Чувствительный элемент для глубинных манометров Советский патент 1982 года по МПК E21B47/06 

(5) ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ ГЛУБИННЫХ МАНОМЕТРОВ

I

Изобретение относится к глубинным скважинным приборам, предназнаменным для измерения давления в нефтегазовых сверхглубоких скважинах.

Известен глубинный манометр с геликсной пружиной в качестве чувствительного элемента 1.

Известен также чувствительный элемент для глубинных манометров, содержащий корпус с винтовым круглым каналом. Корпус чувствительного элемента выполнен в виде пружины цилиндрической навивки. Так как диаметр навивки и поперечного сечения витка, а также толщина стенки корпуса увеличиваются с ростом давления, то поперечный габарит глубинного прибора также испытывает тенденцию к росту по мере углубления скважины 2J.

Целью изобретения является уменьшение габаритов чувствительного элемента Для сверхглубоких скважин.

Поставленная, цель достигается тем, что корпус выполнен в виде цилиндрического стержня, причем центральная часть канала образует прямолинейный участок вдоль продольной оси стержня.

На фиг. 1 показан глубинный манометр (с тремя поперечными сечениями в области упругого чувствительного элемента) в нерабочем состоянии; на фиг. 2 - манометр при воздействии на него наружным давлением, на фиг. 3 поперечное сечение пружины с наложенными друг на друга сеченияMVi канала, объясняющее механизм образования прямолинейной центральной части винтообразного внутреннего канала за счет частичного перекрытия различных сечений.

Манометр содержит защитный корпус 1. упругий чувствительный элемент 2, связанный с держателем пера 3, барабан записи k, посаженный на вал часового привода 5. Упругий чувствительный элемент 2 давления является продолжением защитного корпуса 1 и 39 представляет собой разностенную труб чатую манометрическую пружину, выпол ненную в виде прямолинейного стержня цилиндрической формы продольная ось 6 пружины 2. Внутренний канал 7 пружины смещен относительно оси 6 таким образом, что ось 8 канала 7 изогнута по винтовой линии, направленной вдоль оси 6, и охватывает ее. Кроме того, площади поперечных сечений канала 7 в различных сечениях пружины частично перекрывают друг друга, образуя центральную прямолинейную часть канала 9 через которую пропущен гибкий элемент 10, соединяющий между собой рабочий конец пружины 2 с держателем пера 3- Для предотвраще ния потери устойчивости гибким элементом 10 и поддержания держателя пера 3 во взвешенном состоянии служит возвратная пружина 11. Манометр работает следующим образом. При воздействии на пружину 2 рабочим давлением в ней возникают (за счет наличия разностенности) изгибающие усилия, направленные вдоль линий, соединяющих центры тяжести 12 с центрами О канала 7 сечений. Изгибающие усилия распределяются вдоль пружины по винтовой поверхности. Под действием этих усилий стержень изгибается по винтовой линии, причем при воздействии наружным давлением направления смещения центров кривизны (изгиба) совпадают с направлениями смещения оси канала (в каждом сечении). Очевидно, что длина прямолинейног стержня до его винтообразной деформации превышает его же длину после деформации, в связи с чем, при воздействии на пружину рабочим давлением, ее продольные размеры сокращаются, а незакрепленный конец совершает прямолинейное рабочее перемещение 1, пропорциональное рабочему давлению И первоначальной длине пружины, da счет, наличия связи незакрепленного конца с держателем 3 перо записывает полученную информацию на диаграммном бланке, зажатом в барабане записи Ц в координатах давление-время. Наружный диаметр (поперечный габарит) глубинного манометра может , быть уменьшен в несколько раз по сравнению с известными за счет замены винтовой цилиндрической пружины прямолинейным стержнем с винтовым каналом и устранения крупногабаритного толстостенного защитного корпуса. Снижение же удельной чувствительности, пружины может быть компенсировано за счет ее удлинения, что в скважинных условиях не является существенным недостатком. Экономический эффект достигается за счет расширения области применения глубинного манометра с распространением его применяемости на сверхглубокие скважины и затрубное пространство скважин. Формула изобретения Чувствительный элемент для глубинных манометров, содержащий корпус с винтовым круглым каналом, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов, корпус выполнен в виде цилиндрического стержня, причем центральная часть канала образует прямолинейный участок вдоль продольной оси стержня. Источники -информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Петров А.И. Методы и техника измерений при промысловых исследованиях скважин. М., Недра, 1972, с. 97-103. 2.Авторское свидетельство СССР №761701, кл. Е 21 В 17/06, 1978 (прототип) .