Комплексный скважинный прибор

 

Изобретение относится к геофизическим исследованиям и м.б. использовано для гидродинамических измерений в скважинах. Цель - повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей прибора. Для этого многофазный концентратомер 12 выполнен в виде двух полых акустических резонаторов (Р) 15 и 16, выведенных из полости охранного кожуха 19 в исследуемую среду. В нижнем торце одного Р 15 размещен чувствительный элемент т-ра 17. В нижней части другого Р 16 вмонтирована чувствительная мембрана манометра

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 дц4 Е 21 В 4710

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4158214/23-03 (22) 05. 12.86 (46) 23.01.89. Бюл. № 3 (71) Уфимский нефтяной институт (72) С. А. Баталов, Ю. Д. Коловертнов, А. И. Дунаев и Ф. Е. Лепин (53) 550.83 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 987547, кл. G 01 V 1/40, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 1160344, кл. G 01 V 1/40, 1983.

Померанц Л. И. и др. Аппаратура и оборудование геофизических методов исследования скважин.— М.: Недра, 1985, с. 223—

224.

„„SU„„1452958 (54) КОМПЛЕКСНБ)И СКВАЖИННЫЙ

ПРИБОР (57) Изобретение относится к геофизическим исследованиям и м.б. использовано для гидродинамических измерений в скважинах.

Цель — повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей прибора. Для этого многофазный концентратомер 12 выполнен в виде двух полых акустических резонаторов (Р) 15 и 16, выведенных из полости охранного кожуха 19 в исследуемую среду. Ц нижнем торце одного

P 15 размещен чувствительный элемент т-ра

17. В нижней части другого P 16 вмонтирована чувствительная мембрана манометра

1452958

18. П ри бор имеет электром агнитный локатор муфт 6. Выводы магниточувствительного элемента последнего подключены к входам термокондуктивного флуктуационного расходомера. Размещение резонатора P 15 позволяет повысить точность измерения т-ры за счет предотвращения отложений парафинов и загрязнений торца P 15, испытывающего колебания. Размещение мембраны в нижнем

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин и может быть использовано при гидродинамических измерениях в скважинах. !

Цель изобретения — повышение точнос1 ти измерений и расширение функциональных возможностей прибора.

На чертеже изображен комплексный скважинный прибор.

На чертеже показана обсадная колонна скважины 1. Комплексный скважинный прибор 2 включает каротажный кабель 3 с кабельной головкой 4, защитный кожух 5 прибора, внутри которого размещен электромагнитный локатор муфт 6, состоящий из электромагнитов 7 и сердечников 8 с магниточувствительным элементом 9 внутри втулки !

О, телеметрический блок !1, многофазный концентратор 12, состоящий из электромагнитной системы возбуждения 13 и съема 14 автоколебаний первого 15 и второго 16 полых резонаторов, чувствительные элементы 2{) термометра 17 и манометра 18, охранный кожух 19 с прорезями, манжета 20, вертушка

21, постоянный магнит 22, подпятник 23, герметичный корпус 24, содержащий магниточувствительный элемент 25, приборный наконечник 26 с отверстием под балластный груз.

Верхнее основание прибора 2 состоит из взаимосвязанных одножильного каротажного кабеля 3 и стандартной кабельной головки 4. 30

Защитный кожух 5 скважинного прибора

2 выполнен из нержавеющей стали, обладающей антимагнитными свойствами, внутри которого размещен электромагнитный локатор муфт, телеметрический узел 11 и многофазный концентратомер 12 примесей. 35

Электромагнитый локатор муфт 6 служит для точной привязки местоположения комплексного скважинного прибора 2 к глубине скважины 1, а также для отбивки уровня кровли и подошвы пласта в скважине 1 по перфорированному интервалу и состоит из электромагнитов 7, размещенных на серторце P 16 позволяет проводить компенсацию результатов измерений объемных концентраций примесей по изменяющемуся в широких диапазонах давлению скважинной среды. Это проводится за счет изменения геометрии мембраны, что способствует изменению «привнесенной массы» автоколебательной системы концентратомера 12. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

2 дечнике 8, в зазорах которого вмонтирован магниточувствительный элемент 9 с жестким креплением с помощью втулки 10. Для обеспечения целостности конструкции внутренняя полость втулки 10 дополнительно залита термостойким компаундом (не показано). В качестве магниточувствительного элемента 9 использован магнитодиод, работающий в режиме магниторезистора.

Телеметрический блок 11 представляет собой конструктивно печатную плату электрических схем первичных измерительных преобразователей, программно-управляемого блока автогенерации концентратомера 12, многофазных примесей и узел скважинной телеметрической системы, выход которой электрически соединен через провод каротажного кабеля 3 с входом наземной телеметрической системы (не показана), а другие входы и выходы скважинной телеметрической системы подключены к скважинному аппаратурному тракту.

