Скважинный расходомер Советский патент 1992 года по МПК E21B47/10 

Изобретение относится к аппаратуре для геофизических и гидродинамических исследований скважин и может быть использовано в нефтяной промышленности при исследовании действующих скважин.

Известен скважинный расходомер, содержащий пружинные пластины, которые с одной стороны шарнирно связаны с корпусом, а с другой - с хвостовиком, в полости которого расположена пружина, связывающая его через струну с корпусом. На струну посажена на цилиндрических опорах скольжения турбинка, выполненная из эластичного материала, число оборотов которой регистрируется узлом регистрации числа оборотов. В сложенном состоянии турбинка удерживается кожухами, выполненными в форме частей цилиндрической оболочки и закрепленными на пружинах центратора.

Преимуществом данного расходомера является выполнение турбинки большего диаметра (например, 80 мм) из эластичного материала, что позволяет ей складываться в диаметр малой величины (36 мм). Разворачивание турбинки происходит за счет упругости материала.

Недостатком расходомера является низкая чувствительность, т.е. большая величина нижнего предела измерения ( 10 м /сут. в колонне диаметра 6), что обусловлено большим значением величины момента трогания в подшипниках скольжения.

Известен скважинный расходомер с разворачивающейся турбинкой, установленной на оси, которая в рабочем положении вращается на подпятниках, а в исходном состоянии удерживается в центре прибора и предохраняется от выпадания за счет втулок, находящихся у концов оси. Подпятники в рабочем состоянии приближаются друг к другу и за счет ограничителей занимают строго заданное положение, а в исходном состоянии отходят друг от друга. Все это происходит за счет системы тяг, связанных с центратором прибора.

Недостатком известного расходомера является постоянное нарушение положения опор (подпятников) относительно оси турбинки и, следовательно, изменение величины момента трения в подпятниках. Это приводит к нарушению метрологических характеристик расходомера вплоть до полного отказа и, следовательно, к снижению надежности измерения расхода.

Целью изобретения является повышение надежности за счет снижения нижнего порога реагирования.

Поставленная цель достигается тем, что расходомер снабжен узлом складывания и фиксации турбинки, выполненным в виде движка, П-образными эксцентриками, одни концы которых установлены на корпусе,

другие - на хвостовике посредством полуосей, установленных с возможностью поворота и размещенных на одинаковом расстоянии от опор, при этом эксцентрики кинематически связаны с движком и с центратором. Эксцентрики связаны с движком посредством жестко посаженных на их верхние полуоси шестерней, входящих в зацепление с центральным зубчатым колесом, расположенным на корпусе и контактирующим с движком посредством пружины, установленной концентрично относительно зубчатого колеса, закрепленной одним концом к колесу, а другим - к корпусу.

Снабжение расходомера П-образными

эксцентриками с шестернями, посаженными на полуоси эксцентриков и входящими в зацепление с центральным зубчатым колесом с возможностью поворота, позволяет отслеживать соосность при любых положениях прибора, уменьшает момент трения в опорах, тем самым повышая надежность измерения расхода. Постоянство расстояния между опорами при любых положениях отдельных частей прибора повышает чувствительность и снижает нижний порог реагирования.

На фиг. 1 показан узел турбинного преобразователя расходомера в рабочем положении; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1

(рабочее раскрытое) состояние эксцентриков; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1 исходное (закрытое) состояние эксцентриков).

Скважинный расходомер содержит тур- бинку 1 из эластичного материала со своей

осью, расположенной на опорах 2 и 3, уста- новленных соответственно в корпусе 4 и хвостовике 5. Корпус 4 и хвостовик 5 соединены друг с другом с помощью эксцентриков 6, установленных полуосями в отверстия, выполненные в корпусе и хвосто- вике. На верхние полуоси эксцентриков жестко посажены шестерни 7, входящие в зацепление с центральным зубчатым колесом 8, установленным на корпусе 4. За счет пружины 9, закрепленной одним концом к колесу (в отверстии Б), а другим к корпусу 4, зубчатое колесо 8 удерживает эксцентрики 6 в рабочем (раскрытом) состоянии.

При надавливании движка 10 центратора сверху на скошенный торец зубчатого колеса 8 последнее переводит эксцентрики в исходное (закрытое) состояние. Штифты 11 и 12 и соответствующие прорези В и Г предотвращают или ограничивают ходы колеса и движка относительно корпуса 4.

Работа устройства заключается в следующем.

Предварительно турбинку 1 сжимают и прижимают закрылками Д эксцентриков и одновременно складывают центратор (не показано). При этом движок 10 центратора, занимая крайнее нижнее положение, удерживает закрылки Д эксцентриков в сложенном состоянии.

В таком состоянии прибор спускают в скважину. После прохода насосно-компрес- сорной трубы центратор прибора раскрывается, движок 10 занимает верхнее крайнее положение. При этом под действием пружины 9 эксцентрики раскрываются, занимая рабочее положение. Число оборотов турбинки, пропорциональное величине измеряемого расхода, регистрируется узлом регистрации числа оборотов в турбинки (не показан).

При извлечении прибора из скважины происходит сложение центратора и, следовательно, сложение эксцентриков.

Формула изобретения

1.Скважинный расходомер, содержащий корпус, хвостовик, центратор, турбинку из эластичного материала, установленную на оси, расположенной в опорах, одна из которых размещена на корпусе, другая - на хвостовике, узел регистрации числа оборотов турбинки, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности за счет снижения нижнего порога реагирования, он снабжен узлом складывания и фиксации турбинки, выполненным в виде движка, П- образных эксцентриков, одни концы которых установлены на корпусе, другие - на хвостовике посредством полуосей, установленных с возможностью поворота и размещенных на одинаковом расстоянии от оси опор, при этом эксцентрики кинематически связаны с движком и с центратором.

2.Расходомер по п.1, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что эксцентрики со стороны корпуса связаны с движком посредством жестко посаженных на полуоси шестерней, входящих в зацепление с центральным зубчатым колесом, расположенным на корпусе и контактирующим с движком, причем относительно зубчатого колеса установлена пружина, закрепленная одним концом к колесу, а другим - к корпусу.

Фиг. 2

Фиг. 3

Изобретение относится к аппаратуре для геофизических и гидродинамических исследований скважин и позволяет повысить надежность за счет снижения нижнего порога реагирования. Расходомер содержит турбинку 1. установленную на оси, расположенной в опорах 2,3, корпус 4, хвостовик 5, П-образные эксцентрики 6, связанные с движком 10 посредством жестко посаженных на их верхние полуоси шестерней 7, контактирующее с движком центральное зубчатое колесо 8,