Расходомер

 

РАСХОДОМЕР, содержащий корпус , верхний и нижний подвижный центраторы , фиксатор нижнего центратора. электромагнитный привод, измерительную турбинку с раскрьтающими лопастями , пружину сжатия и подвижную распорную втулку, отличающийс я тем, что, с целью повышения надежности раскрытия лопастей турбинки в средах с большим содержанием механических примесей, он снабжен управляемым фильтр-стаканом, включающим откидьшающееся дно и наклонную рабочую поверхность, внутри которого установлена турбинка в сложенном положении, причем фильтр-стакан связан через фиксатор и подвижный упор с якорем электромагнита и через подвижную втулку - с нижним подвижным центратором. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (I9) SU(II) 4(у) Е 21 В 47/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21 ) 3662299/22-03 (22) 17.11.83 (46) 07.04.85. Бюл. В 13 (72) А. С. Федорченко (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт .геофизических исследований геологоразведочных скважин (53) 622.241(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

1Ф 667812, кл. Е 21 В 47/10, 1976.

2. Патент США Ф 3934467, кл. 73-155, опублик. 1978 (прототип). (54) (57) РАСХОДОИЕР, содержащий корпус, верхний и нижний подвижный центраторы, фиксатор нижнего центратора, электромагнитный привод, измерительную турбинку с раскрывающими лопастями, пружину сжатия и подвижную распорную втулку, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности раскрытия лопастей турбинки в средах с большим содержанием механических примесей, он снабжен управляемым фильтр-стаканом, включающим откидывающееся дно и наклонную рабочую поверхность, внутри которого установлена турбинка в сложенном положении, причем фильтр-стакан связан через фиксатор и подвижный упор с якорем электромагнита и через подвижную втулку — с нижним подвижным центратором.

1 1 148

Изобретение относится к технике промыслово- геофиз иче ских ис следований скважин.

Известен расходомер, в котором защита подшипниковых опор от засорения абразивными частицами скважинного флюида осуществляется стаканом, герметично посаженным своим дном на ось и заполненным средой с более высоким удельным весом, чем удель- 10 ный вес скважинной жидкости с абразивными частицами (1), Однако в этом расходомере сама турбинка в процессе спуска в исследуемый интервал не защищена от засо- 15 рения механическими примесями, находящимися в скважинной жидкости, а .защищен лишь подшипниковый узел, что значительно снижает надежность работы расходомеров такого типа . 20 (турбинные}.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является расходомер, содержащий корпус, верхний и нижний подвижный центраторы, уст- 35 ройство для фиксации нижнего центратора, электромагнитный привод, измерительную турбинку с раскрывающимися лопастями, пружину сжатия и подвижную распорную втулку (2j .

Недостатками известного расходомера являются отсутствие защиты самой турбинки и механизма, осуществляемого раскрытие ее лопастей (пружины сжатия, подвижной втулки и т.д.) от абразивных частиц в процессе спуска расходомера по насосно-компрессорным . трубам (НКТ) в исследуемый интервал, а также ненадежность, так как расходомер содержит устройство для защиты подшипников от абразивных частиц, состоящее из нескольких узлов, что значительно снижает надежность его работы.

Целью изобретения является повышение надежности раскрытия лопастей турбинки в средах с большим содержанием механических примесей.

Указанная цель достигается тем, что расходомер, содержащий корпус, 50 верхний и нижний подвижный центраторы, фиксатор нижнего центратора, электромагнитный привод, измерительную турбинку с раскрывающимися лопастями, пружину сжатия и подвижную 55 втулку, снабжен управляемым фильтрстаканом, включающим откидывающееся дно и наклонную рабочую поверхность, 998 внутри которого установлена турбинка в сложенном положении, причем фильтр-стакан связан через фиксатор и подвижный упор с якорем электромагнита и через подвижную распорную втулку — с нижним подвижным центратором.

На фиг. 1 показана общая компоновка предлагаемого расходомера, на фиг. 2 — электромагнитный привод и узел турбинки в рабочем положении, на фиг. 3 — положение фильтр-стакана и узла его фиксации в процессе спуска по НКТ и транспортировании.

Расходомер состоит (фиг. 1) из следующих основных узлов: турбинки 1 в сборе, содержащей узел съема сигнала о частоте вращения турбинки и узел защиты подшипниковых опор от абразивных частиц электромагнитного привода 2 с фильтр-стаканом 3, нижнего продольно-подвижного центратора 4, фиксатора 5 нижнего подвижного центратора на штанге в процессе спуска по НКТ и во время исследований в эксплуатационной колонне, верхнего центратора 6, двух центральных штанг — верхней (не показана) и нижней 7, пружины 8 сжатия, приборного окончания 9, подвижной распорной втулки 10 с размещенным в ней фиксатором 11 постоянно под †. пружиненным упругим кольцом 12.

Электромагнитный привод (фиг. 2) состояит из следующих узлов и деталей: корпуса 13 и переходника 14, образующих внутреннюю полость, заполняемую кремнийорганической жидкостью или трансформаторным маслом, в которую помещен электромагнит 15, содержащий дополнительно подвижный подпружиненный упор 16, компенсатора скважинного давления, выполненного в виде поршня 17, фиксатора 18,. удерживающего подвижный фильтр-стакан в надвинутом на лопасти положений (фиг. 3),пружины 8 сжатия, упирающейся одним концом в бурт переходника 19, а другим — в бурт подвижного фильтр-стакана 3.

Фильтр-стакан 3 (фиг. 3) включает откидывающееся дно 20, временно зафиксированное при помощи пружинок 21, а также наклонную рабочую поверхность 22. Откидывающееся дно содержит множество сквозных отверстий малого диаметра 23, предназнаследую3 11489 ченных для фильтрования скважинной жидкости.

