Скважинный термоанемометр Советский патент 1980 года по МПК E21B47/10 

1

Изобретение относится к тепловым измерителям расхода газов и жидкостей и предназначено для геофизических исследований эксплуатационных скважин в условиях высоких давлений и темпе- 5 ратур окружающей среды.

Известен прибор, содержащий линейный нагревательный и точечный термочувствительный элементы (НЭ и ТЧЭ), размещенные внутри металлической труб-Ю ки с соотношением длины к диаметру более 10. НЭ подключен к источнику питания, а ТЧЭ в КС-генератор, период колебаний которого прямо пропорционален сопротивлению ТЧЭ, которое в 15 свою очередь пропорционгшьно температуре ТЧЭ 1 .

Недостатком прибора является значительное тепловое сопротивление между ТЧЭ и окружающей.средой и большая 20 область неоднозначной зависимости между скоростью и измеряемой температурой, что приводит к снижению точности измерений, а также йужению предела измерения скоросте.. Теория дат- 25 чика не разработана.

Известен также скважинный термоанемометр. Датчик прибора представляет собой две .соединенных по образующей трубки, в одной из которых установле.н 30

линейный нагревательный, а в другой точечный термочувствительный элементы. В датчике существенно снижено тепловое сопротивление между ТЧЭ и окружающей средой, а сам ТЧЭ установлен на строго определенном расстоянии от переднего конца НЭ, что увеличило область однозначной зависимости между скоростью и измеряемой температурой

L2 .

Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона измерений.

Указанная цель достигается тем, что скважинный термоанемометр снабжен коммутатором и блоком стабилизации мощности, а нагревательный элемент выполнен в виде, по меньшей мере, двух секций разной длины, при этом термочувствительный блок содержит число термочувствительных элементов равное числу секций нагревательного элемента, причем каждая из секций нагревательного элемента и термочувствительные элементы подключены соответственно к измерительной схеме через коммутатор, а источник питания соединен с блоком стабилизации мощдости.

На фиг. 1 приведены полученные экспериментально графики зависимости теплового напора д-t от расстояния X при различных значениях скорости потока; на фиг. 2 и 3 схематически показаны электрические блок-схемы прототипа и предлагаемого устройства соответственно.

Датчик 1 состоит из помещенных в герметичный кожух линейного нагревательного элемента 2, подключенного к источнику 3 питания и термочувствительного элемента 4, расположенного на определенном расстоянии от переднего конца НЭ, причем он (ТЧЭ) подключен к электронной схеме 5, измеряющей его сопротивление. Ток, протекающий через НЭ нагревает герметизирующий кожух датчика, а ТЧЭ измеряет температуру его стенки. При малых скоростях в месте установки ТЧЭ образуется область неоднозначной зависимости u-t от X и измерения теряют смысл. При больщих скоростях поток тепла, определяемый погонной мощностью становится недостаточен для создания уверенно измеряемого теплового напора и измерения также теряют смысл

Помещенный в герметизирующий кожух, датчик 1, включает в себя нагревательный элемент 2 с отрезком 6, подключенные через коммутатор 7 к источнику 3 питания и два термочувствительных элемента 4 и 8. ТЧЭ 4 и дополнительный ТЧЭ 8 через коммутатор подключены к электронной схеме 5. К источнику питания 3 подключен блок стабилизации мощности 9.

В процессе измерений, по достижении at определенной заданной минимальной величины, оператор или автоматика переключают питание с большого отрезка элемента 2 на меньший 6 и одновременно включают соответствующий ему ТЧЭ 8. Общая мощность, рассеиваемая датчиком остается постоянной благодаря блоку стабилизации мощности, однако после переключения погонная мощность возрастает пропорционально уменьшению длины НЭ и соответственно увеличивается д-Ь и точность измерения скорости.

изобретения

Скважинный термоанемометр, содержащий нагревательный элемент, источник питания, термочувствительный блок и измерительную схему, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерения, он снабжен коммутатором и

блоком стабилизации мощности, а нагревательный элемент выполнен в виде, по меньшей мере, двух секций разной длины, при этом термочувствительный блок содержит число термочувствительных д лементов, равное числу секций нагревательного элемента, причем каждая из секций нагревательного элемента и термочувствительные элементы подключены соответственно к измерительной схеме через ко1 1мутатор, а

источник питания соединен с блоком стабилизации мощности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Басин Я.В. Комплекс методов выявления интервалов обводнения коллекторов. Нефтепромысловое дело. Науч.техн. сборник, 1969, № 5, (ВНИИОНТ).

2.Авторское свидетельство СССР

№ 440484, кл. Е 21 В 47/10, 25.08.74.

XMI