Система для автоматического измерения объемного газосодержания бурового раствора

 

СИСТЕМА ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ ОБЪЕМНОГО ГАЗОСОДЕР7КАНИЯ БУРОВОГО РАСТВОРА, содержащая отбор ное устройство, камеру сжатия, соединенную с первым и вторым клапанами , гидравлическую и, пневматическую линии питания, блок управления и устройство регистрации, о т л и ч а- ,ю ад а я с я тем, что, с целью повышения точности и надежности в работе системы, в нее введены датчики давления и уровня, блок определения объемного газосодерхания пробы бурового раствора и шесть клапанов, причем датчики давления и уровня установлены в камере сжатия и соединеныс входами блока управления и блока определения объемного газосодержания пробы бурового раствора, выход которого подключен к устррйству регистрации, а управляю1чий вход соединен с одним выходом блока управления, другие выходы которого подключены к клапа .нам, при этом камера сжатия и отборное устройство выполнено в виде Vобразных трубок, одно колено камеры сжатия подключено через третий клапан к пневматической линии питания, другое колено камеры сжатия через четвертый клапан соединено с пневматической линией питания,, одно колес $е но отборного устройства-соединено (Л через пятый клапан с гидравлической линией питания, через шестой клапан с с пневматической линией питания и через седьмой клапан с атмосферой, другое колено отборного устройства соединено с первым клапаном, а второй клапан соединен с линией сброса, восьмой клапан соединен с основнанием отборочного устройства, установ ленного в емкости с буровым раствором . о:) 4 00 -si

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) Е 21 В 44/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬП ИЙ (21) 3455282/22-03 (22) 22.06.82 (46) 07 ° 10.83. Бюл. Р 37 (72) A. Г. Аветисов, Е. И. Тарабрин, Л. И. Быков, В. Г. Онищенко и О. В. Адылшин (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (53) 622.254(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 181323, кл. G 01 F 1/36, 1963 °

2. Авторское свидетельство СССР

Р 152317, кл. r, 01 N 7/00, 1961 (прототип). (54)(57) СИСТЕМА ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

ИЗМЕРЕНИЯ ОБЬЕМНОГО ГАЗОСОДЕРЖАНИЯ

БУРОВОГО РАСТВОРА, содержащая отборное устройство, камеру сжатия, соединенную с первым и вторым клапана-. ми, гидравлическую и нневматическую линии питания, блок управления и устройство регистрации, о.т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности и надежности в работе системы, в нее введены датчики давления и уровня, блок определения объемного гаэосодержания пробы бурового раствора и шесть клапанов, причем

„„SU„„1046487 A датчики давления и уровня установлены в камере сжатия и соединены. с входами блока управления и блока определения объемного гаэосодержания пробы бурового раствора, выход которого подключен к устррйству регистрации, а управляющий вход соединен с одним выходом блока управления, другие выходы которого подключены к клапанам, при этом камера сжатия и отборное устройство выполнено в виде Vобразных трубок, одно колено камеры сжатия подключено через третий клапан к пневматической линии питания, другое колено камеры сжатия через четвертый клапан соединено с пневматической линйей питания, одно коле- Я но отборного устройства. соединено через пятый клапан с гидравлической фф линией питания, через шестой клапан Юб с пневматической линией питания и через седьмой клапан с атмосферой, другое колено отборного устройства соединено с первым клапаном, а второй клапан соединен с линией сброса, ааай восьмой клапан соединен с основнанием отборочного устройства, установ- 4ии0 ленного в емкости с буровым раство- ф ром.

87

1 104б4

Изобретение относится к системам контроля и регулирования свойств бурового раствора, используемого при бурении нефтяных и газовых скважин..

Известны Устройства для измерения объемного газосодержания бурово- 5 го раствора, содержащие емкость с буровым раствором и отборное устройство (I 7.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является прибор для определения количества свободного газа в.промывочном растворе, содержащий емкость с буровым раствором, отборное устройство в виде насоса, камеру сжатия, два клапа- 15 на для отсечки пробы, устройство ре гистрации, блок управления, а также пневматическую и гидравлическую линии питания Г2 g.

Оцнако в этом приборе в качестве отборного УСтройства используется насос, который быстро выходит из строя вследствие абраэивности бурового раствора. Кроме того, буровой

Раствор не удаляется полностью из ка-25 меры сжатия из-эа образования застой ных зон, обусловленных тиксотропными свойствами бурового раствора, оставшаяся часть которого вносит значительные искажения при последующих измерениях. Известный прибор не позволяет непосредственно получать значение объемного газосодержания бурового раствора.

11ель изобретения - повышение надежности в работе и точности измерения объемного гаэосодержания бурово-. го раствора.

