Скважинный уровнемер Советский патент 1978 года по МПК E21B47/04 

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к устройствам для определения величины приращений урсжня жидкости в буровых скважинах.

Известен скважинный- уровнемер, содержащий корпусТразделительчую мембрану, поршень со штоком, уравновешивающую пружину к контактный преобразователь ij.

Недостатком известного устройства $юляется наличие трения покоя поршня о стенки цилиндра. Порог чувствительности прибора равен 0,7 5% от предела измерения. Такая чувствительность прибс ра недостаточна в случае измерения приращений урсвня жидкости в бурсжых скважинах.

Цель изобретения - повышение чувствительности уровнемера за счет преодоления трения покоя поршня о стенки корпуса.

Поставленная цель достигается тем, что уровнемер снабжен концентрично размещенным в корпусе электровибратором, который выполнен в виде катушки индуктивности и расположенного в ее полости плунжера иа ферромагнитного материала, который установлеи иа штсже поршня.

На чертеже представлен скважинный

уровнемер.

Уровнемер имеет корпус 1, внутри которого размещены переменное электрическое сопротивле1Ше 2, цилиндр 3, поршень 4, уравнсвешивающая цилиндрическая пружина 5 и резервуар 6 с гибкой оболочкой, заполненный антифрикционной разделительной жидкостью 7, например, трансформаторным маслом. Нижняя часть

корпуса имеет отверстия для контакта резервуара с внешней средой.

Внутри корпуса установлена неподвижно катушка 8 индуктивности, подключенная через провода 9 и 1О к источнику переменного тсжа звуковсй частоты («соло 10 КГц; иа черт, не показан). Подвижные контакты 11 лепесткового типа электрического сопротивления размещены 36 на штсясе 12 поршня 4, соединенном с плунжером 13 нэ ферромагнитного материала, расположенным на оси прибора ас.кмметрично относительно центра катушки «ндуктивности. Для уменьшения потерь на вихревые токи плунжер 13 набирается из отдельных пермалоевых пластин кольцевой формы. Подвижные контакты электрического сопротивления замкнуты на корпус прибора, а неподвижный контакт этого сопротивления соединен с выходящим из урсязнемера прсмзодом 14 чт позволяет измерять величину этого сопротивления на расстоянии. При измерениях уровнемер опускают в буровую скважину на кабеле заведомо ниже ожидаемых колебаний уровня жидкости. Разделительная жидкость 7 в резервуаре 6 с гибкой оболочкой защищает поршень 4 и цилиндр 3 от химического воздействия внешней среды, но передает ее давление на поршень. Внешнее давление на поршеиь и сила притяжения ферромагнитного плунжера 13 катушкой 8 индуктивности уравнсжешиваются сжатием пружины 5. Изменения внешнего давления, т.е. высоты столба жидкости над урсанемером вызывают перемещение порш ня и, следовательно, изменение величины переменного сопротивления 2. Как показывает анализ теоретических положений, длина перемещения поршня прямо пропорциональна изменению внешнего давления. Переменное сопротивление через вывод 14 и корпус с уровнемера подключается к электрической схеме на поверхности для дистанционного измерения. Эта же электрическая схема обеспечивает питание катушки индуктивности переменным синусоидальным током с час тотой около 1О КГЦ. Переменное магнит нов поле катушки наряду с постоянным притяжением ферромагнитного плунжера 13 вызывает ее колебательные движения вдоль оси катушки с частотой питающего тсжа и небольшой амплитудой, практическ 2 не сказьшающейся на измерениях величины переменного сопротивления. Постоянные колебания плунжера 13 и связанного с ним поршня 4 приводят к преодолению силы трения покоя, которая, как известно, больше силы трения движения (скольжения). В результате чувствительность предлагаемого уровнемера значительно превышает чувствительность известного уровнемера. Уровнемер может работать в автоматическом режиме. Зависимость между величиной переменного сопротивления и высотой столба жидкости над прибором устанавливается в результате градуировки, т.е. спуска прибора ниже статического уровня через фиксированные интервалы. Глубинный урсенемер успешно прошел производственные испытания. Согласно результатам испытаний чувствительность предлагаемого глубинного уровнемера - О,1% от диапазона измерений, что в 7,5 раза превышает чувствительность известного. Формула изобретения Скважинный уровнемер, содержащий корпус, разделительную мембрану, поршень со штоком, уравновешивающую пружину и контактный преобразователь, отличающийся тем, что, с целью повьпцения чувствительности уровнемера за счет преодоления трения покоя поршня о стенки корпуса, он снабжен концентрично размещенным в корпусе электровибратором, который вьшолнен в виде катушки индуктивности и расположенного в ее полости плунжера из ферромагнитного материала, который установлен на штоке поршня. Источники информа1ши, принятые во внимание при экспертизе: « 1. Агейкин Д. И. Датчики контроля и регулирсеания. М.,Машиностроение, с. 573-574.

/4