Способ определения газосодержания бурового раствора и устройство для его осуществления

 

1 1 Ф ъх>!ччубауФт 1

1 хи7 етФ+М1Р

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (Ii) 567I26

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17.06.75 (21) 2144854/03 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.07.77. Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 11.08.77 (51) М. Кл.2 G 01N 29/02

Государственный комитет

Совета, Министров СССР по дедам; .изобретений и открытий (53) УДК 534.14(088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

В. С. Панаиотти, Ю. П. Жуков, В. П. Черенков и Н. Ф. Мезенцев

Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕН ИЯ ГАЗОСОДЕРЖАН ИЯ БУРОВОГО

РАСТВОРА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области бурения скважин, в частности к способам измерения количества газа,в растворе, используемом при бурении.

Для измерения газосодержания:в потоке бурового раствора известен способ непрерывной непринудительной дегазации путем измерения .извлеченного количества газа и аоследующего вычисления его полного о бъема,,находящегося при данных условиях в растворе

И

Однако точность такого способа невысока, а устройство, требующееся для его реализации, достаточно сложно.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ определе.ния газосодержания бурового раствора путем возбуждения в нем колебаний (21..

С помощью генератора и излучателя в данном опособе возбуждают пучок ультразвуковых колебаний, улавливают с помощью приемника колебания, прошедшие через поперечное сечение потока, отфильтровывают колебания с несущей частотой и о содержании газовых включений .судят с помощью измерительного прибора по изменению стара метров модулирующих колебаний.

Указанный способ не обе спечивает достаточную точность определения объемно го содержания газа в буровом растворе, поскольку, во-первых, измеряются параметры потока газовых включений, .пересекающих лучок колебаний, а, во-вторых, большие помехи оказывают твердые частицы, находящиеся в буро5 вом ра створе.

С целью повышения точности измерений за счет повышения,помехозащищенности мощность, .затрачиваемую на возбуждение коле1баний фиксированного объема буранового раствора на частоте з вукового диапазона, уменьшают от наибольшего значения до значения в момент срыва колебаний и по ее величине в этот момент судят о газосодержавии бурового раствора.

15 Осуществление предлагаемото способа обуславливается применением устройства, показанного на чертеже и включающего возбудитель колебаний,1, резонатор 2, приемник колебаний 3, усилитель 4, генератор 5 и из20 мерительный прибор 6. Устройство снабжено управляемым ограничителем 7, включенным между усилителем и возбудителем, и,порогоBbIM,элементом 8, включенным между ограничителем и генератором, к выходу которого

25 подключен управляющий вход ограничителя и измерительный прибор 6.

Предлагаемый способ поясняется работой устройства.

Рабочую среду пропускают через внутрен30 нюю полость резонатора 2, который приво567126

15 дится в колебание возбудителем 1. В начальIHbIH момент генератором подается максимальный сигнал на управляющий:вход ограничителя 7 и тем,самым полностью открывают его. Это приводит к самовозбуждению электромеханического резонатора 2 на собственной частоте за счет сигнала положительной обратной связи, выключающей приемн1ик колебаний 3, усилитель 4, управляемый ограничитель 7 и возбудитель колебаний 1. 3атем по средством генератора 5 плавно уменьшают сигнал, а ограничителем .7 уменыпают мощность, передаваемую от усилителя 4 к возбудителю 1. В тот момент, .когда мощность сигнала возбуждения оказывается недостаточной для во сполнения,потерь энерпии в резонаторе, происходит срывов его колебаний. Момент срыва определяется пороговым элементом 8, который вно вь запускает, генератор колебаний. О газосодержании бурового раствора судят либо по .усредненному значению амплитуды колебаний генератора, либо по частоте его колебаний, измеряемой измерительным прибором,6.

Точно сть и помехозащищенность способа, oIcHoванного на возбуждении акустических колебаний в буровом растворе, обеспечивается лишь в том случае, если поглощение энергии пузырьками газа будет намного пре вышать потери в жидкости и твердых включениях. Это условие выполнимо лишь в том случае,,когда резонатор будет xoëåáàrüñÿ с резонансной частотой газовых пузырьков, находящихся в определенном объеме бурового раствора. Поскольку с изменением стапического напряжения сдвига и IIIJIQTHo ñòè жидкости изменяется в некоторых пределах размер газовых пузырьков и соответственно их резонансная частота, то введение модуляции колебаний резонатора с помощью дополнительного замкнутого контура, включающего пороговый элемент, генератор и ограничитель, спо с обспвует расшырению поло сы пропускания ча|стот разонатора и четкому фиксирoiBBHию уровня мощности, поглощаемой газовьгми пузырьками.

Зо

4

Для получения линейной характеристики прибора предпочтителен пилообразный вид колебаний генератора.

При осущест влен ии данного способа появляется возможность с достаточно:высокой точностью измерять непосредственно в потоке газо содержание бурового раствора. Своевременное обнаружение нача вшего ся газопроявления позволяет во время принять меры ло лиивидации осложнения и предотвращения аварии, Формула изобретения

1. Способ определения газосодержания бурового раствора путем .возбуждения колебаний в нем, отличающий ся тем, что, с целью по вышения точности измерений за счет повы шения помехозащищенности, мощность, затрачиваемую на возбуждение колебаний фиксированного объема бурового распвор а .на частоте звукового диапазона, уменьшают от наиболыпего значеция до значения в мо.мент срыва колебаний и по ее величине в этот момент судят о газосодержании буро вого раствора.

2. У строй ство,для осуществления способа определения газосодержания бурового ipacтвора по,п. 1, содержащее возбудитель колебаний, резонатор, приемник колебаний, усилитель, гене|ратор и измерительный прибор, отличающее ся тем, что оно снабжено управляемым ограничителем, включенным между усилителем и возбудителем, и порого|вым элементо м, включенным между ограничителе м и генератором, к выходу иоторого подключен у пра вляющий вход ограничителя и измерительный прибор.

Источники информации, п ринятые во внимание дри экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР №262802, кл. Е 21В 47/00, 1967.

2, Авторское авидетелыство СССР №233273, кл. G 01N 29/02, 1967.

567126

Составитель Н. Туленинов

Техред М. Семенов Корректор Л. Брахиина

Редактор Д. Павлова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1668/9 Изд. гк 615 Тираж 1109 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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