Прибор для измерения давления в скважинах Советский патент 1940 года по МПК E21B47/06 G01L7/04 

Измерение давления в буровых скважинах до сих пор производилось способом, при котором разгрузочным элементом являлся поршень с грузовым либо пружинны м нагружением.

Давление в скважине, преодолевая силу груза или пружины, перемещает поршень Б цилиндре. Это перемещение используется либо непосредственно как критерий величины давления в скважине, либо для сжатия среды (например, масла), заключенной в бурдоновской трубке (окруженной атмосферным давлением).

Существенным Ьедостагтом обоих способов является применение поршня, который требует солидного уплотнения во избежание просачивания вдоль него жидкости, что совершенно недопустимо, так как искажает показания прибора. Вследствие наличия уплотнения в поршне даже в случае, если, как это имеет место в прецизионных поршневых манометрах, .поршню сообщается принудительное вращение (вместо трения покоя получается трение движения), величина трения бывает настолько велика.

что делает приборы неточными и совершенно нечувствительными.

Так как при абсолютном значении давления до 300 атм. требуется точность порядка долей атмосферы, то (становится ясным, что применение поршневых манометров для этой цели не совсем пригодно.

Настоящее изобретение, в отличие от указанных, относится к таким приборам для измерения давления в скважинах, которые основаны на частичной компенсации иамеряемого давления при пользовании пружиной Бурдона, рассчитанной на небольшой предел измерений. От известных этот прибор отличается тем, что камера, в которой расположена пружина Бурдона, связанная с пространством, давление в котором подлежит измерению, снабжена периодически перекрываемым дополнительным отверстием, служащим для сообщения полости камеры с упомянутым пространством, с целью частичной компенсации измеряемого давления.

На чертеже фиг. 1 показывает разрез прибора, фиг. 2 - записанные диаграммы давлений. Камера / закрыта с обоих концов крышками 2 и 3; в нижней части крышки 2 имеется выточка 15, в которую впаяна гофрированная мембрана 16. В середине корпуса I укреплен бурдоновский манометр, пружина 5 которого рассчитана на низкий перепад давлений порядка 1-5 атм. В боковой стенке корпуса / имеется выточка ч8, в которую впаяна другая гофрированная мембрана 9. С этой выточкой через сверленое отверстие соединяется внутренняя полость трубки 5а. Мембраны 9 и /5 и сетки 19 и 20 служат для предотврашения загрязнения полости прибора. Ось механизма манометра 5 соедииена с электрическим датчиком показаний той или иной из С1уществующих конструкций, с выведенными наружу проводниками 7. В нижней части цилиндра / находится соленоид 10. При прохождении через него тока, сердечник // растягивает пружину 17 и через рычаг 72 закрывает клапаном ,/5 отверстие 14, тем самым отсоединяя внутренний объем 2/ от наружной среды. От соленоида 10 выведены наружу, управляюшие проводники 18, заключенные, как и проводники 7, в трубку 4. Внутренняя ПОЛОСТЬ камеры 1 и пружины 5 целиком наполняются маелом; мембраны 9 и. 16, являясь разделителями. двух жидких сред, передают, тем , не менее, без искажений все изменейия давления от наружной среды к внутренней. Работает прибор следуюш.им образом. При открытом клапане 13 прибор опускается в скважину до требуемой глубины. При этом давления внутри бурдоновской трубки 5 и вне ее в камере 2/ будут все время одинаковыМИ и пружина не будет деформироваться. После этого нажатием кнопки выклю1чают соленоид Ц) и перекрывают клапан 13. При этом среда в полости 2/ камеры У оказывается под тем же давлением герметически задертой. Если после этого медленно поднимать прибор в скважине, то давление по пути движения прибора в скважине, колеблясь, будет постепенно понижаться. Так как это давление перманентно передается во внутрь трубки 5, то последняя деформируется соответственно разности между давлением в объеме 2/ и в трубке 5. Это изменение будет отражено на диаграмме регистрируюш,его потенциометра. В момент, когда понижаюшееся давление дойдет до величины, при которой разность между давлением в полости 27 и давлением в скважине будет равна пределу, допустимому для выбранной чувствительной пружины манометра 5, максимальное реле сработает от датчика 6 и обесточит цепь соленоида Ю; при этом клапан 13 открывается, давление в полости 2/ уравняется снова с наружным давлением, и стрелка манометра 5 возвратится к нулю. После этого цепь опять замыкается, клЪпан 13 закрывается, и, при дальнейшем подъеме прибора вверх по скважине, потенциометр продолжит регистрацию давления. Эта диаграмма будет иметь вид, показанный на фиг. 2. Скачки стрелки через всю шкалу показывают количество выключений с использованием диапазона рабочего давления манометра 5-, Выбирая этот диапазон достаточно малым, можно обеспечить любую желаемую точность регистрации изменений давления в скважине. Пре1дмет и з обре тени я. 1.Прибор для измерения давления в скважинах, основанный на частичной компенсации измеряемого давления при пользовании пружиной Бурдона, рассчитанной «на небольшой предел измерений, отличающийся теы, что камера 1, в которой расположена пружина Бурдона, соединенная с пространством, давление в котором подлежит измерению, снабжена периодически перекрываемым дополнительным отверстием 14, служащим для сообщения полости камеры / с упомянутым пространством с целью частичной компенсации измеряемого, давления. 2.В приборе по п. 1 применение гофрированных мембран 9 и 16, служащих для предохранения камеры / и пружины Бурдона от засорения.

3. в приборе по пп. I и 2 применение управляемого извне электромагЕита для воздействия на подпружиненный рычаг, взаимодействующий с клапаном 13, перекрывающим отверстие 14.

Фиг1.

20 IB

Фиг.2.

ось давлений

моменты

ь равнения

давлений

НЯИб.

nepenflc;