Прибор для определения уровня стояния нефти и воды в нефтяных скважинах Советский патент 1928 года по МПК G01F23/24 E21B47/04 

Измерение уровня жидкости в скважинах, эксплоатируемых посредством глубоких насосов, представляет значительные затруднения, Предлагаемый прибор имеет целью дать возможность удобно и скоро не только измерить положение уровня жидкости в скважине, но и определить, какой именно слой нефти и какой слой воды имеется в скважине. Прибор, оставленный в скважине на более продолжительное время, автоматически укажет тот момент, когда уровень жидкости упадет в скважине ниже известного предела. Все это важно при эксплоатации скважин посредством глубоких насосов, так как этим путем можно установить наилучший режим каждой отдельной скважины.

На фиг. 1 и 2 поясняется принцип действия предлагаемого прибора и на фиг. 3 изображен продольный и поперечный разрезы его.

Для пояснения действия прибора предположено, что имеется коленообразная трубка 1, 2, 3 (фиг. 1), у которой одно колено--1 более короткое, а колено 3 в 14 раз длиннее колена 1. Оба колена трубки открыты. Если в нижнюю часть трубки 2 будет налита ртуть, а в колено 3 доверху-вода, то (так как ртуть приблизительно в 14 раз тяжелее воды) ртуть и вода не будут стоять на одном уровне; в колене 1 ртуть будет стоять, напр., на уровне 35, а в колене 3-на уровне 32. Если теперь вся трубка 1, 2, 3 с находящейся в ней ртутью и водой будет погружена в воду на любую глубину, то уровень ртути в обоих коленах (фиг. 2) будет одинаков (44), так как над поверхностью ртути и в левом (1) и в правом (3) колене будет находиться одинаковый столб жидкости 101. Если, вместо воды, прибор будет погружен в нефть, то ртуть в обоих коленах уже не будет стоять на одном и том же уровне, так как над поверхностью ее в левом колене 1 будет находиться столб нефти, а над

поверхностью ртути в правом колене 3 будет стоять столб воды, находящейся в колене 3, а уже выше этого столба-столб нефти; вследствие этого ртуть займет положение примерно 43-44. Эти колебания ртути могут быть использованы для замыкания и размыкания электрической цепи, в целях получения каких-либо сигналов (удобнее всего звонок).

В предлагаемом приборе (фиг. 3) имеются две концентрически расположенные трубки, в верхней части коих проделаны отверстия 18 и 4. Кольцевой зазор 78 между этими трубками имеет внизу сообщение с внутреннею частью 68 трубки 3. Трубка 1 соответствует колену на фиг. 1, а трубка 3- колену 3. Если в пространство 78 налить ртуть, а в трубку 3 воду (68), то между уровнями ртути и воды установится известное равновесие. В трубку 3 посредством пробки 7 пропущен изолированный провод 8, имеющий внизу неизолированные выступающие концы проводов 16, 16 из металла, не разедаемого ртутью и водой (напр., из платины). Концы проводов 16, 16 устанавливаются таким образом, чтобы в том случае, если весь прибор не погружен в жидкость, они не доходили до поверхности ртути. До тех пор, пока прибор не будет погружен в жидкость, концы проводов 16, 16, окруженные плохим проводником-водой, не будут замкнуты. Но лищь только прибор при спуске в скважину начнет погружаться в жидкость,-ртуть в трубке 3 начнет подниматься и, дойдя до концов проводов 16, 16, замкнет ток. Если в цепь наверху включен звонок, то он начнет звонить.

Измерив длину проволоки, на которой спущен прибор, можно будет знать положение уровня жидкости в скважине. Для того, чтобы можно было судить, какая именно жидкость достигнута прибором (вода или нефть), рядом с проводами 16, 16 помещен третий провод 17, оголенный конец коего расположен

выще концов проводов 16, 16 таким образом, чтобы ртуть дошла до него лишь в том случае, если прибор будет погружен в воду (уровень 44, 44 на фиг. 2), но не достигала бы его при прохождении через нефть. Это положение установить не трудно, если известна длина трубки 3. Пусть длина ее равна одному метру. В этом случае разность уровней ртути 55-56 будет составлять на воздухе, т.-е. тогда, когда прибор не опущен в скважину, около 72 миллиметров. Если живое сечение кольцевого зазора 78 равно живому сечению трубки 3, то при погружении в воду ртуть внутри пробки поднимется на высоту 37 мм. Если же прибор будет погружен в нефть, с удельным весом напр., 0,88, то ртуть поднимется лишь на 32,5 мм, т.-е. не дойдет на 37-32,5 4,5 миллиметра.

Если живое сечение кольцевого зазора 78 сделать больше живого сечения трубки 3, то разность в уровнях ртути будет еще более значительной. Провод 17 и один из проводов 16 соединены в пару, при чем в цепь включен второй звонок, издающий звук, отличающийся по тембру от звука, издаваемого первым звонком. Таким образом, лишь только прибор при опускании его в скважину, пройдя верхний слой нефти, начнет погружаться в находящуюся под ним воду,-станут звонить оба звонка. Прибор опускается в скважину на стальном тросе, одна из прядей коего заменяется трехжильным или четырехжильным проводом.

Предмет патента.

Прибор для определения уровня стояния нефти и воды в нефтяных скважинах, опускаемый в скважину на тросе, имеющем три изолированных провода, отличающийся тем, что он состоит из: 1) двух сообщающихся между собой и наполненных ртутью 78 и водой 68 трубок, вложенных одна в другую с образованием кольцевого пространства между ними, с отверстиями 4 и 18 для входа жидкости из скважины, и 2) троса 8, входящего в трубку 3 и оканчивающегося тремя неизолированными проводами 16, 16, 7, из которых первые два одинаковой длины, а третий„несколько

короче, ооразующими две электрические цепи, которые замыкаются вследствие давления жидкости скважины на уровень 55 и поднятия ртути в трубке 3 при погружении прибора соответственно в нефть и воду.