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 оасходомер для исследования действующих скважин, содержащий эластичную турбинку, установленную в цилиндрическом корпусе, и закрылки, служащие для защиты турбинки от повреждения при спуске прибора в скважину и извлечении его из скважины. Закрылки его прикреплены к подпружиненным тягам, шарнирно установленным в корпусе, размещены равномерно по окружности и в собранном (сжатом) состоянии вписываются в габариты корпуса прибора. В собранном состоянии закрылки сжимают эластичную турбинку, защищая тем самым ее от повреждения. После прохождения насосно-компрессорных труб

(НКТ) под действием пружин тяги расходятся и после отхода закрылок эластичная тур- бинка принимает рабочую форму.

Недостатком данного расходомера является низкий верхний предел измерения из-за того, что при больших значениях скоростного напора эластичная турбинка начинает изменять свою форму, искажая тем самым свою статическую характеристику.

Наиболее близким к предлагаемому является расходомер для исследования скважин с погружными насосами, содержащий корпус, выполненный в поперечном сечении в форме ромба с закругленными углами, и пакер с электрическим приводом.

Преимуществами данного расходомера являются низкое значение нижнего предела измерения и хорошая маневренность при спуске прибора в скважину Низкое значение нижнего предела измерения расхода

N

достигается тем, что поток жидкости из-за наличия пакера направляется в измерительный канал малого живого сечения, где размещается преобразователь расхода, например турбинка.

Высокая маневренность прибора при его спуске в скважину достигается за счет ромбовидной формы поперечного сечения его корпуса, так как такая форма наиболее благоприятная для прохождения его через серповидное пространство, образовавшееся между обсадной колонной скважины и НКТ (при исследовании скважин со штанговыми насосами) или обсадной колонной и погружным электронасосом (при исследовании скважин с электронасосами).

Однако данный расходомер имеет низкую надежность из-за сложности конструкции пакерг v, электромеханическим приводом.

Целью изобретения является повышение точности измерений и повышение надежности конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что скважинный расходомер, содержащий корпус ромбовидной формы с закругленными концами в поперечном сечении и турбинку, установленную на оси, снабжен двумя скобами. При этом турбинка выполнена из набора двухпластных пропеллеров, один из которых жестко закреплен на оси, а другие выполнены с косыми прорезями в ступицах, подпружинены и установлены на оси с возможностью поворота, а скобы установлены шарнирно в корпусе, параллельно оси тур- бинки на линии больших осей ромба.

Данное техническое решение обеспечивает высокую точность измерения, так как жесткая конструкция лопастей турбинки исключает деформацию последней в процессе эксплуатации, так как в этом случае исключаются большая величина скоростного потока жидкости влияние температуры в скважине. Наряду с этим данная конструкция обеспечивает транспортировку устройства по скважине в исходном положении лопастей турбинки te положении, когда про- леллеры смещены относительно друг друга на минимальный угол и плотно прижаты друг к другу), тем самым повышая надежность конструкции в процессе транспортировки и продлевая сроки ее эксплуатации.

На фиг.1 показан узел турбинки расходомера; на фиг.2 - тоже, в рабочем положении; на фиг.З - то же, в исходном положении.

Расходомер содержит корпус 1, имеющий ромбовидную форму в поперечном сечении, в котором на опорах 2 и 3 вращения покоится ось 4 турбинки. Турбинка состоит,

например из трех пропеллеров 5-7 с двумя лопастями каждый, Один из пропеллеров, например 5, жестко установлен на оси 4, а остальные - с возможностью поворота относительно него: пропеллер 6 со своей ступицей, находящейся снизу, на угол 45°; пропеллер 7 со своей ступицей, находящейся сверху, на угол 135°С. В ступицах пропеллеров б и 7 выполнены косые прорези А

0 и Б под штифты 8 и 9, посаженные на ось 4. Ступицы относительно оси 4 подпружинены с помощью пружины 10 и 11. В корпусе 1 расходомера параллельно оси 4 турбинки на линии больших осей ромба шарнирно поса5 жены две скобы 12 и 13 с усиками В и Г соответственно.

При отсутствии внешнего воздействия на усики В и Г скобы 12 и 13 под действием пружин, установленных на шарнирах, зани0 мают рабочее положение. При воздействии на усики усилий от складывающихся центраторов в направлении стрелок Д, Е происходит складывание скоб

Расходомер работает следующим обра5 зом.

Пеоед спуском в скважину турбинку и скобы приводят в исходное состояние. Для этого пропеллеры 5-7 складывают посредством скоб 12 и 13. После чего последние

0 фиксируются, например, с помощью центраторов. При этом пропеллеры 6 и 7 разворачиваются по часовой стрелке (стрелка Ж) соответственно на 45 и 135° относительно пропеллера 5 и сжимают пружины 10 и

5 11 вдоль оси 4. В таком состоянии прибор опускается о скважину. После выхода прибора на забой (ниже насоса) и раскрытия центратора срабатывает фиксатор, удерживающий скобы в исходном состоянии. По0 следние принимают рабочее положение, освобождая пропеллеры 6 и 7 турбинки. Пропеллеры 6 и 7 под действием пружин 10 и 11 занимают рабочее положение, при котором лопасти пропеллеров 5-7 равномерно

5 распрадепены по окружности.

После проведенных исследований прибор поднимают из скважины. При заходе прибора в серповидное пространство происходит складывание центратора, который,

0 в свою очередь, воздействуя на усики В и Г, складывает скобы 12 и 13. Скобы, воздействуя на лопасти пропеллеров 6 и 7, принуждают их занять минимальный исходный угол относительно пропеллера 5, Пропеллеры 6

5 и 7 при повороте сжимают пружины 10 и 11 вдоль оси 4 и фиксируются в таком состоянии. Таким образом, наличие жестких лопастей турбинки исключает деформацию последней в процессе работы в результате внешних воздействий (перепада значений

напора жидкости, изменения температуры в скважине), обеспечивая тем самым высокую точность измерений в пределах всего интервала исследований.

Формула изобретения Скважинный расходомер, содержащий корпус ромбовидной формы с закругленными концами в поперечном сечении, с тур- бинкой, установленной на оси, отличающийся тем, что, с целью повышения

точности измерений и повышения надежности конструкции, он снабжен двумя скобами, турбинка выполнена из набора двухлопастных пропеллеров, один из которых жестко закреплен на оси. а другие выполнены с косыми прорезями в ступицах подпружиненными и установлены на оси с возможностью поворота, скобы установлены шарнирно в корпусе, параллельно оси

турбинки на линии больших осей ромба.

Использование в нефтяной промышленности при исследовании действующих скважин. Сущность изобретения: устройство содержит корпус ромбовидной формы с закругленными концами в поперечном сечении, турбинку, выполненную из набора двухлопастных пропеллеров, один из которых жестко закреплен на оси корпуса. Другие лопасти выполнены с косыми прорезями в ступицах, подпружинены и установлены на оси с возможностью поворота. В корпусе параллельно оси турбинки на линии больших осей ромба шарнирно установлены ско- бы, обеспечивающие складывание пропеллеров турбинки. 3 ил.

77

8

/

73

Фиг.1

;

А