Устройство для измерения температуры в скважине

 

Союз Советскии

Социалистических

Рвсттубттнк (iii 785471 (61) Дополнительное к авт. спид-ву— (22) Заявлено 30:08.78, 21) 2657!24/22-03 (51) M Кл з

Е 21 В 47)06 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет —

Государственный комитет

Опубликовано 07.12.80. Бюллетень № 45

Дата опубликования описания 17.12.80 (53) УДК 622.241..8 (088.8) Il0 делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения

В. Ф. Штырлин, К. Т. Сердюков, В. М. Аксенова и 1О. Н. Кулешов

Сахалинский rîñóäàðñòBåííûé научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

В СКВАЖИНЕ

Данное изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано в приборах, предназначенных для термодинамических исследований высокотемпературных нефтяных, газовых и нагнетательных скважин.

Известно устройство для измерения температуры в скважине, содержащее чувствительный элемент, включающий пакет из двух многовитковых биметаллических пружин, расположенных одна в другой, с креплением начала внешней пружины и корпусу прибора, а конца внутренней — к оси пишущего узла 111.

Указанное устройство обладает следующими недостатками:

1. Низкой чувствительностью в широком диапазоне температур (20 — 300 С), из-за чего данным прибором нельзя фиксировать малые колебания температур по стволу скважины и в призабойной зоне (например, при терморасходометрии и при снятии кривых восстановления температуры). Но проведение таких термодинамических исследований необходимо, так как по.этим изменениям температур можно определять пара метры пласта и выделять работающие или погло2 щаюн ие пропластки по всей мощности коллектора. В настоящее время для этого применяют дистанционные термометры, но в скважинах с температурой не выше 150 С.

В скважинах, где температура выше 150 С (в глубоких и где происходит нагнетание пара) таких измерений не производится.

2. Низкой разрешающей способностью, составляющей около 0,2 мм бланка на С.

3. Низкой точностью измерений из-за возникновения остаточных деформаций в биметаллических пружинах (при температурах выше 200 С). Это происходит вследствие жесткого крепления конца пружины к корпусу прибора.

Целью данного изобретения является повышение разрешающей способности.

Указанная цель достигается тем, что чувствительный элемент снабжен дополнительной пружиной, которая установчена снаружи пакета и одним своим концом соединена со свободным концом внешней пру2О жины, а другим — с KopIIyсом.

На фиг. представлена принципиальная схема онисываемог0 устройства; на фиг. 2— разрез А — А фиг. на фиг. 3 — разрез

Б — Б фиг. 1.

78547

Устройство состоит из цилиндрического корпуса 1, состоящего из нескольких частей, соединенних между собой при помощи ножевых уплотнений и медных прокладок 2.

Чувствительный элемент включает первую (внутреншо«о ) 3, вторую (среднюю) 4 и третью (внешнюю) 5 многовитковые биметаллические пружины, объединенные и один пакет. Верхний конец первой пружины соединен с втулкой 6 с наружными пазами, а нижний конец через кольцо 7 прикреплен к началу второй пружины. Конец второй пружины через упорное кольцо 8 соединен с началом третьей пружины, конец которой укреплен на втулке 9 с внутренними пазами. Втулка 9 соединяется с муфтой 10, снабженной продольными пазами, которая может свободно перемещаться (при раскручивании пакета) в, осевом направлении в ответных пазах кольца 11, вставленного в корпус прибора. Для уменьшения трения кольцо 7 и упорное кольцо 8 опираются на втулки 6 и 9 через фторопластовые прокладки 12 и 13. К верхней втулке 6 присоединяется с помощ«по скобы 14 дополнительной такой >ке пакет 15. Таких однотипных пакетов может быть несколько. Верхняя втулка 6 последнего дополнительного пакета 15 прикреплена к промежуточной втулке 16, зафиксированной штифтом 17 .к оси 18, которая служит для передачи вращательного движения íà пишугций узел 19.

Отверстия под штифт 17 расположены в оси 18 таким образом, чтобы втулка 16 могла передвигаться вдоль оси для крепления выбранного количества пакетов. Для уменьшения трения ось 18 перемещается во фторопластовых втулках 20 и 21, причем нижняя втулка 22 укреплена в кольце 23, вставленного в корпус прибора. Перо, укрепленное на пишущем узле 19, записывает изменение температуры на бланке, установленном на внутренней поверхности барабана 24. Для снижения инерционности термометра чувствительный элемент залит силиконовой жидкостью, кипящей при температуре 320 С (на схематическом чертеже не показано устройство компенсации увеличения объема жидкости в закрытом сосуде с повышением температуры, так как оно не связано с темой данного предложения).

Устройство работает следующим образом.

Измеряемая теклтература воздействует на чувствительный элемент, состоящий из одного или из нескольких пакетов биметаллических пружин, верхний конец которого (с укрепленным на нем пишущим узлом) раскручивается на угол, пропорциональный имеющейся температуре. Причем угол поl

4 ворота, полученный на каждом пакете,суммируется с углами поворота других пакетов.

По величине суммарного угла поворота, регистрируемого пишущей иглой на бланке, определяют величины изменения температуры во времени.

Один пакет рассчитывается таким образом, чтобы и ри максимальной температуре (300 С) угол поворота составлял 360 .

Конструктив««о он получается очень компактным (при габаритном диаметре 25 мм его длина не превышает 100 мм). В этом случае разрешающая способность одного пакета, так же как и существующего, составляет 0,2 мм бланка па l Ñ. Для измерений температур по стволу скважины (например, при паротепловой обработке пласта) такая чувствительность и разрешающая способность вполне удовлетворительна.

Но при необходимости замеров малых колебаний температур (например, при расходометрии или при снятии кривых восстановления температуры, т. е. исследования процессов, происходящих в призабойной зоне, где величина изменений может составлять десятые доли градуса) такая чувствительность недостаточна. 1)îç Tî M ó составляется батарея на одинаковых, последова ) ельно соединенных, пакетов. В этом случае разрешающую способность прибора можно довести до 1,9 — 1,5 мм в 1 С, что уже позволит с большой степенью достоверности фиксировать незначительные колебания температур в любом их диапазоне.

Формула изобретения .Устройство для измерения температуры в скважине, содержа щее корпус, чувствительный элемент, выполненный в виде пакета с расположенными друг в друге многовитковыми биметаллическими пружинами, один конец внутренней из которых связан с одним Из концов внешней пружины, а другойс осью пишущего узла, отличающееся тем, что, с це.пью повышения разрешающей способности, чувствительный элемент снабжен дополнительной пружиной, которая установлена снаружи пакета и одним своим кон- цом соединена со свободным концом внешней пружины, а другим — с корпусом, 2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что чувствительный элемент имеет не менее двух последовательно соединенных между собой с дополнительной пружиной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 327321, кл. Е 21 В 47/06, 1972.

78547I

Составитель М. Карбачинская

Редактор T. Авдейчик Техред К. Шуфрич Корректор Л. Иван

Заказ 879! /33 Тираж 626 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I l3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская иаб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4