Поставленная цель достигается тем, что в систему для.автоматического измерения объемного гаэосодержа-40 ния бурового раствора, содержащую отборное устройство, камеру сжатия, соединенную с первым и вторым клапанами, гидравлическую и.пневматическую линии питания, блок управления 45 и устройство регистрации, введены датчик давления и уровня, блок определения объемного гаэосодержания пробы бурового раствора и шесть клапанов, пРичем датчики давления и уровня установлены в камере сжатия и соединены с входами блока управления и блока определения объемного газосодержания пробы буровогО раствора, выход которого подключен к устройству регистрации, а управляющий вход соединен с одним выходом блока управления, другие выходы которого подключены к клапанам, при этом камера сжатия и отборное устройство выполнены в виде V-образных трубок, одно колено камеры сжатия подключено через третий клапан к пневматической линии питания, другое колено камеры сжатия через четвертый клапан соедкнено с пневматической линией питания,65 одно колено отборного устройства =оединено через пятый клапан с гидравлической линией питания, через шестой клапан с пневматической, линией питания и через седьмой клапан с атмосферой, другое колено отборного устройства соединено с первым клапаном, а второй клапан соединен с линией сброса, восьмой клапан соединен с основанием отборного устройства, установленного в емкости с буровым раствором.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемой системы для,автоматического измерения объемного газосо держания бурового раствора. Система содержит отборное устройство 1, ка-, меры 2 сжатия, клапаны 3 и 4 для отсечки пробы, устройство 5 регистрации, блок б управления, датчик 7 давления, датчик 8 уровня, блок 9 определения объемного гаэосодержания . пробы бурового раствора, клапаны 10

15, гидравлическую 16 и пневматичес- кую 17 линии питания.

Отборное устройство 1 выполнено в виде V-образной трубки, в нижней части которой установлен перепускной клапан 12. Отборное устройство 1 с клапанами 12 погружено в емкость (желоб) циркуляционной системы под уровень бурового раствора. Камера 2 сжатия выполнена также в виде V-образной трубки, внутренняя поверхность которой имеет фторопластовое покры-, тие. Отборное устройство 1 и камера

2 сжатия через клапаны связаны с пневматической и гидравлической линиями питаиия.

Система работает следующим образом.

В исходном состоянии открыты -клапаны 3, 4, 12 и 15, все остальные закрыты. Через клапан 12 происходит заполнение буровым раствором отборного устройства 1. Через время, достаточное для заполнения отборйого устройства 1, блок б управления производит переключение клапанов таким образом, что клапаны 3, 4 и 11 оказываются открытыми, остальные клапаны закрыты. Начинается цикл подачи. пробы бурового раствора из отборного устройства 1 в камеру 2.сжаия. После окончания этого цикла блок б управления производит переключение клапанов таким образом, что клапаны 13 и 14 оказываются открытыми, остальные клапаны закрыты. Тем самым производится подача газообразного агента в оба колена камеры 2 сжатия.

Когда сигнал с датчика 7 давления примет заданное значение P блок б управления включит блок 9, который произведет вычисление объемного газосодержания пробы бурового раствора и индикацию его на устройстве 5 регистрации.

1046487

Вычисление производятся по формулам:

100%, г х

= (2Н F + К, P dV .о (Hо- H. ) Fг

10 где à — объемное газосодержание бурового раствора, Ъ;

V — объем газа в пробе бурового раствора, определяемый по закону Бойля-Мариотта

Ч вЂ” объем жидкой фазы в пробе ,бурового раствора, t5

Hо †.уровень в камере сжатия при атмосферном давлении Pц, измеряемый датчиком 8 уровня

H — уровень в камере. сжатия 20

1 после сжатия до давления

P„, измеряемый датчиком 8 уровня;

F — площадь поперечного сечения камеры сжатия, 25

К вЂ” констацта, определяемая .расположением нуля уровнемера и геометрическими характеристиками камеры сжатия. 30

После цикла измерения и регистра-. ции объемного гаэосодержания пробы бурового раствора блок 6 управления производит переключение клапанов так, что клапаны 4 и 13 оказываются откры-З5 тими, а остальные закрытыми. При этом проба раствора под действием давления газообразного агента удаля- ,ется иэ камеры 2 сжатия в линию слива.

После цикла удаления пробы бурового раствора иэ камеры 2 сжатия блок

6 управления производит .переключение клапанов так, .что клапаны 3, 4 и 10 оказываются открытыми, все остальные закрытыми. При этом происходит.промывка отборного устройства 1 и камеры 2 сжатия жидким агентом.

После окончания цикла промывки системы жидким агентом блок 6 управ- ления производит переключение клапанов так, что клапаны 3, 14 и 15 оказываются открйтыми, остальные клапа.ны закрыты. При этом происходит продувка камеры 2 сжатия и отборного устройства 1 газообразным агентом.

После окончания цикла продувки системы газообразным агентом блок 6 управления переключает клапаны так, что клапаны 3, 4, 12 и 15 оказываются открытыми., а остальные — закрытыми,т.е. система приходит в исходное состояние. Дальнейшая работа системы происходит так, как было описано выше.

Предлагаемое выполнение отборного устройства позволяет исключить насос в тракте подачи бурового раствора, что значительно повышает надежность системы в работе.

Выполнение камеры сжатия в виде

Ч-образной трубки и периодические промывки и продувки ее исключают влияние остатков предыцущей пробы на результат измерения, что повышает точность измерения.

Предлагаемое устройство мало чувствительно к утечкам в клапанах и их засорению, что также повышает точность и надежность его в работе.

1046487

Закаэ 7691/34 Тираж 603

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, М-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель И. Наэаркина

Редактор A. Коэориэ Техред д,Метелева Корректор В. Бутяга