Устройство для измерения давления среды в заколонном пространстве скважины

 

Изобретение относится к промысловогеофизическим исследованиям скважин и предназначено для изучения физических процессов в заколонном пространстве скважины . Цель - повышение точности измерения . Для этого корпус 3 выполнен с двумя противоположными полостями 10 и 11, соединенными каналом 9, Устр-во имеет механизм преобразования давления среды 6, выполненный в виде упругой камеры 8, соединенной с каналом 9, ограниченным с противоположного конца. Камера 8 установлена в полости корпуса со стороны окна 12, в противоположной полости корпуса установлен неподвижно источник 4 гамма-излучения . Источник 5 гамма-излучения размещен в канале 9 с возможностью перемещения. Камера 8 и канал 9 заполнены жидкостью. Устр-во также имеет дополнительную упругую камеру, заполненную жидкостью и ограничивающую канал с противоположного конца. Зарегистрировав с высокой точностью расстояние между источниками 4 и 5, по калибровочной характеристике определяют давление в заколонном.лространстве скважины. Изобретенив г6зволяет обеспечить независимость регистрируемой информации от положения регистрирующего блока внутри колонны труб состава и плотности жидкости, заполняющей колонну, идентичность применяемых источников изучения типа радиационного преобразователя регистрирующего прибора. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) s Е 21 В 47/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Й

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4660783/03 (22) 10,03.89 (46) 15,12.91. Бюл. ¹ 46 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики (72) И. М. Барский, Д. А. Бернштейн, В, А.

Рапин, В. Н. Макаров, B. А, Напольский и

B.Ë.×åñíoêîâ (53) 622.241(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1606689, кл. Е 21 В 47/06, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ СРЕДЫ В ЗАКОЛОННОМ ПРОСТРАНСТВЕ СКВАжины (57) Изобретение относится к промысловогеофизическим исследованиям скважин и предназначено для изучения физических процессов в эаколонном пространстве скважины. Цель — повышение точности измерения. Для этого корпус 3 выполнен с двумя противоположными полостями 10 и 11, сое-. диненными каналом 9. Устр-во имеет механизм преобразования давления среды 6, выполненный в виде упругой камеры 8, соеИзобретение относится к промысловогеофизическим исследованиям скважин, в частности к устройствам для изучения физических процессов в эаколонном пространстве скважины.

Цель изобретения — повышение точности измерения давления среды в заколонном пространстве скважины.

На фиг, 1 представлено предлагаемое устройство, общий вид, на фиг, 2 — графический пример зарегистрированной диаграм„„5U„„1698429 А1 диненной с каналом 9, ограниченным с противоположного конца. Камера 8 установлена в полости корпуса со стороны окна 12, в противоположной полости корпуса установлен неподвижно источник 4 гамма-излучения. Источник 5 гамма-излучения размещен в канале 9 с возможностью перемещения.

Камера 8 и канал 9 заполнены жидкостью.

Устр-во также имеет дополнительную. упругую камеру, заполненную жидкостью и ограничивающую канал с противоположного конца. Зарегистрировав с высокой точностью расстояние между источниками 4 и 5, по калибровочной характеристике определяют давление в заколонном.пространстве скважины. ИзобретениеФгозволяет обеспечить независимость регистрируемой информации от положения регистрирующего блока внутри колонны труб состава и плотности жидкости, заполняющей колонну, идентичность применяемых источников изучения типа радиационного преобразователя регистрирующего прибора. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. мы; на фиг. 3 — графический пример калибровочной характеристики измерительного датчика.

Устройство содержит колонну опущенных в скважину труб 1, на внешней стороне которых установлены измерительные датчики 2. Каждый измерительный датчик 2 имеет корпус 3, в котором установлены источники

4 и 5тамма-излучения и механизм преобразования давления среды 6 в эаколонном пространстве, выполненный в виде

1698429 заполненной жидкостью 7 упругой камеры

8, соединенной с каналом 9, Корпус 3 выполнен с противоположными полостями 10 и

11, соединенными каналом 9, Источник 4 гамма-излучения установлен неподвижно в полости 11 корпуса 3, а источник 5 установлен подвижно в канале 9, который ограничен со стороны полости 10 корпуса 3, Упругая камера 8 установлена в полости 11 корпуса. В корпусе 3 выполнено окно 12 со стороны упругой камеры 8, которая через него гидравлически сообщается со средой 6 в заколонном пространстве скважины, Для расширения диапазона измерения давления и обеспечения температурой компенсации может быть введена дополнительная идентичная упругая камера 13, ограничивающая канал 9 с противоположного конца. Камера 13 установлена в полости 10 корпуса, т, е, без возможности взаимодействия со средой, Упругие камеры

8 и 13 могут быть выполнены, например, в виде металлических сильфонов, В канале 9 измерительно-о датчика размещен подвижный источник 5 и любое изменение объема камер 8 и 13 при изменении давления среды 6 вызывает пропорциональное перемещение источника 5, Величина перемещения источника определяется при помощи регистрирующего блока

14. Последний опущен в колонну труб 1 на геофизическом кабеле 15 и установлен против измерительного датчика 2. Регистрирующий блок 14 содержит корпус 16, внутри которого с возможностью продольного возвратно-поступательного перемещения установлен узкоколлимированный детектор

17, состоящий из свинцового экрана 18 с круговым щелевидным окном, и приемный преобразователь 19, осуществляющий регистрацию гамма-излучения источников 4 и

5 измерительного датчика 2 и передачу полученной информации на поверхность, Регистрирующий блок 14 снабжен приводом, состоящим, например, из реверсивного электродвигателя 20, редуктора 21, барабана 22 с кабелем 23, свободный конец которого механически закреплен на детекторе 17, а электрически связан с приемным преобразователем 19 и концевыми переключателями 24, обеспечивающими изменение направления вращения двигателя 20 привода, и сигнальными контактами 25, установленными по ходу движения детектора

17 на известном расстоянии друг от друга и осуществляющими разметку по длине регистрируемой диаграммы путем подачи сигнала при последовательном замыкании контактов 25 движущимся детектором 17.