При таком агрегатировании составных узлов комплексного прибора 2 устанавливается возможность дополнительных измерений скоростей движения исследуемого среды электромагнитным и термокондуктивным методами с помощью магниточувствительного элемента 9 локатора муфт 6 и чувствительного элемента термометра !7. 11ри этом электромагнитный метод измерения меняющихся скоростей потока исследуемой среды основан на измерениях магнитных проницаемостей дискретных ее масс. А термокондуктивный метод измерения меняющихся скоростей движения потока жидкости основан на регистрации разных теплоемкостей разных дискретных масс скважинной среды.

Выполнение конструкции концентратомера 12 с двумя резонаторами 15 и 16 и электромагнитами 13 и 14 позволяет образовать единую колебательную систему для работы в трех разных режимах автоколебаний при управлении телеметрическим блоком 11.

При низкочастотнем режиме автоколебания от I до 200 Гц концентратомер 12 работает

1452958

30

ВНИИПИ Заказ 7143/23 Тираж 514 Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 при измерении объемных концентраций твердой фазы скважинной среды в виде песка, глины и т.д., в среднечастотном режиме актоколебания от 200 до 3000 Гц — жидкой неразмешанной фазы, а в высокочастотном (свыше 3000 Гц) — газообразной фазы.

Принцип работы такого концентратомера

12 заключается в том, что в жидкости под воздействием упругих колебаний происходит колебание частиц определенной дисперсной фазы, амплитуды которых определяются силой вязкого сопротивления, испытываемой при взаимодействии этих частиц со сплошной средой. Кроме того амплитуда колебаний зависит от инерционности частиц и частоты воздействия упругих колебаний, развиваемых в разных режимах резонаторами 15 и

16 посредством частотозаданных электромагнитов 13 и 14.

Размещение чувствительного элемента термометра 17 в нижнем торце первого резонатора 15 позволяет повысить точность измерения температуры за счет предотвращения отложений парафинов и загрязнений этого торца, испытывающего колебания.

Размещение упругой мембраны чувстви« тельного элемента манометра 18 в нижнем торце второго резонатора 16 позволяет проводить компенсацию результатов измерений объемных концентраций примесей по изменяющемуся в широких диапазонах давлению скважинной среды. Это проводится за счет изменения геометрии мембраны чувствительного элемента 18 манометра под действием меняющегося давления, что способствует изменению «привнесенной мас"ы» автоколебательной системы концентратомера 12.

При непрерывной протяжке прибора 2 по глубине скважины 1 с помощью манжеты

20 производится его центрироание по сечению ствола скважины 11, а также последовательная изоляция интервалов перфорации

При этом поток скважинкой жидкости устремляется через прорези охранного кожуха

19, вращая лопасти вертушки 21. При изменении скорости углового вращения вала вертушки 21 с помощью магнита 22 изменяется скорость срабатывания магниточувствительного элемента 25, что указывает на изменение скорости движения исследуемой среды.

В командном режиме работы телеметрического блока 11 производится переключение режимов автоколебания концентратомера 12 для измерения объемных концентраций механических примесей газа и жидкой дисперсной фазы исследуемой скважинной среды с одновременными измерениями ее температуры и давления с помощью чувствительных элементов 17 и 18.

Кроме того, по измеренным значениям скоростей потока с помощью вертушечного термокондуктив ного и электромагнитного флуктуационных расходомеров между насосно-компрессорной трубой и интервалом перфорации скважины 1 в ламинарном режиме течения потока производят взаимное корректирование измеренных величин. Благодаря пространственному разнесению этих расходомеров в приборе 2 измерения в интервале перфорации позволяют повысить точность определения интегральных и дифференциальныx продуктивных профилей притока.

Расширение функциональных возможностей прибора достигается за счет дополнительного введения флуктуационных расходомеров и многофазного концентратомера. Повышение точности в 4,5 раза достигается за счет уменьшения инерционности, повышения чувствительности термометра при непрерывных колебаниях его чувствительного элемента и за счет уменьшения методической и инструментальной погрешностей измерения с помощью комплексного прибора, связанных с особенностями учета движения многофазной и многокомпонентной скважинной жидкости, а также габаритными размерами самого устройства.

Форм ула изобретения

1. Комплексный скважинный прибор, содержащий в защитном кожухе подсоединенные к телеметрическому блоку многофазный концентратомер примесей, электромагннтныи локатор муфт. чувствительные элементы термометра и манометра, выведенные из защитного кожуха прибора для непосредственного контакта с исследуемой средой, термокондуктивный флуктуационный расходомер, магниточувствительный элемент, магнитосвязанный с постоянным магнитом, размещенным на валу вертушечного расходомера, который помещен в охранный кожух с прорезями и пакерующим устройством, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения функциональных возможностей прибора, многофазный концентратомер выполнен в виде двух полых акустических резонаторов, выведенных из полости кожуха в исследуемую среду, в нижнем торце первого резонатора размещен чувствительный элемент термометра, в нижнем торце второго резонатора вмонтирована чувствительная мембрана манометра.

2. Прибор по и. 1, отличающийся тем, что выводы магниточувствительного элемента электромагнитного локатора муфт дополнительно подключены к входам термокондукти вного флуктуационного расходомера.