Расходомер манометрический
Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин и может быть использовано для измерения расходов жидкости и газа. Расходомер содержит корпус, две камеры, разделенные диафрагмой, и два вторичных преобразователя давления, мост и колпак с каналами для передачи давления окружающей среды в первую камеру, выточка под которую выполнена в мосте. В корпусе выполнена выточка под вторую камеру с отверстиями по периметру, при этом корпус снабжен обтекателем, имеющим сферическую поверхность. Вторичные преобразователи давления включены в измерительную цепь в противофазе. Диафрагма выполнена жесткой с высокоэластичным венцом и совмещена с уравновешивающим поршнем с возможностью передачи на вторичные преобразователи давления измеряемого давления, усиленного в S/s раз, где S площадь диафрагмы, s - площадь уравновешивающего поршня. Изобретение направлено на повышение чувствительности расходомера в условиях высоких давлений окружающей среды. 1 ил.
Изобретение относится к промыслово-геофизическим исследованиям скважин и может быть использовано во всех областях хозяйства, связанных с измерениями расходов жидкости и газа.
Известно множество конструкций скважинных расходомеров турбинного типа. Все они имеют подвижный элемент - турбинку, главный недостаток которой недолговечность и низкая работоспособность в условиях скважин, имеющих высокую степень загрязненности и агрессивности среды. Электромагнитные расходомеры работают только в условиях наличия электропроводящей среды и т.д.
Из литературы (П.П.Кремлевский. «Расходомеры и счетчики количества») известны расходомеры переменного перепада давления. Наиболее близким к предлагаемому является манометрический расходомер (а.с. №1779941), включающий корпус, две камеры, разделенные диафрагмой, и вторичный преобразователь давления. Использование таких расходомеров в условиях скважины невозможно в связи с тем, что измерения незначительных по величине перепадов давлений приходится проводить на фоне давления в несколько десятков МПа, т.е. датчиками недостаточной чувствительности.
Целью изобретения является создание высокочувствительного расходомера переменного перепада давления, работающего в условиях высоких давлений окружающей среды.
Для достижения поставленной цели расходомер манометрический, содержащий корпус, две камеры, разделенные диафрагмой, и вторичный преобразователь давления, снабжен дополнительным вторичным преобразователем давления, мостом и колпаком с каналами для передачи давления окружающей среды в первую камеру, выточка под которую выполнена в мосте, а в корпусе выполнена выточка под вторую камеру с отверстиями по периметру, при этом корпус снабжен обтекателем, имеющим сферическую поверхность, диафрагма выполнена жесткой с высокоэластичным венцом и совмещена с уравновешивающим поршнем с возможностью передачи на вторичные преобразователи давления, которые включены в измерительную цепь в противофазе, измеряемого давления, усиленного в S/s раз, где S площадь диафрагмы, s - площадь уравновешивающего поршня.
Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом расходомере имеется две камеры, разделенные диафрагмой, и два вторичных (основной и дополнительный) преобразователя давления. Впервую камеру, выполненную в мосте, внешнее давление передается через каналы в мосте и колпаке. Во вторую, выполненную в корпусе, внешнее давление передается через отверстия по периметру камеры. Кроме того, корпус снабжен обтекателем для создания большего перепада давления. Диафрагма выполнена жесткой, но с высоко эластичным венцом и неподвижно связана с двусторонним уравновешивающим поршнем. Жесткая диафрагма в сочетании с поршнем образует гидроусилитель измеряемой величины, которая усиливается, а затем удваивается включением в противофазе дополнительного вторичного преобразователя давления. При этом уравновешивающий поршень убирает действие высокого давления.
Расходомер, изображенный на фиг.1., содержит жесткую диафрагму с высокоэластичным венцом из маслобензостойкой резины 1, собранную как одно целое с уравновешивающим двусторонним поршнем малого диаметра, корпус 2 с внутренней выточкой под камеру А с отверстиями по периметру для передачи давления на основной вторичный преобразователь давления 7, мост 3 с выточкой под вторую камеру Б с каналами для передачи давления на дополнительный преобразователь давления 7 и прокладки проводов, пробку 4, изолирующую полость расположения дополнительного преобразователя от скважинной среды, колпак 5, разрезную накидную гайку 6 и герметизирующий элемент 8.
Расходомер работает по принципу расходомеров переменного перепада давления. Обтекатель корпуса совместно со стенками скважины формирует область ускоренного движения потока. Кроме того, сферическая поверхность обтекателя создает дополнительный эффект разряжения во второй камере за счет центробежных сил, приобретаемых элементарными объемами жидкости при обтекании этой поверхности. Разность давлений двух камер, усиленная в S/s раз, воздействует на вторичные преобразователи, которые включены в измерительную цепь в противофазе (где S - площадь диафрагмы, s - площадь уравновешивающего поршня). В состоянии покоя давления в обеих камерах равны Р, поршень находится в состоянии равновесия и давления на измерительные датчики равны нулю. При движении жидкости из-за разности скоростей ее под прибором и над обтекателем давление в первой камере (под диафрагмой) равно Р1, а во второй (над диафрагмой) - P1+dP. Усилие, развиваемое диафрагмой - dPxS (где S - площадь диафрагмы), передается на уравновешивающий поршень площадью s, развивая измеряемое давление Ри=dPxS / s, который передает его на вторичные преобразователи давления, включенные в измерительную цепь в противофазе. Аналоговый сигнал оцифровывается аналого-цифровым преобразователем и регистрируется.
Расходомер манометрический, содержащий корпус, две камеры, разделенные диафрагмой, и вторичный преобразователь давления, отличающийся тем, что расходомер снабжен дополнительным вторичным преобразователем давления, мостом и колпаком с каналами для передачи давления окружающей среды в первую камеру, выточка под которую выполнена в мосте, а в корпусе выполнена выточка под вторую камеру с отверстиями по периметру, при этом корпус снабжен обтекателем, имеющим сферическую поверхность, диафрагма выполнена жесткой с высокоэластичным венцом и совмещена с уравновешивающим поршнем с возможностью передачи на вторичные преобразователи давления, которые включены в измерительную цепь в противофазе, измеряемого давления, усиленного в S/s раз, где S площадь диафрагмы, s - площадь уравновешивающего поршня.