Устройство работает следующим образом, При спуске в скважину колонны труб 1 на ее наружной поверхности в заранее рассчитанныхх точках устанавливают измерительные датчики 2, преобразующие давление жидкой фазы среды 6 в заколонном пространстве скважины в перемещение подвижных источников 5 измерительных датчиков 2.

Колонну труб 1 опускают в скважину, измерительные датчики 2 оказываются при этом установленными в заданных интервалах заколонного пространства. Жидкость в заколонном пространстве скважины оказывает на упругие камеры 8 каждого датчика 2 определенное давление, зависящее от состояния среды в зколонном пространстве, вызывает деформацию упругих камер и движение рабочей жидкости 7 в соединяющем их канале

9. Жидкость 7 перемещает установленный в канале подвижный источник 5, величина перемещения которого пропорциональна давлению жидкости в эаколонном пространстве.

Величину перемещения подвижного источника определяют при помощи регистрирующега блока 14,.определяя расстояния между подвижным 5 и неподвижным 4 источниками гамма-излучения измерительного датчика 2, Регистрирующий блок 14 является частью устройства для измерения давления среды в заколонном пространстве скважины. Его опускают в колонну труб 1 на геофизическом кабеле 15 и устанавливают последовательно против каждого измерительного датчика, В первоначальном положении подвижный детектор 17 регистрирующего блока 14 находится в крайнем положении (вблизи кабельной головки регистрирующего блока), при котором осуществляют спуск регистрирующего блока 14 до, момента регистрации гамма-излучения неподвижного источника 4 измерительного датчика 2. По максимуму регистрирующего излучения блок 14 устанавливают против источника 4 измерительного датчика 2, после чего поднимают его на несколько сантиМ8ТроВ выше и включают привод регистрирующего блока 14, который приводит в продольное поступательное движение узкоколлимирован ный детектор.17.

При движении мимо неподвижного 4 и подвижного 5 источников гамма-излучения измерительного датчика 2 детектор 17 блока

14 фиксирует их положение на диаграмме (см, фиг, 2, позиции 24 и 25 соответственно) в функции времени. Одновременно эта же диаграмма раэмечается по длине за счет последовательного замыкания контактов 25 движущимся детектором (позиции 26-31), 15д5лч9

17

18

На диаграмме отмечается также срабатывание концевых переключателей 24 (фиг, 2; позиции 32 и 33), Интервалы между позициями 32 — 26 л 31 — 33 соответствуют участкам разгона и торможения детектора 17, в остальных интервалах детектор движется равномерно. Измерив на диаграмме расстояния между позициями 24 и 25 (положение источников 4 и 5 измерительного датчика 2) и зная расстояния в регистрирующем блоке между контактами 25, дающими на диаграмме позиции 26 и 29, определяют с высокой точностью (погрешность не более +2 мм} расстояние между неподвижным 4 и подвижным 5 источниками. Каждый измерительный датчик 2 имеет свою калибровочную характеристику, обусловленную конструктивными параметрами датчика (жесткость упругих камер, диаметр продольного канала и др,), которая устанавливает функциональную зависимость расстояния между неподвижным и подвижным источником гамма-излучения от действующего на измерительный датчик давления. Пример калибровочной характеристики приведен на фиг, 3. Зарегистрировав с высокой точностью расстояние между источниками излучения измерительного датчика; по калибровочной характеристике определяют давление среды в заколонном пространстве скважины.

При полном перемещении подвижного источника, равном 50 см, в диапазоне изме нения давления среды 0-22 МПа при помощи предлагаемого устройства погрешность измерения давления не превышает 0,09 Mila.

Изобретение позволяет повысить точность измерений за счет обеспечения неза7 висимости регистрируемой информации от

iioi1o KGH HA et истрирующего б loK3 устройства внутри колонны. труб, состава и плотности жидкости, заполняющей колонну, 5 идентичность применяемых источников излучения, испол.-.зуемых в измерительных датчиках, типа радиационного преобразователя регистрирующего прибора.

10 Формула изобретения

1, Устройство для измерения давления среды э заколонном пространстве скважины, содержащее корпус с окном для сообщения со средой, установленные в корпусе два

II5 источника гамма-излучения и механизм преобразователя давления среды, со стороны которого выполнено окно, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, корпус выполнен с

20 двумя противоположными полостями, соединенными каналом, механизм преобразования давления среды выполнен в виде упругой камеры, соединенной с каналом, ограниченным с противоположного конца, и

25 установленной в полости корпуса со стороны окна, в противоположной полости корпуса установлен неподвижно один из источников гамма-излучения, второй из которых размещен в канале с возможностью перемеще30 ния, оричем упругая камера и канал заполнены жидкостью.

2, Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е= я тем, что оно снабжено дополнительной, 35 заполненной жидкостью упругой камерой, ограничивающей канал с противоположного конца.

1698429

Составитель Г. Маслова

Техред М.Моргентал . Корректор 3;Лончакова

Редактор Н.Федорова

Проиаеодстеенно-издательские комоинат "Патент", г. Уктгород, ул. Гагарина, 101

Заказ 4374 Тира к Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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