Глубинный дистанционный манометр Советский патент 1979 года по МПК G01L7/16 

(54) ГЛУБИННЫЙ ДИСТАНЦИОННЫЙ МАНОМЕТР

Изобретение относится к глубинным средствам измерения давления и может быть использовано для исследования нефтяных скважин.

Известны глубинные манометры, в которых для дистанционной передачи показаний чувствительный элемент связан с преобразователем линейных или угловых перемен1епий в электрические параметры путем изменения сопротивления на одномиз плеч измерительного моста. Такие приборы, например манометр УДГМ-1, имеют погрешность порядка 2,5%, так как на показания их в сильной степени влияют утечки тока из линии связи (кабеля) 1.

Известны также манометры ДРГМ-2, в которых чувствительный элемент (мембрана) растягивает струну, изменяя частоту ее собственных колебаний. Этот прибор не боится утечек тока в кабеле, нозато крайне чувствителен к изменениям окружающей температуры, которые изменяют натяжение струны и ее частоту..,

Известен дистанционный манометр ДЛМП-2М, в котором линейное перемещение поршня преобразуется с номонхью кодирующего барабана в сигналы;позволяюшие изменять промежуток времени между ними (точнее отсчитывается дискретное количество импульсов переменного тока с чacтofoй 50 Гц за измеряемый промежуток времени). На работу такой дискретной схемы не влияют ни утечки тока, ни изменения окружающей температуры; Схема телеизмерёнпй ДЛМП-2М работает с погрен1ностью 0,1°/(Г. Л анометры ДЛМП-2М .используются на промыслах -прй .длительных ;исследованиях скважин (в течениеЮ-12 месяцев) 2. Однако из-за больших размеров электродвигателя схему нельзя ра.1местить в малогабаритном корпусе с наружным диаметром не более 28 мм.

