Устройство для измерения расхода влажного пара Советский патент 1982 года по МПК E21B47/10 

(З) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ВЛАЖНОГО

ПАРА

1

Изобретение относится к исследованию скважин и может быть использовано для измерения расхода влажного пара в продуктивные пласты нагнетательных скважин в процессе теплового воздействия.

Известны устройства для измерения расхода влажного пара, содержащие корпус с измерительным каналом, прямолопастную крыльчатку, установленную на валу, и электродвигатель, ротор которого размещен на крыльчатке, а статор - в корпусе

Недостатком известного датчика является наличие на его корпусе реактивного крутящего момента, развиваемого электродвигателем в процессе работы и требующего погашения, в связи с чем датчик работоспособен только в стационарных условиях при жестком неподвижном закреплении корпуса. Наличие реактивного момента препятствует использованию прибора

для скважинных измерений на гибкой кабельной подвеске, так как реактивное вращение корпуса приводит к искажению результатов измерений, а также к скручиванию и обрыву кабеля.

Цель изобретения - обеспечение возможности измерения расхода в скважине с использованием гибкой кабельной подвески.

10

Поставленная цель достигается тем что устройство снабжено размещенным на одном конце корпуса инерционным тормозом, выполненным в виде сво,5 бодно установленной в корпусе втулки со штифтами, на которых установлены с возможностью взаимодействия с укрепленными в корпусе упорами подпружиненные тормозные-колодки.

При этом с целью повышения попе20речной устойчивости корпуса устройство снабжено дополнительным инерционным тормозом, установленным на 397 другом конце корпуса, а с целью обеспечения пакерования скважины устройство снабжено дополнительным инерционным тормозом, установленным непосредственно под первым со смещением относительно оси для перекрытия тормозными колодками сечения сква жины. На фиг. 1 показано устройство, общий вид; на Фиг. 2 - тормоз в рабочем положении ( разрез А-А на фиг.1); на фиг. 3 то же, в нерабочем положении; на фиг. k - конструктивное выполнение тормоза для выполнения им функций пакера. . Расходомер состоит (фиг.1 из кор пуса 1 с измерительным каналом 2,вход ным 3 и выходным отверстиями, в ко тором на опорах 5 вращается прямолопастная крыльчатка 6, насаженная на вал 7. В корпусе расположен также встро ечный асинхронный электродвигатель ротор 8 которого совмещен с крыльчаткой 6, а статор 9 герметично размещен в полости корпуса. Корпус подвешен на гибкой кабельной подвеске 1 Расходомер оборудован инерционным тормозом, приводимым в действие реак тивным крутящим моментом, возникающим на корпусе 1 при включенном элек тродвигателе. Инерционный тормоз состоит из инерционной втулки 11, свободно посаженной на шейку проточки корпуса, несущей на штифтах 12 подвижные тормозные колодки 13, прижима емые к упорам 1 4 корпуса 1 при помощи возвратных пружин кручения 15Устройство может содержать дополнительный тормоз 16, расположенный (Фиг.1) в противоположном конце корпуса. Кроме того, возможно использование тормоза для выполнения функций пакера, состоящих в полном перекрытии кольцевой щели между корпусом 1 и стенкой скважины, для чего изготав ливаются несколько идентичных тормозов, расположенных рядом, впритык друг к другу, с определенным взаимным круговым смещением ( фиг.)так, чтобы они совместно полностью перекрывали участки кольцевой щели, не перекрытые разведенными тормозными колодками одного тормоза. Устройство работает следующим образом. После спуска расходомера в скважину на требуемую глубину в .обмотку электродвигателя подается по кабелю 4 10 электрический ток. В момент включения электрр.двигателя (сЬиг. крыльчатка 6, совмещенная с ротором 8, начинает вращаться. Одновременно на статоре 9 электродвигателя, закрепленном в корпусе 1 прибора, возникает реактивный вращающий момент, и корпус резко поворачивается в противоположную направлению вращения крыльчатки сторону. Так как подвижно посаженная в проточке корпуса 1 инерционная втулка 11 сохраняет при этом некоторое время неподвижность (благодаря наличию момента инерции , происходит взаимное перемещение (фиг.2 и 3) упоров корпуса 1 и тормозных колодок 13, подвижно посаженных на штифты 12 втулки 11. При этом упоры 14 набегают на внутренние скосы колодок 13, раздвигая колодки до упора в стенку скважины и подзаводя одновременно возвратные пружины 15- После этого корпус 1 приобретает круговую неподвижность (заклинивается), а усилие прижима колодок к стенке скважины поддерживается за счет дальнейшего воздействия реактивного момента. Таким образом на скосах происходит преобразование реактивного момента в усилие прижатия. Измерение расхода производится следующим образом. Поток контролируемой среды последовательно проходит через окна 3, измерительный канал 2 i окна А ( направление движения потока на чертеже показано стрелками). Так как прямолопастная крыльчатка при этом совершает вращательное движение, поток нагружает вращающий крыльчатку электродвигатель моментом сопротивления вращению, пропорциональным массовому расходу. О величине момента (расхода) судят по величине потребляемого тока. После окончания процесса измерений (или при необходимости перемещения прибора в иную точку) инерционный тормоз растормаживают. Для этого в обмотку статора подают кр.31ковременный электрический импульс с одновременным изменением фазы. При этом двигатель мечяет направление вращения на обратное, и тормоз растормаживается. Применение двух идентичных тормозов, расположенных на противоположных концах корпуса, позволяет по высить поперечную устойчивость закрепленного прибора. Возложение на инерционный тормоз функций пакера позволяет направлять весь контролируемый поток в измерительный канал и повысить точность измерений. Кроме того, отпадает необходимость в установке специального пакера. Формула изобретения 1. Устройство для измерения расхода влажного пара, содержащее корпус с измерительным каналом, прямолопастную крыльчатку, установленную на валу, и электродвигатель, ротор которого размещен на крыльчатке, а статор - в корпусе, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности измерения расхода в скважине с-использованием гибкой кабельной подвески, оно снабжено раз мещенным на одном конце корпуса инер ционным тормозом, выполненным в виде свободно установленной в корпусе втуЬки со штифтами, на которых установлены с возможностью взаимодействия с укрепленными в корпусе упорами подпружиненные тормозные колодки. 2.Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения поперечной устойчивости корпуса, оно снабжено дополнительным инерционным тормозом, установленным на другом конце корпуса. 3.Устройство по п.1, о т л и чающееся тем, что, с целью обеспечения пакерования скважины, оно снабжено дополнительным инерционным тормозом, установленным непосредственно под первым со смещением относительно оси для перекрытия тормозными колодками сечения скважины. Источники информации,. принятые во внимание при экспертизе 1. Агейкин Д. И. и др. Датчики контроля и регулирования. М., Машиностроение, 1965, с. 78 (прототип) .

f