Устройство для измерения расхода бурового раствора Советский патент 1980 года по МПК E21B47/10 

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано для измерения расхода бурового раствора в желобе циркуляционной системы. Известен датчик расхода, представляющий собой сосуд, разделенный перегородкой со щелью, и измерительный прибор |1). Жидкость, переливаясь .через щель, устанавливается на различном уровне в зависимости от величины расхода. Высота уровня, являющаяся выходной величиной, преобразуется в пневматический сигнал. Недостатком известного датчика расхода является узкая область его применения. Известный датчик не может применяться для измерения расхода жидкостей с твердыми включениями (грубодисперсные суспензии, щламы) вследствие возможного выпадения осадка перед перегородкой и низкой точности измерения. Также известно устройство для измерения расхода бурового раствора, содержашее корпус с двумя перегородками и силоизмерительный элемент 2). Недостатком этого устройства является низкая точность при измерении в потоках с турбулентным движением среды из-за возникновения автоколебаний пластин, зависимость показаний от температуры среды, невозможность применения в эрозионных средах (шламы, суспензии), так как происходит изменение упругих свойств пластин. Цель изобретения - повышение точности измерения расхода с турбулентным движением среды. Поставленная цель достигается тем, что перегородки размещены под углом друг к другу, причем одни концы их соединеныс корпусом щарнирно, а другие связаны между собой через силоизмерительный элемент. Для обеспечения широкого диапазона измерения перегородки могут быть установлены с возможностью изменения угла между ними. На чертеже изображено предлагаемое устройство. Предлагаемое устройство состоит из корпуса 1, в котором смонтированы перегородки 2 и 3, прикрепленные с одной стороны при помощи шарнирного соединения 4 к стенке корпуса 1, а с другой стороны связаны между собой тягой 5 через датчик

УСИЛИЙ 6j выход которого подключён на измерительный прибор 7. Шарнирное соединение 4 должно быть выполнено из материалов коррозионно стойких к данной среде или же в виде гибкого соединения на основе листовой резины, фторопласта или других материалов. В качестве датчика усилия могут быть применены различные струнные датчики, магнитно-упругие, пневматические. В данном случае, например, при NjeHeH гидравлический датчик, состоящий иа фльфона 8, заполненного жидкостью ивза jмoдeйcтвyющeгo со скобами 9, связанны1 ||и с тягой 5. В качестве вторичного прибора служит манометр 7. Для изменения угла раствора пластин в зависимости от плотности жидкости в них сделаны продольные пазы 10.

Устройство работает следующим образом.

i Жидкость, расход которой измеряется, 1аправляется по корпусу 1. При своем дви:Й ен«и она создает давление на поверхность Перегородок 2 и 3 за счет скоростного наqopa. Вследствие того, что пластины расположены по углам, происходит разложение параллелограмма силы и возникновение распорного усилия тяги 5. Это усилие без потерь в узле крепления пластин (за счет нх шарнирного гибкого соединения к стенкам корпуса 1) передается через скобу 9 На сильфон 8 и сжимает его. Возникающее при этом давление л идкости в сильфоне 8 измеряется манометром 7. Величина возникающего усилия F зависит от площади S пластин-2 и 3, контактирующих с жидкостью угла а их атаки. Плотности J жидкости И ее скорости V.

Эта величина описывается следующил уравнением

j - S -v

- COS (

где g - ускорение силы тяжести.

При постоянных конструктивных параметрах (площадь S пластин и угла d их атаки) и плотности л идкости усилие F определяется только скоростью потока, т. е. расходом жидкости.

при изменении плотности жидкости или же перехода на другой диапазон измерения угла а можно изменить путем перестановки тяги 5; в продольных пазах 10.

Выбором конструктивных параметров уст-ройства (чувствительности датчика усилия) можно достигнуть заданной точности измерения. Подобное устройство вследствие его простоты и надежности может быть применено при измерении (индикации) расхода бурового раствора, выходящего из скважины, а также является сигнализатором нарушений режима промывки (поглощения раствЬра или флюидопроявления).

Формула изобретения

0 1. Устройство для измерения расхода бурового раствора, содержащее корпус с двумя перегородками и силоизмерительный элемент, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности измерения расхода с турбулентным движением среды, перегородки размещены под углом друг к другу, причем одни концы их соединены с корпусом щарнирно, а другие связаны между собой через силоизмерительный элемент.

2. Устройство по п. 1, отличающееся

0 тем, что, с целью обеспечения щирокого диапазона измерения, перегородки устанбвлены с возможностью изменения угла между ними.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе.

1.Агейнин Д. И. и др. Датчики контропя и регулирования, М., «Мащиностроение 1965, с. 713 (прототип).

2.Патент Франции № 2194953,

)1Л. G О F 1/00, опублик. 1974 (прототип).