Устройство для регистрации температуры в скважине

 

332205

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Советских

Спниалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства М

М. Кл. Е 2lb 47/06

Заявлено 08.1V.1969 (11в 1,321830/22-3) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 14.111.1972. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 27.VI.1972

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 622.241.8(088.8) Авторы изобретения

A. Н. Щербань, В. Д. Гринец, Ю. П. Золотаренко, Ф. Г. Свирепо, В. П. Черняк и Е. А. Демин

Институт технической теплофизики АН Украинской ССР

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ТЕМПЕРАТУРЫ

В СКВАЖИНЕ

Известны устройства для регистрации температуры в скважине, включающие контейнер, переводник, измерительные мосты с,датчик»ми температуры и давления, сумматор, генератор синусоидальных колебаний, регистратор, усилитель, триггер с электромагнитным реле и блок питания.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что переводник выполнен в виде двух головок, верхняя из которых снабжен» аксиальным и радиальным каналами, причем обе головки жестко соединены с двумя концентрическими трубками: внешней, снабженной радиальными отверстиями для прохода промывочной жидкости, и внутренней, служащей для связи регистратора с датчиками температуры, расположенными в каналах переводника, а модуляторы выполнены в виде пассивных фазовращателей на 90, 180 и 270 и подкл1очены ко входу генератора синусоидальных колебаний. Зто :позволяет определять температуру одновременно внутри бурильной колонны, в затрубном пространстве и температуру стенки колонны, а также повысить точность измерений.

-1a фиг. 1 схематически изображено описываемое устройство в разрезе, общий вид; на фиг. 2 — разрез по А — А фиг. 1; на фиг. 3— разрез Б — Б на фиг. 1; на фиг. 4 — схематически изображено крепление устройства в бурильной колонне; на фиг. 5 — блок-схема регистратора блока питания и автоматической системы включения.

s Устройство состоит из трубы 1, трубы 2 с заглушкой 8, контейнера 4 с репистрирующей аппаратурой и блоком питания (на чертеже не показан), амортизаторов 5 и 6, а также узла, включающего в себя верхнюю 7 и нижнюю

1о 8 головки, крепящиеся друг к другу неразьемными соединениями (сварными и резьбовыми на эаоксидной смоле) внешней 9 и внутренней 10 трубами, и называемого в дальнейшем переводником. Верхняя головка снабжена осе1S вым а и радиальным б каналами. Нижняя головка имеет два взаимно перпендикулярных канала в и г, причем в канале г крепится датчик

11, реагирующий на температуру среды внутри колонны бурильных труб, а в канале в, ось

20 которого совпадает с осью внешней трубы 9, установлен датчик 12, реагирующий на температуру среды вне колонны бурильных труб, Канал г нижней головки 8 соединяется с каналом д верхней головки 7 трубой 10, обра25 зуя полость, в которую уложены провода 18, соединяющие датчики 12, и 11 с контейнером

4. Контейнер располагается внутри трубы 2 и также как и каналы д, в и г герметично отделяется от среды, находящейся внутри и вне

30 колонны бурильных труб.

332205

60 з

Как показано па фиг. 5 контейнер включает в себя следующие блоки: измерительные мосты 1 и 1а, в плечи которых влючены датчики температуры 11 и 12; измерительные мосты 16 и 17, в,плечи которых включен датчик давления 18; амплитудно-фазовые модуляторы

19 — 22, сумматор 28, генератор 24 синусоидальных колебаний фиксированной частоты, регистратор 26 магнитофонного типа, триггер (спусковое устройство 26, электромагнитное реле 27 с контактами 28, 29 и 80 и блок питания 81.

11ри спуске в скважину (см. фиг. 4) устроиство 82 крепится к верхнему 88 и нижнему 84 участкам колонны бурильных труб, ниппелями 86 и 86. Промывочная жидкость из колонны бурильных труб проходит в пространство между трубами l и 2 и далее через отверстие

87 (см. фиг. 2) внешней трубы 9 и отверстия

88 в нижней головке (см. фиг. 3),переводника попадает затем в нижнюю часть колонны к долоту, обеспечивая нормальный процесс промывки забоя скважины.

