Скважинный расходомер

 

Изобретение относится к измерительной технике для контроля разработки нефтяных и газовых месторождений. Цель - повышение чувствительности. Для этого расходомер имеет шток с полым цилиндрическим наконечником и обтекателем с двумя ребрами. Расходомер также имеет два неравных плеча, короткое из которых выполнено в виде шара, установленного в полом цилиндрическом наконечнике штока, противоположный конец которого соединен с чувствительным элементом датчика, на конце длинного плеча маятника, выступающего за корпус, параллельно его оси установлена Изобретение относится к измерительной технике для контроля разработки нефтяных и газовых месторождений и может быть использовано для измерения расхода. Целью изобретения является повышение чувствительности скважинного расходомера . На фиг.1 изображен расходомер, общий вид; на фиг.2 - то же, вид сбоку. Скважинный расходомер содержит корпус 1. переходник 2, обтекатель 3. пластину пластина. На торце корпуса и на длинном плече маятника закреплен уплотнительный элемент, выполненный в виде эластичного сильфона, на корпусе установлен обтекатель , выполненный в виде двух клиновидных тел, соединенных между собой двумя ребрами. Последние размещены диаметрально противоположно друг другу в плоскости качения маятника. На коротком плече маятника установлен демпфер, выполненный в виде втулки, Ось выполнена с кернами на концах, а опора - в виде подпятника . Для предохранения пластины и маятника при спуске в скважину имеется обтекатель, представляющий собой два клиновидных тела, связанных между собой двумя ребрами. Клиновидные тела направляют поток на пластину, а ребра расположены со стороны плоскостей пластины, т.е. со стороны , с которой наиболее сильно подвержена влиянию потока пластина. Ребра обеспечивают воздействие на пластину только продольных потоков, идущих вдоль скважины, и затеняют плоскости пластины от потоков, направленных перпендикулярно к геометрической оси скважины. 2 ил. 4, маятник 5 с осью 6, опоры 7, демпфер 8, шток 9, датчик 10, изоляторы 11 и уплотнительный элемент в виде сильфона 12. Корпус 1 выполнен в виде цилиндрического тела со сквозным осевым отверстием. В средней части корпуса 1 выполнено гнездо А. В нижней части корпуса 1 размещены опоры 7 в виде подпятников, в которых расположена ось 6, концы которой выполнены в виде кернов. Маятник 5 имеет два неравных плеча: короткое и длинное. Короткое сл с о XI XI го ю о

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 47/10

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4732900/03 (22) 29.08.89 (46) 15.09.91. Бюл. М 34 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики (72) 3,Т. Хамадеев и Г.А. Белышев (53) 622,241 (088.8) (56) Д.И. Агейкин и др. Датчики контроля и регулирования. М.: Машиностроение, 1965, с. 717 — 718. (54) СКВАЖИННЫЙ РАСХОДОМЕР (57) Изобретение относится к измерительной технике для контроля разработки нефтяных и газовых месторождений. Цель— повышение чувствительности. Для этого расходомер имеет шток с полым цилиндрическим наконечником и обтекателем с двумя ребрами, Расходомер также имеет два неравных плеча, короткое из которых выполнемо в виде шара, установленного в полом цилиндрическом наконечнике штока, противоположный конец которого соединен с чувствительным элементом датчика, на конце длинного плеча маятника, выступающего эа корпус, параллельно его оси установлена

Изобретение относится к измерительной технике для контроля разработки нефтяных и газовых месторождений и может быть использовано для измерения расхода.

Целью изобретения является повышение чувствительности скважинного расходомера.

На фиг.1 изображен расходомер, общий вид; на фиг.2 — то же, аид сбоку.

Скважинный расходомер содержит корпус 1, переходник 2, обтекатель 3, пластину

„„!Ж„„167729О А1 пластина. На торце корпуса и на длинном плече маятника закреплен уплотнительный элемент, выполненный в виде эластичного сильфона, на корпусе установлен обтекатель, выполненный в виде двух клиноаидных тел, соединенных между собой двумя ребрами, Последние размещены диаметрально противоположно друг другу в плоскости качения маятника. На коротком плече маятника установлен демпфер, выполненный в виде втулки, Ось выполнена с кернами на концах, а опора — в виде подпятника. Для предохранения пластины и маятника при спуске в скважину имеется обтекатель, представляющий собой два клиновидных тела, связанных между собой двумя ребрами, Клиновидные тела направляют поток на пластину, а ребра расположены со стороны плоскостей пластины, т,е. со стороны, с которой наиболее сильно подвержена влиянию потока пластина, Ребра обеспечивают воздействие на пластину только продольных потоков, идущих вдоль скважины, и затеняют плоскости пластины от потоков, направленных перпендикулярно к геометрической оси скважины. 2 ил, 4, маятник 5 с осью 6, опоры 7, демпфер 8, шток 9, датчик 10, изоляторы 11 и уплотнительный элемент в виде сильфона t2. Корпус 1 выполнен а виде цилиндрического тела со сквозным осевым отверстием, В средней части корпуса 1 выполнено гнездо

А. В нижней части корпуса 1 размещены опоры 7 в аиде подпятников, а которых расположена ось 6, концы которой выполнены в виде керноа. Маятник 5 имеет два неравных плеча: короткое и длинное. Короткое