Кроме : того, .кодирующий барабан ДЛМП-2М тоже должен быть выполнен сравнительно больших размеров , иначе увеличивается погрешность телеизмерений. Манометр ДЛМГЛ-2М .имеет .наружный диаметр 88 мм, длину 1600 мм и опускается в скважину вместе с лифтовыми трубами. Это вносит свои неудобства, так как лифтовые трубы обычно поднимают и опускают то-пько имя иодкмного или канИгальиого ремонта мусоса или скважины, с блин раз за 10 12 месяцев, , . 11, изобретения явллчсй создание малогабаритною дистанционного Мапомегра с сохранением высокой тбчиости измерений и повьппеиие удобства в эксплуатаци Г1. Э/с1 цель достигается тем, что в глубинном дистанционном манометре, В1(лючаю1цем корпус, чувствительный элемент в виде с пружиной и устройство фиксации величины линейного перемещения поршня, носледнее содержит включенные и блокирую щую измерительную цепь электродвигатель с редуктором и датчик числа оборотов электродвигателя со счетчиком, нри этом на валу редуктора закреплен винт с ходовой гайкой, снабженной двумя конечными электроконТактами, взаимодействующими: один с электроконтактом, закрепленным на поршне, а другой - с неподвижньш электроконтактом, размещенным в корпусе манометра Кроме того, датчик числа оборотов двигателя может быть выполнен в виде посто янного магнита, закрепленного навалу дви гатеЛя, взаимодействующего с- герконом, установленным в корпусе манометра. Импульсы замыкания геркона отсчитываются дискретно электромагнитным счетчиком, и количество импульсов пропорционально линейному перемещению поршня На фиг. 1 изображена конструктивная схема предлагаемого дистанционного Манометра; на фиг. 2 - электрическая схема прибора.-, Внутри корпуса I (см. фиг. ) помещен чувствительный , например цилиндрическая пружина 2, жестко соединенная с порН1нем 3. К порп1ню 3 прикреплен элек-трический контакт 4, изолированный от корnyda. .. г. , С Камера, где пбмещаются пружина 2 и порпгеньЗ, заполнена жидкостью. Под действием давления поргиень 3 перемещается аксиально, пропорционально измеряемЬму давлению.- Линейное перемещение поршня 5 измёряется следящей системой, состоящей из электродвигателя 5,редуктора 6, ходового винта 7 и ходовой гайки 8, к которой прикреплены два электрических контакта 9 и 10, заземленные на корпус I. Кроме того, в приборе имеется жестко закрепленный опорный контакт И, изолированный от корпуса I. Контакт 11 может бь1т -помещен либо в верхней части, ходовой гайкой 8 (см. фиг I), либо в нижней части этой камеры. Можно так5Ке изменять и электрические цепи контактов, например контакты 9 и 10 могут бытъизолировайы бт массы корпуса, а контакты 4 и 11 заземлень. На валу электродвигателя 5 (или на промежуточном валу редуктора 6) жестко закреплен, как минимум, оди11 носгоянн| 1Й магнит 12 и нлраллельно оси м 1гни1а 12 н корпусе 1, как минимум - ouiii гермегичный контакт (|;еркон) 13, контакты которогО замыкаются всякий раз, когда магии i 12 проходит мимо геркоиа°13 Импульсы Замыкания геркона 13 подсчитываются на поверхности электромагнитным счетчиком 14 {см. фиг. 2) за период времени, в течеНие которого гайка 8 (перемошающяяся аксиально) пройдет путь от момента разрыва цепи контактов 9 и 11 до момента замыкания конгакта 10 с контактом 4, т. е путь, с помощью которого определяется линейное перемещение поршня 3 от давления. Постоянство числа оборотов двигателя 5 при такой системе не имеет никакого значения, .так как счетчик 14 подсчитывает общее число оборотов вала с магнитом 12, соответствующее линейному перемещению поршня 3. Для привода следящей системы может быть использован не обязательно синхронный электродвигатель 5, а любой электродвигатель переменного или постоянного тока На фиг. 2 приведен конкретный пример выполнения электросхемы для электродвигателя 5 постоянного тока. В верхней части изображены узлы идетали схемы, помещенные во вторичном приборе на диспетчерском пункте. Нижняя часть схемы содержит узлы и детали, помещенные в глубинный датчик. Двигатель 5 питается постоянным током через дроссель ДР. Электромагнитный счетчик 14 импульсов типа СБ I м/100 работает в цепи конденсатора Ci. В качестве двигателя 5 используют дйигатель с постоянным магнитом ДПМ-20-Н1-02, вал которого совершает4000 об/мин. На валу двигателя 5 заКреп- лен один постоггнный магнит 12, т.е. часtoTa Кмпульсов геркона 13 не превышает 67 Гц. Счетчик 14 и геркон 13 КЭМ-2А рассчитаны на нормальную работу до 100Гц, поэтому, изготовленная схема работает четко инадежно. : ; -v.- -.ч ;:, ,, ,, , - ; .., В схеме используют двухступенчатый планетарный редуктор 6 с передаточным числом 1:26. Ходовой винт 7 сделан с резьбой, имеющей щаг 0,5 мм, поэтому каждый импульс геркона 13, фиксируемый счетчиком 14, соответствует Линейному перемеще 1ию 1/52 .мм. С учетЪм люфта в резьбе винта 7 и люфта в редукторе 6 наибольшая погрешность, в отсчете не более 0,04 мм, что при наибольшем перемещении ходовой гайки § около 100 WM соответствует относительной ошибке 0,, или в 2,5 раза точнее схемы телеизмерений манометра ДЛМП-2М. При этом габарить/предлагаемого прибора по диаметру не превышают 28 мм. В глубинном датчике помещены два миниатюрных реле Р и PI постоянного тока тина РЭС 15 и РЭС 49 с соотвсгствуюни ми нарами контактов Pi/l--Pi/5 н Рг/1 -Р2/2. Контуры Ci и Р| устанонлени для 11скро|чинония. Электросхема работает следу|они1м образом.... .. При включении тумблера ВК электродвигатель 5 начинает вран1аться, н счетчик импульсов 14 подсчитывает его обороты до тех пор, пока контакт 10 гайки 8 не замкнется с контактом 4 на норшне 3. После замыкания контактов 10 и 4 срабатывае реле Я|. Прекращается OTC4et импульсов, а двигатель 5 начинает вращаться в обратную сторону, перемещая ходовую гайку 8 в исходную позицию. Контакт Р(/1 нужен для блокировки реле PI от выключения. При возвращении гайки 8 в исходную позицию замыкаются контакты 9 и 11. Срабатывает реле Ра, останавливая двигатель 5 и блокируя схему от работы в авто.матичсском режиме. По окончании цикла измерении линейного перемещения поршня 3, по желанию оператора, он Может быть повторен путем выключения тумблера ВК и включения его снова..,-.;,,;ч:: -;:/ Формула изобретения

/5.

9

ZZ.

ZLA

Л