Устройство для измерения скорости притока фильтрационных вод в скважинах Советский патент 1992 года по МПК E21B47/10 

«

6

Изобретение относится к исследованию скважин. Цель изобретения - повышение точности измерения. Устройство содержит корпус с отверстиями, втулку, кольцо с эластичными камерами, трубопровод, кабель, электроды, камеру с отверстиями. Электрод выполнен из электропроводящих и диэлектрических пластин. Крышка имеет пневмок- лапан, соединенный с трубопроводом. Сжатый воздух перекрываете помощью клапана выпускные отверстия камеры. Вода стекает в камеру. Объем воды регистрируется датчиками-электродами. Скорость притока воды отображается в измерительном блоке. Устройство позволяет изолировать ограниченный объем скважины, измерить скорость притока воды независимо от ее химического состава и температуры. 2 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для измерения скорости притока воды в скважинах.

Известно устройство для определения фильтрационных параметров пласта путем изменения уровня воды в скважине за счет погружения в воду и извлечения из нее тела определенного объема с регистрацией времени восстановления уровня.

Недостатками этого устройства являются низкая точность определения фильтрационных параметров пласта, обусловленная возмущением уровня воды в скважине и трудностью в определении начального момента восстановления уровня, низкая производительность и низкие весогабаритные показатели.

Известно устройство для реализации способа определения фильтрационных параметров пласта и скважин, содержащее корпус с отверстиями, трубопровод с вентилем и насосом, верхнюю крышку с сальником и кабелем, нижнюю крышку и датчики уровня, подключенные через кабель к измерительному блоку.

Недостатком известного устройства является низкая производительность измерений, обусловленная необходимостью спуска и подъема устройства для каждого измерения притока воды на участке скважины. Кроме того, устройство содержит дорогостоящее и сложное оборудование для создания вакуума в скважине.

Цель изобретения - повышение точности и производительности измерений за

(Ј

чэ

счет проведения измерений на любом участке взрывной скважины без извлечений устройства из скважины после каждого измерения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения скорости притока фильтрационных вод в скважине, содержащее размещенный в корпусе с отверстиями трубопровод с вентилем и насосом, датчик уровня, соединенный кабелем с измерительным блоком, крышку с сальником и заглушку, установленные на корпусе, снабжено размещенным в заглушке пневмоклапаном с каналом выпуска воды, размещенным под заглушкой кольцом с резьбой, эластичными камерами, соединенными с трубопроводом,.причем кольцо и втулка имеют углубления по образующим, предназначенные для размещения эластичных камер, а датчик уровня выполнен в виде закрепленных на втулке двух электродов, один из которых выполнен из чередующихся участков электропроводного и диэлектрического материалов, нижняя крышка снабжена пневмоклапаном, соединенным с трубопроводом,

По сравнению с известным техническим решением данное устройство позволяет изолирйвать обьем воды на любом участке скважины с точностью, обусловленной длиной электропроводящих и диэлектрических участков датчика-электрода, на который не влияет химический состав проточной воды, освободить измерительную камеру от воды во время перемещения устройства на другой участок взрывной скважины.

На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2- схема измерительного блока.

Устройство для измерения скорости притока воды на участках взрывных скважин (фиг. 1) состоит из корпуса 1 с отверстиями 15, в верхней и нижней частях которого имеется резьба для соединения с верхней втулкой 2 и нижним кольцом 3, по образующим которых выполнены углубления для размещения эластичных резиновых камер 4, соединенных трубопроводом 5 и вентилем с насосом (не показаны). Верхняя втулка 2 соединена с верхней крышкой 6 и сальником 7 для трубопровода 5 и кабеля 8. Последний подключен к измерительному блоку (фиг. 2), первому 9 и второму 10 электродам, один из которых выполнен из чередующихся электропроводящих 11 и диэлектрических 12 элементов. Нижняя крышка 13, соединенная с кольцом 3, имеет пневмоклапан 14, соединенный с трубопроводом 5. Устройство содержит также приемную камеру 16с клапаном для выпуска воды. Блок измерения (фиг. 2) содержит формирователи 18-25 импульсов (ФЙ1...ФНМ), включающие последовательно соединенные операционный усилитель 34 с резисторами 37-39, К-триггер (ТВ1) 35, логический элемент 2И-НЕ 36, на входе которого включена цепь, состоящая из диода 40 и конденсатора 41 емкостью 50 пФ. Входом

формирователей импульсов является инвертирующий вход усилителя 34, подключенный к электропроводным участкам 11 электрода 10 (фиг. 1). Выходы формирователей импульсов объединены с помощью преобразователен уровня (ПУ1) 26-33, выходы которых объединены по входу элемента 2И- НЕ 42, который вместе с элементами 2И-НЕ 43 и 44, диодом 79 и конденсатором 80 емкостью 1 мкФ выполняет функцию расширителя импульсов (РИ). Выход элемента 2И-Н Е 42, являющийся выходом РИ, соединен с входом второго IK-триггера (ТВ1)49, последовательно соединенного с элементом 2ИНЕ 50 диодом 81, конденсатором 82 емкостью 50 пФ, образующих одновибра- тор (0В), выход которого подключен к элементу временной задержки, выполненному на элементе2И-НЕ 51, диоде 85 и конденсаторе 86. Кроме того, выход РИ через элемент НЕ 45 поступает на вход генератора импульсов (ГИ), выполненного на последовательно соединенных элементах 2И-НЕ 46, 47 и 48 сопротивления 84 и конденсаторе 83 емкостью 50 мкФ. Выход элемента 2И-НЕ 48, являющегося выходом ГИ, соединен со счетным входом двоично-десятичного счетчика 52 импульсов (ИЕ-1), выход которого соединен со счетным входом ИЕ1 53, выход которого также соединен со счетным входом ИЕ1 54, образуя счетную схему К-ro порядка где К - количество счетчиков ИЕ1, в нашем случае . Входы Сброс R. счетчиков ИЕ 52, 53 и 54 соединены с выходом элемента