Измерительная и регистрирующая аппаратура включается в работу при спуске устройства в скважину в зависимости от заданного давления столба жидкости, находящейся в колонне. Это давление вызывает механичсскуlo деформацию чувствительного элемента датчика 18 с наклеенными на нем тензодатчиками.

Изменение их сопротивления создает разбаланс напряжения измерительного моста 17.

Напряжение разбаланса подается через и. з. контакта 29,реле 27 на вход триггера 26 и при определенном значении напряжения, пропорциональном давлению, вызывает erо срабатывание. Триггер, в свою очередь, вызывает срабатывание реле, которое самоблокируется и, кроме того, размыкает свой н. з. контакт 29 и замыкает свой и. о. контакты 28 и 80.

Замыкание контакта 80 вызывает подачу напряжения на генератор 24, модуляторы 19 — 22, сумматор 28 и регистратор 25.

При замыкании контакта 28 осуществляется подключение датчика давления к мосту 16.

Питание мостов 14 — 16 осуществляется переменным током от генератора 24, причем напряжение разбаланса мостов пропор ционально измеряемым температурам и давлению. Это напряжение разбаланса подается на вход модуляторов 19 — 21 соответственно.

Каждый из модуляторов преобр азовывает амплитудно-модулированный сигнал с присоединенного к нему измерительного моста в пропорциональное амплитуде изменение фазы.

Амплитудно-фазовая модуляция производится п >тем векторного сложения двух напряжений, одно из которых U> — напряжение разоаланса моста с амплитудой, пропорциональной .измеряемому параметру, и фазой, совпадаюгцей с фазой напряжения генератора, а другое— вспомогательное U> с амплитудой, равной напряжению генератора и фазой, сдвинутой на

90 по отношению к этому напряжению. При этом фаза модулированного сигнала будет равной р = are tg 1а

Поскольку максимальное значение U> не

6; может превышать U, то отношение ме >а няется в пределах 0 —:1. Это обусловливает изменение фазы модулированного сигнала в пределах 0 — 45 . На выходе модуляторов 19, 20 выр абатываются остроконечные отрицательные импульсы, смещение которых относительно начальной точки отсчета пропорционально фазе. При этом за начальную точку отсчета в устройстве принят стробоимпульс положительной полярности, вырабатываемый модулятором 22.

С целью пространственного разделения измерительных отрицательных импульсов, модуляторы 19 — 21 обеспечивают изменение фаз в следующих пределах: модулятор 19 от 90 до

+- 45, модулятор 20 от 180 до = - 45, модулятор 21 от 270 до +- 45, Указанные выходные сигналы модуляторов, совместно с сигналом модуятора 22, поступаIoT в сумматр 28, где суммируются и усиливаются IIO могцности,;i затем поступают на головку зclписи регистратора 25, Предмет изобретения

Устройство для регистрации температуры в скважине, включающее контейнер, переводник, измерительные мосты с датчиками температуры и давления, сумматор, генератор синусоидальных колебаний, регистратор, усилитель, триггер с электромагнитным реле и блок питания, отличающееся тем, что, с целью одновременного обеспечения возможности определения температуры внутри бурильной колонны, в затрубном пространстве и стенки скважины, а также повышения точности измерений, переводник выполнен в виде двух головок, верхняя из которых снабжена аксиальным и радиальным каналами, причем обе головки жестко соединены с двумя концентрическими трубками: внешней, с радиальными отверстиями для прохода промывочной жидкости, и внутренней, служащей для связи реги стратора с датчиками температуры, расположенными в капала;. переводника, а модуляторы выполнены в виде пассивных фазовращателей на 90, 180 и 270 и подключены ко входу генератора синусоидальных колебаний.