор, спускаемый в скважину(в колонну) на каротажном кабеле, в качестве которого может быть использован серийно выпускаемый прибор РК, например ДРСТ, СГДТ-3, РКС-3 и др.

При давлении Рз среды в заколонном пространстве 18 превышающем начальное давление Р2 газа 10 в баллоне 7, поршень 6 перемещается вверх и баллон 7 соответственно сжимается. При этом поршень 6 перемещается на определенное расстояние, пропорциональное значению измеряемого давления, и соответственно регистрируемая интенсивность источника 3 уменьшается, а интенсивность источника 4 увеличивается. Следует отметить, что давление жидкости PI в камере 1 всегда равно давлению Рз среды в заколонном пространстве 18, воздействующему на поршень 6, благодаря чему поршень разгружен и его уплотнительные элементы (резиновые кольца 16) не деформируются и не изнашиваются.

Формула изобретения

2.Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что герметичный эластичный баллон выполнен с защитным перфорированным кожухом.