Скважинный дебитомер Советский патент 1982 года по МПК E21B47/10 

Изобретение относится к исследованию нефтяных и газовых скважин.

Известен глубинный дебитомер, содержащий корпус с входными и выходными окнами, подпружиненную турбинку, расположенную на валу с возможностью осевого перемещения относительно него в пределах выходных окон, пакер и преобразователь 1.

С увеличением расхода гидродинамическое давление, действующее на турбинку, сжимает пружину и выводит часть турбинки из зоны воздействия потока.

Однако эта конструкция имеет недостаток, обусловленный наличием упругого ;Элемента в измерительном узле, который создает неустойчивый работы турбинки, так как в скважине наблюдается неустановивший-ся режим течения жидкости, что может привести к продольным автоколебаниям турбинки, а следовательно, и невозможности проведения измерений. Кроме того, дебитомеры малого диаметра, используемые при измерениях экслуатационных скважин, имеют верхнюю границу измерений порядка нескольких сотен ,что делает их непригодньЛми

для измерений в высокодебитных скважинах.

Известен также скважинный дебито- . мер, содержащий корпус с входными и выходными окнами, измерительные узлы турбинного типа и пакер 2.

В известном устройстве при воздействии лишь только одного восходящего потока ввиду разнонаправленности ло-пастей турбинки вал неподвижен, а если при перемещении прибора между пакерами оказывается отдающий йласт, то поток жидкости, проходя через верхнюю турбинку, вращает ее, причем скорость вращения турбинки пропорциональна ращиальному потоку жидкости.

Недостатком этого устройства является невозможность точного измерения дебита скважины (дебит таким/ прибором можно измерить, суммируя . дебит отдельных пластов) ввиду отсутствия измерительного канала, через который пропускается весь измеряемый поток.

Цель изобретения - повышение точности измерения в высодебитных скважинах.

Поставленная цель достигается тем, что измерительные узлы изолированы друг от друга, а пакер вьтолнен в виде системы закрепленных на корпусе прижимных рычагов, имеющих в верх ней и нижней частях уплотнительные элементы, охватывающие половину сечения колонны .и смещенные относитель но друг друга на 180°, и размещенной коаксиально с корпусом подвижной вту ки с соединенными с ней одними концами эластичными перегородками для разделения входных и выходных окон, причем вторые концы эластичных перегородок связаны с одной из пар диаметрально установленных рычагов. На фиг. 1 изображен предлагаемый дебитомер; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - схема измерения посредством предлагаемого дебитомера на фиг. 4 - сечение прибора, перпендикулярное оси прибора. Дебитомер состоит из корпуса 1, в герметическом отсеке которого находя ся электродвигатель, редуктор и система концевых выключателей (не по казана) . В корпусе 1 имеется паз а, вдоль которого может перемещаться ходовая гайка 2, приводимая в движение ходовым винтом 3, вращаемым двигателем через редуктор (не показаны) Кольцо 4, к которому шарнирно прикре лены ведущие рычаги 5, упирается под действием пружины 6 в торец тяги 7. Рычаги 8 шарнирно связаны с упорными башмаками 9, имеющими прижимные план ки 10. Эластичные (например, резиновые) перегородки 11 и 12 крепятся к диаметрально расположенным башмакам (соответственно 13 и 14) и во втулке 15 (фиг, 2) перегоролками в раскры том состоянии колонну 16 вдоль оси. Верхний уплотняющий элемент 17 состо ит из рычагов 5, к которым крепятся упругие пластины 18, плотно прилегающие друг к другу (фиг. 1 и 2) . Конфигурация последних такова, что при упоре рычагов 6 о стенку колонны, пластины, деформируясь, уплотняют половину (по сечению) ствола ко лонны, находящуюся справа от перегородок 11 и 12 (фиг. 1 и 2). Нижний уплотняющий элемент 19 имеет аналогичную конструкцию и при раскры тии уплотняет половину ствола колонны, расположенную слева от перегородок 11 и 12. Внутри корпуса прибора расположены измерительные тур бинки 10 и 21 с входными 5 и вьаходными в окнами, причем окна расположены диаметрально противоположно с сторон от перегородок 11 и 12 (фиг, 2). Система рычагов 5, 8, 9, уплотнительные элементы 17, 19 и втулка 15 с эластичными перегородками 11 и 12 образуют пакерующее устройство дебитомера . Работа дебитомера происходит следующим образом. в начальный момент времени прижимное устройство сложено и имеет вид, показанный на фиг. 4 (сечение перпендикулярное оси прибора и проходящее через башмаки 9), обеспечивающий спуск прибора в скважину через межтрубное пространство. При проведеНИИ измерений подается питание на двигатель.Вращение через редуктор передается на ходовой винт 3 и перемещает гайку 2, а следовательно, и кольцо 4 вниз. Кольцо, перемещаясь, раздвигает рычаги 5 и 8 до тех пор, пока упорные башмаки 9 не прижмутся к стенке колонны 16. При дальнейшем перемещении происходит срабатывание концевого выключателя и двигатель автоматически выключается. Этому положению прибора соответствует изображение на фиг. 1. Раздвигаясь башмаки растягивают перегородки 11 и 12, перемещая втулку 15 вниз и поворачивая ее. В рабочем оположении оболочки приобретают вид, показанный на фиг.2. При этом верхний 17 и нижний 19 уплотнительные элементы раскрываются, перекрывая ствол скважины и направляя весь поток через прибор в окио б на измерительные турбинки (фиг. 1 и 3). В зависимости от предполагаемого дебита может быть установлено несколько (два и более) отаеков с измЪрительными турбинками.Преобразование частоты вращения турбинки в электрический сигнал может быть осуществлено известными методами и устройствами (магнитоиндукционными, контактными). После измерения на электродвигатель подается питание обратной полярности, ходовая гайка 2 перемещается вверх, сжимая пружину и складывая прижимное устройство. При полностью убранном устройстве срабатывает концевой выключатель и двигатель выключается. Под действием упругих сил перегородки 11 и 12 сжимаются, поворачивая и перемещая цилиндр 15 вверх так, что он перекрывает входные и выходные окна корпуса. Предлагаемый дебитомер создает возможность измерения дебитов в широком диапазоне, что расширит сферу его применения для исследования скважин с различными дебитами. Экономический эффект от использования предлагаемого дебитомера будет , достигнут за счет повышения достоверности определения дебитов. Формула изобретения Скважинный дебитомер, содержащий кор°пус с входными и выходнЕлми окнами, измерительные узлы турбинного типа и пакер, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения в высокодебитных скважинах.

измерительные узлы изолированы друг от друга, а пакер выполнен в виде системы закрепленных на корпусе прижим(jiux рычагов, имеющих в верхней и нижней уплотнительные элементы, охватываюшие половину сечения колонны и смещенные относительно друг друга на 180°, и размещенной коаксиально с корпусом подвижной втулки с соединенными с ней одними концами эластичнымк перегородками для разделения входных и выходных окон, причем вторые концы эластичных перегородок связаны с одной из пар диаметрально установленных рычагов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 589381, кл. Е 21 В 47/10,

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2681682/22-03,

кл. Е 21 В 47/10, 1978 (прототип).

W

Фиг.