2И-НЕ 51. Выходы 1, 2, 4 и 8 счетчиков ИЕ 52, 53, 54 через первые входы элементов 2И-НЕ 55-66 соединены с асинхронными входами 1, 2,4и8 счетчиков ИЕ1 67, 68 и 69, входы Сброс которых соединены с выходами ПУ1 26-33. Выход IK-триггера 49 соединен с вторыми входами элементов 55-66. Выходы двоично-десятичного кода счетчиков ИЕ1 67,68 и 69 соединены соответственно с входами дешифраторов (ИД1) 70, 71 и

72, выходы которых подключены к индикаторным лампам типа И Н-10 73-75 с резисторами 76-78.

Операционный усилитель 34 выполняется на базе микросхемы К553 УД1 А, а логические элементы - IK-триггеры, 2И-НЕ,

ПУ1, ИЕ1, ИД1 - на базе микросхем серии К511..

Устройство работает следующим образом.

Устройство опускается во взрывную скважину на необходимую глубину на трубопроводе 5, с которым соединены резиновые камеры 4 и пневматический клапан 14 с насосом, размещенным на поверхности (не показан). Поступающий сжатый воздух от насоса к камерам 4 увеличивает их в объеме, чем достигается уплотнение между корпусом 1 устройства и стенками скважины. Одновременно от насоса по трубопроводу 5 сжатый воздух поступает в пневматический клапан 14, что приводит к перекрытию выпускного отверстия приемной камеры 16 для воды. Объем воды, заключенный между стенками устройства и стенками скважины, под действием собственного веса через входные отверстия 15 стекает в приемную камеру 16 устройства. Объем притока воды в приемной камере 16 регистрируется измерительным блоком (фиг. 2) с помощью датчиков-электродов 9 и 10. Вода, заключенная в измерительной камере, замыкает электродную цепь между электродом 9, подклю- ченным к общему проводу схемы измерительного блока (фиг. 2), и электродным участком 11 электрода 10, подключенного к входу ФИ. При этом на выходе усилителя 34 формируется положительный уровень напряжения, соответствующий {, который с помощью ТВ 1 и 2И-НЕ2 преобразуется в импульс, который через ПУ 26-35 обнуляет счетчики ИЕ1 67, 68 и 69, ИД1 70, 71 и 72 и поступает на входы расширителей 42-44 импульса, который прерывает через элемент 45 работу ГИ 46-48 и запускает одновибратор 49, 50. Последний своим импульсом через элементы 2И-НЕ 55-66 передает информацию в двоично-десятичном коде с выходов ИЕ1 52, 53 и 54 на асинхронные входы 1,2, 4 и8 ИЕ1 67, 68 и 69, а затем с выдержкой времени элемента 2И-НЕ 51 обнуляет ИЕ1, 52, 53 и 54. Таким образом, определяется количество импульсов ГИ, пропорциональное времени заполнения объема между двумя электродными участками 11 и 10, что соответствует скорости притока воды на участке во взрывной скважине1, которая инициируется на ионных лампах ИН-10. - ,

После отметки уровня объема воды, заключенного, между двумя тороидами, который стекает в приемную камеру 16,

начинается измерение скорости притока воды на изолированном участке скважины. По завершении измерений в сети трубопровода открывается вентиль и сжатый воздух выходит из камер и пневматического клапана, что приводит устройство в исходное положение, позволяющее перемещать его вверх и вниз по оси скважины.

Достоинством предлагаемого устройства по сравнению с известным является то, что с помощью эластичных камер можно изолировать ограниченный объем скважины и только на этом участке определять скорость притока воды, затем на другом и последующих участках через каждые 2 м, т.е. дискретно по всей глубине скважины без извлечения устройства из скважины после каждого измерения, что повышает производительность измерений, а также конкретно определяется участок, на котором необходимо применить специальную часть заряда взрывчатого вещества, которая исключает изменение плотности заряда

и вынос В В в горный массив. Кроме того, использование дискретных электропроводных участков на электродах датчика позволяет точно измерять скорость притока воды в скважине независимо от ее химического

состава и изменения температуры в пределах 3-7°С. Это также отличает предлагаемое устройство от измерителей, основанных на измерении сопротивлений.

Формулаизобретения

Устройство для измерения скорости притока фильтрационных вод в скважинах, содержащее размещенный в корпусе с отверстиями трубопровод с вентилем и насосом, датчик уровня, соединенный кабелем с измерительным блоком, крышку с сальником и заглушку, установленные на корпусе, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено размещенным в заглушке пневмоклапа- ном с каналом выпуска воды, помещенной под крышкой втулкой с резьбой, установленным под заглушкой кольцом с резьбой, эластичными камерами, соединенными с

трубопроводом, причем кольцо и втулка имеют углубления по образующим, предназначенные для размещения эластичных камер, а датчик уровня выполнен в виде закрепленных на втулке двух электродов,

один из которых выполнен из чередующихся участков электропроводного и диэлектрического материалов.

7

фс/г.1