Датчик скважинного расходомера Советский патент 1981 года по МПК E21B47/10 

(54) ДАТЧИК СКВАЖИННОГО РАСХОДОМЕРА

1

Изобретение относится к устройст вам для определения расхода жидкости в буровой скважине.

Известен датчик скважинного расходомера, содержащий корпус, крыльчатку и тахометрический преобразователь, состоящий из подвижной и неподвижной частей магнитопровода, источника магнитного потока и геркона I и .

Недостатком известного устройств является сильное торможение подвижной части магнитопровода при прохождении ее вблизи неподвижной части магнитопровода, снабженного постоянным магнитом. Это приводит к значительному снижению чувствительности расходомера.

Цель изобретения - повышение чувствительности датчика за счет исключения тормозного момента вращения крыльчатки.

Поставленная цель достигается тем, что источник магнитного потока выполнен в виде размещенной на неподвижной части магнитопровода катушки индуктивности с подключенным к ней источником переменного тока с частотой выше частоты срабатывания геркона.

На чертеже изображен датчик скважинного расходомера.

Датчик состоит из корпуса 1, внутри которого расположены чувствительный элемент - крыльчатка 2 и тахометрический преобразователь. Тахометрический преобразователь прибора состоит из неподвижной части магнитопровода, выполненной в виде двух Г-образных отрезков 3 и 4 и подвижной части 5 магнитопровода, закрепленной на валу крыльчатки. На одном из отрезков неподвижной части магнитопровода размещены катушки 6 индуктивности, соединенные проводами 7 и 8 с источником 9 переменного электрического тока с частотой выше частоты срабатывания геркона, порядка 10000 Гц. Тахометрический преобразователь снабжен герконом 10, размещенным в корпусе на пути основного магнитного потока. Концы контактов геркона подсоединены к отрезкам 3 и 4 неподвижной части магнитопровода таким образом, чтобы между герконом и магнитопроводом существовала магнитная связь, но не электрическая. С этой целью концы контактов геркона в местах соединения с маг0 нитопроводом изолированы. Подвижная

и неподвижная части магнитопровода выполнены из пермалоевых пластин, изолированных друг от друга для уменьшения влияния вихревых токов. Геркон и неподвижная часть магнитопровода с катушкой индуктивности размещены в корпусе тахометрическог преобразователя 11 и залиты компаундом 12, например из эпоксидной смолы для предохранения их от воздействия .внешней среды (гидравлического давления и др.). Крильчатка устанавливается в корпусе расходомера между верхней 13 и нижней 14 опор с помощью регулировочного винта 15. Расходомер имеет четыре выходящих провода, из которых провода 7 и 8 питают электрическим током обмотку катушки б индуктивности, а провода 16 и 17 соединяют геркон с измерительной электрической цепью прибора

Исполнение датчика скважинного расходомера предусматривает следующее.

Частота изменения направления магнитного потока в герконе, включенного в магнитную цепь прибора, равная частоте переменного тока источника 9, питающего катушку б индуктивности (10000) Гц, значительно выше частоты срабатывания геркона (100-300 Гц).

Высокая частота изменения направления магнитного потока в магнитопроводе способствует резкому снижению взаимодействия между его.подвижной 5 и неподвижной (3 и 4) частями следовательно и высокой чувствительности прибора.

С другой стороны, геркон 10 как любое реле обладает инерционностью системы, хотя и очень малой, определяемой максимальной частотой его срабатывания 100-300 Гц.

Поэтому переменный магнитный поток в герконе 10, создаваемой катушкой 6 ИНДУКТИВНОСТИ;, не может управлять работой контактов геркона, так как частота потока значительно выше частоты срабатывания геркона.

Отсюда, при высокопеременном магнитном потоке (например, в 10000 Гц напряженностью (амплитудной) выше магнитодвижущей силы срабатывания геркона, контакты геркона остаются в; постоянно замкнутом состоянии, а при напряженности магнитного поля в герконе ниже его магнитодвижущей силы отпускания, контакты геркона постоянно разомкнуты.

Подвижная часть магнитопровода, закрепленная на крыльчатке 2, расположена относительно неподвижной

части (3 и 4) таким образом, что, при вращении крыльчатки 2 в герконе 10 происходит изменение амплитудной величины переменного магнитного потока, создаваемого катушкой б индуктивности, от значения большего величины магнитодвижущей силы срабатывания геркона до значения меньшего величины магнитодвижущей силы отпускания геркона, соответственно при уменьшении и увеличении зазора между подвижной и неподвижной частями магнитопровода.

Работает датчик скважинного расхо,домера следукедим образом. i При вращении крыльчатки 2, а вместе с ней и подвижной части 5 магнитопровода, под действием потока жидкости происходит периодическое изменение сопротивления магнитной цепи тахометрического преобразователя расходомера из-за изменения зазора между подвижной и неподвижной частями магнитопровода от минимума до максимума. Изменение сопротивления магнитной цепи прибора приводит к изменению величины магнитного потока в герконе 10 от максимума (при наименьшем зазоре между подвижной 5 и неподвижной частями 3 и 4 магнитопровода) до минимума (при наибольшем зазоре).

Такое изменение напряженности магнитного поля в герконе вызывает периодическое замыкание или размыкание контактов геркона 10 в зависимости от числа оборотов крыльчатки 2. За один оборот крыльчатки происходит одно срабатывание геркона.

Формула изобретения

Датчик скважинного расходомера, содержащий корпус, крыльчатку и тахометрический преобразователь, состоящий из подвижной и неподвижной частей магнитопровода, источника магнитного потока и геркона, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности датчика за счет исключения тормозного момента вращения крыльчатки, источник магнитного потока выполнен в виде размещенной на неподвижной части магнитопровода катушки индуктивности с подключенным к ней источником переменного тока с частотой выше частоты срабатывания геркона.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

/

Ч