Устройство для измерения давления в скважине Советский патент 1978 года по МПК E21B47/06 

В зависимости от того, каким объем камеры 2, устройство будет работать или как манометр, или как термометр. Если этот объем будет соответствовать условию - 1°ч. Р - Р2

V,

«2Fsil

где Vi - объем камеры 1,

01 - коэффициент объемного расширения

жидкости камеры 1; «2 - коэффициент объемного расширения

жидкости камеры 2;

FZ - площадь сечения штока 3 в сальнике 5,

/а - нлощадь сечения штока 3 в сальниках 6 и 7, см

то ири изменении темцературы жидкость камеры 2, расширяясь, вытолкнет шток 3, и верхний конец его, выходя из камеры 1, освободит в ней объем для расширяющейся в ней жидкости. При этом шток 4 остается неподвижным. При воздействии внешнего давления шток 3 входит в компенсирующую камеру, сжимая в ней жидкость до давления внешней среды, одновременно сжимая жидкость и в измерительной камере 1 до давления, не равного внешнему. Внешнее давление в измерительной камере 1 устанавливается путем перемещения штока 4, который перемещается по следующему закону:

Vl /о«l- 2

Р,

f.

fl «2

IP - перемещение штока 4 при изгдеменении давления и температуры внешней среды; Ft - площадь поперечного сечения

штока 4;

PI - коэффициент сжимаемости . жидкости в полости 1;

р2 - коэффициент сжимаемости

жидкости в полости 2; Р - внешнее давление, кгс/см ; - приведены выше. В случае работы устройства в качестве термометра объем съемной компенсирующей камеры 2 находится по следующей зависимости:

у Vih (

2PZ

При воздействии на прибор давления щток 3, сжимая жидкость камеры 2 до давления внешней среды, входит в измерительную камеру 1, сжимая жидкость этой камеры до того же давления. При этом уравновешенный со всех сторон шток 4 остается неподвижным и будет реагировать только на изменение температуры по следующему закону:

t.

где /( перемещение штока 4 при изменении давления , и температуры внешней среды;

t-: температура внешней среды, °,С. При вбздёйствии на данный прибор-термометр температуры t жидкость, расщиряясь, вытесняет щток 3 из камер 2 и 1, тем самым освобождая часть объема для расширяющейся жидкости камеры 1. Но освобожденного объема в камере 1 не хватит для расширяющейся в ней жидкости, что обеспечивается подбором объема. Ввиду этого расширения жидкость вытесняет щток 4, занимая необходимый объем. Для работоспособности прибора при подборе жидкостей должно соблюдаться следующее соотношение:

- Ф.

«2Р2

Ввиду того что во всех основных узлах изобретения давление равно внешнему, прибор изготавливается тонкостенным, малогабаритным.

Изобретение позволяет измерять давление порядка 1000-1500 кгс/см и температуры порядка 250-300°С при полной компенсации одного из параметров.

Формула изобретения Устройство для измерения давления в скважине, включающее корпус с измерительной камерой, регистрирующий узел и измерительный шток переменного диаметра, отличающееся тем, что, с целью обеспечения измерения температуры в скважине и повыщения

точности, щток выполнен разъемным и связывает измерительнзЮ камеру с дополнительной компенсирующей камерой, которой снабжен корпус устройства, причем обе камеры заполнены разнородными жидкостями и их объемы

установлены в соответствии с соотношениями

Ji - Л / и - - -1 ( -}

Vl «2 V л ; 1 2 V р

где Vl - объем измерительной камеры, 1/2 - объем компенсирующей камеры,

«1, PI - соответственно коэффициенты расширения и сжимаемости жидкости в измерительной камере; «2, Р2 - соответственно коэффициенты объемного расширения и сжимаемости жидкости в компенсирующей камере;

FI,FZ - площади сечения штока в сальниках, см. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №457788, кл. Е 21В, 47/00, 1970.

2.Исакович Р. Я. Нефтепромысловые измерения и приборы. М., «Недра, 1966, с. 19.

- 1Z

-15

-11 -W

71

6

-z

-3