ГЛУБИННЫЙ ДИСТАНЦИОННЫЙ МАНОМЕТР Советский патент 1972 года по МПК E21B47/06 

Изобретение относится к устройствам для исследования скважии. Известны глубинные дистанционные манометры, включающие корпус, неуплотненный измерительный поршень и регистрирующий узел. Предлагаемый глубинный дистанционный манометр отличается от известных те.м, что измерительный поршень снабжен индикатороА1 отклонения от нулевого иоложения и соединен через пружину с уплотненным поршнем больHjero размера, который связан компенсационным элементом, выполненным, например, в виде дифференциальной передачи винт-гайка, и -снабжен датчиком хода. Это повышает точность и обеспечивает одновременность измерения дифференциального и статического давлений. На фиг. 1 показан глубинный манометр; на qbar. 2 - блок-схема глубинной части прибора. Глубиииый маиометр состоит из индикатора I отклонения от нулевого положения, манометрического блока II и узла компенсации III. В качестве индикатора отклонения от нулевого положения в приборе использован струнный датчик усилия /. слулсащегов качестве измерительного поршня, измерительной нружины /, ирикрепленноГ своими концами к измерительному 3 и компенсационному 5 поршням. Компенсационный поршень снабжен резиновыми уплотнителями 6. Узел компенсации состоит из дифференциальной нередачи «винт-гапса, у рабоче О винта 7 и рабочей гайки 6 которой за счет зубчатой иередачи, осуществляемой между полым валом 9 п водилом 10 через шестеренки Л, небольшая разность в чнслах оборотов. Узел компенсации снабжен также электромагнитной муфтой, состоян;ей из корпуса 12, обмотки 13 и якоря 14, связанного с зубчатоГ муфтой 15, посажеппой па шлнца.х на рабочую гайку 8. Вращение к рабоче.му винту 7 от электродвигателя с редуктором 16 передается через 17, полый вал 9, по нродольному нрорезу которого перемещается штифт 18, прикрепленный с номощью винта 19 к рабочему винту 7. При включенном состоянии электромагнитной муфты (режим компенсации, т. е. измерения статического давления) вращение к рабочей гайке от полого вала 9 передается через шестеренки 11, водило 10, зубчатую муфту 15, сидящую на шлпцах а на рабочей гайке. При этом якорь И электромагиитной муфты.

связанный с зубчатой муфтой и за счет зубьев б включает ее к водклу.

При отключенном электромагните (режим измерения дифференциального давления) зубчатая муфта 15 за счет пружины 20 отключается от водила и за счет торцовых зубьев в входит в заценление со втулкой 21, скользящей но продольной канавке рабочего винта 7. В этом случае рабочий винт 7 и рабочая гайка 8 совершают одииаковое число оборотов.

На выходном валу электродвигателя с редуктором 16 посажен коллектор 22 с щеткой 23, который за один оборот вала делает несколько замыканий и размыканий, тем самым модулируя выходной сигнал датчика усилия, вырабатывает импульсы, число которых пропорционально ходу рабочего винта узла компенсации (т. е. комиенсационного норщня), что в конечном итоге соответствует ходу (мнимому) измерительного поршня.

Для отбивки начального положения рабочего винта 7 узла компенсации, т. е. для отбивки нуля прибора, слунсит конечный выключатель, состоящий из толкателя 24, пружины обратного хода 25 и контактов (не показано), собранных на корпусе 26.

Вращение от рабочего винта 7 к комненсационному норшню 5 передается через муфту. 27, посаженную жестко на поршень с помощью штифта 28. В то же время своими шлицами муфта 27 сидит в продольных канавках рабочего винта 7 и тем самым может свободно перемещаться относительно последнего в осевом нанравлении.

Рабочая гайка на упорных подншиниках 29 сидит в водиле 10, а последнее, в свою очередь на подшипниках 30 в корпусе 31.

Для подвода давления к манометрическому блоку в его корцусе 32 выполнено отверстие г. Трубка 55 служит для пропускания проводов, т. е. обеспечения электрической связи между нуль-индикатором I и узлом компенсации III.

Для ограничения хода измерительного порщня 5 под действием давления на компенсационный поршень предусмотрен упорный нодщипник 29 и ограничительная гайка.

Прибор в скважину спускается на одножильном бронированном кабеле типа КОБД-4 или КОБДМ-2,

На фиг. 1 показан глубинный дистанционный манометр; на фиг. 2 - блок-схема глубинной части прибора. Схема датчика усилия 5 служит для преобразования величины усилия измерительного поршня в частоту переменного тока. Этот сигнал усиливается усилителем 55 до уровня, достаточного для передачи ло кабелю на поверхность, и при измерении статического давления (в режиме компенсации) модулируется модулятором 36 (коллектор 22, (|)иг. 2), имеющим кинематическую связь с приводом 57. Конечный выключатель 55 служит для автоматического выключения двнгателя при достижении крайнего (начального) положения рабочего винта 7, а диод

59 - для запуска двигателя при питании его обратной полярностью. Данное положение винта служит и началом отсчета при измерении статистического давления.

Диоды 40-41 (кольцевой преобразователь) служат для сохраиения полярности питания схемы усилителя 55 и датчика усилия 34 при изменении полярности питантш глубинного датчика.

Реверсивный электродвигатель 57 служит для управления прибором (т. е. для вращенн.ч поршней в режнме дифманометра; в качестве привода компенсационного устройства - в режиме компенсации и последующего измерения

статического давления).

Реле 42 со своими контактами 43 служит для коммутации (для переключения режима работы прибора). Магнитная муфта 44 (12, 13 и 14 на фиг. 1)

служит для переключения режима работы самого механизма компенсирующего устройства. Прибор работает следующим образом. Перед пуском прибора в скважину винт 7 комненсационного устройства отводится вверх

до срабатывания конечного выключателя (вводится в гайку). Это осуществляется подачей повышенного напряжения необходимой полярности. При этом реле срабатывает через его контакты 43 (включается электромагнитная

муфта). Частота датчика при этом модулируется, что согласуется с числом оборогов вала редуктора.

Прибор спускается в скважину до необхОлТ,имой глубины. После остановки прибора в необходимой точке под действием давления в скважиие на компенсационный порщень 5 растягивается измерительная пружина 4, н измерительный поршень 5 садится на упорный подщипник 29.

Подачей также повышенного напряжения уже обратной полярности осуществляется компенсация. При этом винт 7 перемещается в обратную сторону до достижения определенной частоты сигнала датчика 34, соответствующей нулевому положению измерительного порщня. О достижении необходимого значения положения измерительного норщня судят по величине частоты (датчика усилия I) датчика 34. При этом считают число импульсов модулированного сигнала, что соответствует значению статического давления.

После полной компенсации манометр переводится в режим измерения дифференциального давления. Это осуществляется подачей пониженного напряжения любой полярности. При этом реле 42 отпускает н отключает электромагнитную муфту. После отключения электромагнитной муфты винт 7 н гайка 8 вращаются с одинаковым числом оборотов (т. е.

винт не имеет осевого перемещения). Компенсационное устройство служит при этом только для вращения порщней манометрического блока. По изменению величины частотного сигнала датчика при этом судят о дифференциаль