Устройство для определения направления заколонных потоков в скважине

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Цель - повышение точности определения и надежности работы устройства. Оно содержит цилиндрический корпус 1 и установленный вдоль продольной оси нагреватель 7. Выше и ниже нагревателя 7 размещены датчики 6 т-ры, состоящие из корпуса и чувствительного элемента. Последний выполнен в виде многослойных дифференциальных термопар 16, которые попарно соединены между собой и размещены на рабочей поверхности датчиков 6. Поверхности термопар 16 выполнены из теплопроводного электроизоляционного материала. В зависимости от направления движения заколонного потока местоположение повышения т-ры стенки колонны будет выше или ниже нагревателя 7. Соответственно и местоположение "горячих" и "холодных" термопар 16, установленных на датчиках 6, будет меняться. По абсолютной величине разности т-р в местах прижатия датчиков 6, на основе тарировочной кривой, полученной заранее на стенде, имитирующем скважину, можно судить о скорости движения заколонного потока. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦ }АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫтИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4388014/23-03, (22) 04.03.88 (46) 30.12,89. Вюл. 0 48 (71) Институт физико-технических проблем энергетики АН ЛитССР (72) В.--А.С.Илгарубис и П.И.Дауетас (53) 622.241 (088.8)- ) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1461893, кл. Е 21 В 47!06, 1987..„Я0„„1532691 А1 (51)4 Е 21 В 47/06

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ ЗАКОЛОННЫХ ПОТОКОВ В СКВА ЖИНЕ (57) Изобретение относится к нефтедобывающей пром-сти. Цель — повышение точности определения и надежности работы устр-ва. Оно содержит цилиндрический корпус 1 и установлен18

1532691, mjA вдоль продольной оси нагреватель 7. Выше и ниже нагревателя 7

° размещены датчики 6 т-ры, состоящие из корпуса и чувствительного элемен5 та. Последний выполнен в виде многослойных дифференциальных термопар 15, кОторые попарно соединены между собой и размещены на рабочей поверхности датчиков 6. Поверхности термопар 15 10 в шолнены из теплопроводного электроизоляционного материала. В зависимос| ти от направления движения заколонно- г ! !

Изобретение относится к устройствам для нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для

aîïðåäåëåíHÿ наличия и направления за олонных потоков в скважине.

Цель изобретения — повышение точности определения направления зако онных потоков в скважине и повып ение надежности работы устройства.

На фиг.1 изображено устройство, 1 азрез, на фиг.2 — разрез А-А на

° ° иг.1; на фиг.3 - упрощенная электическая схема соединения термопар в паре датчиков.

Устройство состоит из цилиндри1 еского корпуса 1, в котором установлена полая вставка 2, застопо ренная по концам пробкой 3 и втулкой 35

4, в отверстиях 5 вставки 2 установ1) пены два датчика б температуры и нагреватель 7, наконечники 8, которые снабжены пружиной 9 между корпусом

1 и толкателем 10 или выемкой 11 на толкателе 10 (в случае рабочего состояния устройства) . При этом между нагревателем 7 и датчиками б в выемках 11 симметрично установлены фик45 саторы 12.

Каждый из двух датчиков 6 (фиг.2) состоит из сборного каркаса 13, сделанного из электроизоляционного материала (например, текстолит„ пропитанный бакелитовым лаком), на наружную рабочую цилиндрическую часть которого через канавки 14 проведены и прикреплены медконстантановые термопары .15, покрытые тонким слоем теплопроводного электроизоляционного материала (лака), максимальное коли=. .чество которых определяется из реальных технических возможностей, таких го потока местоположение повьппения т-ры стенки колонны будет выше или ниже нагревателя 7. Соответственно и местоположение "горячих" и "холодных" термопар 15, установленных на датчиках 6, будет меняться. По абсолютной величине разности т-р в местах прижатия датчиков 6 на основе тарировочной кривой, полученной заранее на стенде, имитирующем скважину, можно судить о скорости движения заколонного потока. 3 ил. как диаметр устройства. Для полного исключения движения жидкости между датчиками б и внутренней стенкой трубы скважины (на фиг.2 не показана) по всему наружному периметру рабочей поверхности каждого датчика

6 установлены резинбвые манжеты 16.

Выводы от многослойных дифференциальных термопар 15 проводами 17.подключаются к чувствительному милливольтметру 18. Нагреватель 7 питается электротоком от стабилизированного источника 19 энергии.

Упрощенная электрическая схема соединения термопар 16 двух датчиков 6 показана на фиг.3, где для упроще» ния схемы показано лишь 5 термопар 15 на обоих датчиках 6, тогда как практически целесообразно иметь от 10 до 50 шт. в зависимости от конкретных условий (толщины стенки трубы и т.д.). Дифференциальные термопары каждого датчика попарно соединены между собой пучком медноконстантановых проводов 20 и размещены на рабочей поверхности датчиков.

Работа устройства основана на измерении изменения величины и -полярности электродвижущей силы {ЭДС) системы последовательно соединенных термопар 15 в зависимости от температуры внутренней стенки колонны выше и ниже нагревателя 7.

Устройство работает следующим образом.

На специальном кабеле устройство опускается в скважину на необходимую глубину и прижимается к внутренней стенке колонны, После этого при помощи глубинного скважинного электродвигателя толкатель 1О опус-, 1 532691 кается, вследствие чего наконечники

8 попадают в выемки 11 и под действием пружин 9 нагреватель 7 и датчики 6 выдвигаются из устройства и плотно прижимаются к внутренней стенке колонны, т.е. занимают положение, соответствующее показанному на фиг. 1. Затем в нагреватель 7 из стабилизированного источника 19 тока подается электрический ток определенной при тарировке.величины. Электронагреватель 7 передает тепло в основном стенке трубы колонны. В зависимости от направления движения заколонного потока местоположение noebaac.íèÿ температуры стенки колонны выше или ниже нагревателя 7. Соответственно и местоположение "горючих" и холодных" многослойных диффеоенциальных термопар 15, установ..к . ле. Äba на двух датчиках 6, меняется.

От этого меняется и.полярность ЭДС, которая определяется по показаниям милливольтметра 18, по которой судят о направлении движения заколонного потока. По абсолютной величине pasности температур в местах прижатия датчиков 6 на основе тарировочной кривой, полученной заранее на стенде, имитирующем скважину, судят и о скорости движения заколонного потока.

Изобретение позволяет более точно и оперативно определить наличие и направление заколонных потоков и существенно повысить надежность работы устройства, что важно при измерениях в сложных скважинных условиях. При этом чувствительность предлагаемого устройства выше на 15-25Х (в зависимости от скорости потока в заколонном пространстве)..

Формула изобретения

Устройство для определения направления заколонных потоков в скважине, включающее цилиндрический корпус и установленные вдоль его продольной оси нагреватель и размещенные выше и ниже нагревателя датчики темпера20 туры, состоящие из корпуса и чувствительного элемента, выполненного в виде многослойных дифференциальных термопар, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности

25 определения и надежности работы устройства, дифференциальные термопары каждого датчика попарно соединены между собой и размещены на рабочей поверхности датчиков, причем поверх30. ности термопар выполнены из теплопроводного электроизоляцнонного материала.

1532691

Составитель Г.Маслова

Редактор М.Недолуженко Техред А.Кравчук Корректор М.Кучерявая

Заказ 8080/42 Тираж 514 Подписное, 3НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при I KHT СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101