Расходомер работает следующим образом.

Перед спуском в скважину и в процессе движения по НКТ лопасти турбинки в сложенном положении находятся внутри подвижного фильтр-стакана 3, зафиксированного в таком положении при помощи фиксатора 18 f0 (фиг. 3) . Фильтр-стакан, оснащенный дополнительно откидывающимся дном 20 совместно с корпусом 13, образуют таким. образом своеобразную камеру, в которой в процессе спуска по НКТ в отфильтрованной от механических примесей скважинной жидкости размещен весь измерительный узел турбинки 1

Верхний и нижний центраторы нахо20 дятся в сложенном положении, причем нижний центратор зафиксирован временно от перемещения по центральной штанге 7 фиксатором 5 (фиг. 1) и

25 дополнительно предохранительньи фиксатором 11, расположенным одним концом в подвижной распоркой втулке 10, а другим — в канавке 24, выполненной на центральной штанге. Один бурт этой канавки, расположенный ближе к турбинке, выполнен в виде наклоно ной плоскости с углом 30-40

В процессе движения по НКТ íà определенной выбранной глубине сраба- 35 тывают поршни центраторов, переводя тем самым их рычаги в подпружиненное состояние, которые после выхода из

НКТ занимают рабочее положение, обеспечивая центрирование расходомера 40 в эксплуатационной колонне. После этого по команде с поверхности срабатывает электромагнитный привод, как описано ниже, освобождая тем самым от фильтр-стакана 3 лопасти 45 турбинки f которые при встрече с дном 20 отбрасывают его. Скорость .вращения турбинки регистрируется наземной аппаратурой при помощи постоянного магнита и герконов. 50

Электромагнитный привод срабатывает следующим образом.

В процессе спуска по НКТ элементы привода: фиксатор 18, пружина 8 сжатия, подвижный фильтр-стакан 3, 55 подвижный упор 16, находятся в замкнутом положении, показанном на фиг. 3 (положение устройства в про98 4 цессе спуска по НКТ и транспортировании) .

После выхода из Н КТ по к ом анде с поверхности электромагнитный привод срабатывает следующим образом: электромагнит 15 после подачи тока на него смещает толкателем 25 якоря подвижный упор 18, освобождая тем самьи фиксатор 18. В результате этого срабатывает пружина 8, перемещающая подвижный фильтр-стакан 3 вдоль корпуса 13, утапливая одновременно внутрь его фиксатор 18 при помощи наклонной рабочей плоскости 22, выполненной в фильтр-стакане 3. Переместившийся фильтр-стакан освобождает тем самым лопасти турбинки, которые за счет пружин 26 кручения переводятся в рабочее положение.

По окончании исследований в эксплуатационной колонне расходомер через НКТ с помощью геофизического кабеля 12 (фиг. 1) поднимают на поверхность, осуществляя тем самым одновременно складывание лопастей турбинки.

Складывание происходит щим образом.

Верхний центратор 6 (фиг. 1), предназначенный в данном случае только для центрирования и поэтому расположенный между приборным окончанием 9 и фиксатором 5, препятствующими продольному перемещению его в рабочем положении по штанге, соединяющей их, но установленный между ними с зазором, обеспечивающим свободное вращение вокруг нее, складывается при затаскивании в

НКТ, как обычный центратор. При дальнейшем затаскивании расходомера в НКТ при встрече с воронкой НКТ сработает устройство 5 для фиксации, освободив тем самым нижний центратор 4 (фиг, 1) от связи,с центральной штангой 7. Нижний центратор в свою очередь нри встрече с

НКТ, преодолев усилие предохранительного фиксатора 11, а также усилие сжатия пружины 8 (сила упругости ее выбрана в 3-4 раза меньшей, чем у пружин центратора) в рабочем положении сначала переместится вниз по центральной штанге до упора 26, сместив соответственно подвижную распорную втулку 10 и подвижный

1148998

15

27

26 фильтр-стакан 3, который закроет лопасти турбинки, а затем сложится так же, как и верхний центратор.

Фиксация подвижного фильтр-стакана 3 относительно несущей центральной штанги 7 при подъеме после закрытия лопастей турбинки осуществлена при помощи постоянно подпружиненного предохранительного фиксатора 11, который при перемещении подвижной втулки 10 вместе с нижним центрато— ром, при затаскивании в НКТ, попав своим концом в канавку 27, расположенную на штанге 7, окончательно зафиксирует его.

Положительный эффект предлагаемого ,расходомера достигается за счет повышения надежности раскрытия лопастей турбинки у эффективности при использовании фильтр-стакана (в совокупности с устройством для центрирования скважинных приборов) для закрытия лопастей при подъеме расходомера на поверхность.

В результате этого значительно упрощается конструкция скважинных дистанционно управляемых приборов вследствие неприменения электродвигателей, редукторов, ходовых винтов и т.п., используемых для управления во многих геофизических приборах, повышается надежность, появляется возможность проводить исследования о в глубоких термальных (выше + 80 С) скважинах.

За базовыи объект можно принять любой дистанционно-уравляемый расходомер турбинного ти а. Однако такие расходомеры обладают воэможностью засорения и заклинивания турбинки в процессе спуска по НКТ, низкой термостойкостью из-за отсутствия о те рмо стойких (выше + 80 С) и н адеж— ных электродвигателей.

В настоящее время изготовлен и готовится к скважинным испытаниям макет предлагаемого расходомера, оснащенного турбинкой со складывающимися лопастями и фильтр-стаканом.

1 148998

Составитель И.Карбачинская

Техред А.Кикеиезей Корректор А.Тяско

Редактор Г.Волкова

Заказ 1842/22

Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4