1677290 плечо заканчивается шаром 13, а на длинном закреплена сменная пластина 4 под углом к геометрической оси расходомера и параллельно оси 6. В переходнике 2 выполнена полость Б, где размещен датчик 10, выводы которого через конические изоляторы 11 пропущены к вторичному преобразователю (не показан), Полость Б сообщена с гнездом А с помощью канала С, расположенного вдоль датчика 10 и штока 9. Полость Б, гнездо А и канал С совместно образуют камеру, заполненную электроизоляционной жидкостью. Сильфон 12 выполнен эластичным и закрепленным с одной стороны на большем плече маятника 5, а с другой — на торце корпуса 1, и отделяет камеру от внешней среды. В качестве датчика 10 используется силовой тензопреобразователь, содержащий мембрану 14 с тензорезисторами и чувствительный элемент в виде рычага 15, Шток 9 выполнен в виде стержня, один конец которого жестко соединен с рычагом 15, а другой конец выполнен в виде полого цилиндрического наконечника, в который входит шар 13 маятника 5, образующие между собой подвижное соединение. Демпфер 8 имеет форму полой втулки, размещен на коротком плече маятника 5 и охватывает часть штока

9 и маятника 5. Демпфер 8 выполняет функцию противовеса и обеспечивает балансировку системы маятника 5 относительно оси

6. Обтекатель 3 представляет собой два клиновидных тела В, связанных двумя ребрами Г, расположенными диаметрально противоположно друг другу в направлении плоскости качения маятника 5. Обтекатель

3 предназначен для предохранения пластины 4 и маятника 5 от механического повреждения и для защиты пластины от бокового потока.

Устройство работает следующим образом.

Работа расходомера основана на использовании кинетической энергии потока скважинной жидкости. Поток, воздействуя на пластину 4, отклоняет маятник 5, при этом шар 13 маятника 5, взаимодействуя со штоком 9, отклоняет рычаг 15, который деформирует.мембрану 14 датчика 10, вызывая изменение выходного сигнала, поступающего через выводы и изоляторы 11 к вторичному преобразователю.

Устранение пульсаций потока обеспечивается демпфером 8, который совершает колебательные движения в гнезде А. Изменяя зазоры между демпфером 8 и корпусом

1, устанавливается требуемая степень демпфирования, Демпфирование обеспечивается за счет гидравлического сопротивле5

55 ния в зазорах при перетекании масла в гнезде А с одной стороны демпфера 8 на другую при отклонении маятника 5, Кроме того, демпфер 8 служит для обеспечения балансировки маятника 5 относительно оси 6, Балансировка обеспечивается подбором массы демпфера 8 и его места установления на коротком плече маятника

5. Установка демпфера компенсирует вес длинного плеча маятника с пластиной 4 и устанавливает равенство моментов сил веса плеч маятника 5 относительно оси 6, установленной в подпятниках 7. Балансировка устраняет влияние силы тяжести элементов маятника 5 на показания расходомера в связи с возможностью отклонения оси исследуемой скважины от вертикали.

Работоспособность расходомера обеспечивается в широком температурном диапазоне от -50 С до 120 С за счет сильфона

12, который позволяет вследствие эластичности увеличивать объем изоляционной жидкости в камере при ее тепловом расширении вследствие повышения температуры.

Кроме того, сильфон 12 исключает вытекание изоляционной жидкости из камеры, т.е. является эластичным уплотнительным элементом. Через сильфон .12 осуществляется передача давления внешней среды в полость камеры. Давление через полость гнезда А по каналу С проходит в полость Б и воздействует с обеих сторон мембраны 14, обеспечивая компенсацию влияния внешнего давления на показания датчика.

Для предохранения пластины 4 и маятника 5 при спуске в скважину на расходомере имеется обтекатель 3, представляющий собой два клиновидных тела В, связанные между собой двумя ребрами Г. Клиновидные тела В направляют поток на пластину 4, а ребра Г расположены со стороны плоскостей пластины 4, т.е. со стороны, с которой наиболее сильно подвержена влиянию потока пластина 4. Ребра Г обеспечивают воздействие на пластину 4 только продольных потоков, идущих вдоль скважины, и затеняют плоскости пластины от потоков, направленных перпендикулярно к геометрической оси скважины.

Формула изобретения

Скважинный расходомер, включающий корпус и установленные в нем пластину, маятник на оси, установленной в опорах на корпусе, камеру с электроизоляционной жидкостью, демпфер, соединенный с маятником, и датчик с чувствительным элементом, установленные в камере, уплотнительный элемент, о т л и ч à lo щ и йс я тем, что, с целью повышения чувстви1677290 тельности, он снабжен штоком с полым цилиндрическим наконечником и обтекателем с двумя ребрами, причем маятник выполнен из двух неравных плеч, короткое из которых на конце выполнено в виде шара, установленного в полом цилиндрическом наконечнике штока, противоположный конец которого соединен с чувствительным элементом датчика, пластина установлена на конце длинного плеча маятника, выступающего за корпус, параллельно его оси, уплотнительный элемент выполнен в виде эластичного сильфона. закрепленного на торце корпуса и на длинном плече маятника, обтекатель установлен на корпусе и выполнен в виде двух клиновидным тел, 5 соединенных между собой двумя ребрами, установленными диаметрально противоположно друг другу в плоскости качения маятника, демпфер выполнен в виде полой втулки, установленной на коротком плече

10 маятника, ось выполнена с кернами на концах, а опоры выполнены в виде подпятников.