Устройство для измерения расхода теплоносителя в нагнетательных скважинах

 

(iii 883375 Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51 j M. Кл. (22) Заявлено 24.03.80 (21) 2898432/22 03 г с присоединением заявки РЙ

Е 21 В 47/10

Гееударстееииый каиитет (28) Приоритет ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 23.11.81. Бюллетень № 43

Дата опубликования описания 23.11.81 ( (53) Уд К 622.241 (088.8) .

М. Ф. Путилов, Ю. Н. Турчанинов, М. А. Диченко, С. Я. Зевелев, Ю. В. Никифоров, С. В. Челенков, А. И. Петров и В. И. Бар-Слива (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Ивано-Франковское специальное конструкторское бюро средств автоматизации (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ

В НАГНЕТАТЕЛЬНЫХ СКВАЖИНАХ

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использо. вано для измерения расхода влажного пара в продуктивные пласты нагнетательных скважин в процессе теплового воздействия.

Известен скважинный расходомер для горячей воды, оборудованный бесприводным автоматически раскрывающимся пакером, незаторможенной измерительной турбиной, герконным преобразователем числа оборотов в выходной импульсный сигнал и одиожильным кабелем в качестве дистанционного канала связи (11.

Известен также скважинный расходомер, содержащий корпус, турбину, тахометрический преобразователь, включающий закрепленный на валу 1урбины постоянный магнит и размещенный в корпусе сердечник с обмот-. кой, и вторичный преобразователь (21.

Недостатками устройств является невозможность их использования для измерения расхода влажного пара. Это объясняется тем, что объем влажного пара существенно зависит от степени сухости пара, которая, в свою очередь, зависит от скважинных условий по температуре и давлению.

Поэтому, полученный из одного и того же количества жидкости (воды) объем пара может в процессе прохождения по разным участкам ствола скважины существенно (в сотни раз) менять свою величину, причем эти изменения намного перекрывают возможности скоростного тахометрического преобразователя расхода по ширине (перекрытию) диапазона.

Основываясь на полученных на поверхности сведениях об устьевом расходе пара при закачке

его в скважину невозможно предсказать с достаточной степенью точности требуемые в намеченной точке скважины границы измеритель15 ного диапазона и выбрать их оптимальные величины. Даже при случайном совпадении выбранных границ с величиной расхода в намеченной точке измеряемый параметр из-за узости диапазона может легко выйти за выбранные пределы. Это приведет к перегрузке турбины и возможности поломки прибора. Кроме того, зашита от скважинных перегрузок является основополагающим требованием к скважинному рас

883375 ходомеру, предназначенному для работы в среде влажного пара.

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены генератор граничной частоты, схема сравнения, блок управления и исто кик постоянного тока, причем концы обмотки тахометрического преобразователя соединены со вторичным преобразователем и блоком управления, подключекном к источнику постоянного тока и выходу схемы сравнения, входы которой соединены с вторичным преобразователем и генератором граничной частоты.

На фиг. 1 показан обший вид расходомера, разрез; на фиг. 2 — электрическая схема расходомера; на фиг. 3 и 4 — узел индукционного. преобразователя в различных режимах работы.

Расходомер состоит (фиг. 1) из корпуса 1, в котором на опорах 2 вращаются турбины 3 под действием потока, проходящего через входные 4 и выходные 5 окна корпуса. Для формирования потока и направления его в измерительный канал предусмотрен пакер 6.

На валу турбины 3 радиально закреплен постоянный магнит 7, взаимодействующий с катушкой преобразователя, размещенной в герметичном отсеке корпуса 1, включающей тороидальный сердечник 8 и обмотку 9, связанной дистанционкым каналом связи — кабелем 10 с аппаратурой, находящейся на поверхности (аппаратура не показана) . Обмотка 9 состоит (фиг. 2) из двух одинаковых по числу витков секций ll и 12, делящих катушку на две равные части, направление кавивки секций противоположное (если рассматривать обе секции либо по ходу, либо против хода часовой стрелки), а обмотки включены последовательно. При таком выполнении катушки в процессе одновременного пересечения витков ее секций магнитными силовыми линиями противоположной полярности (фиг. 2 и 3), в обоих секциях наводится

ЭДС одинакового знака, суммируюшаяся на выходе катушки. После совершения магнитом

7 половины оборота (после изменения полярности магнита по отношению к секциям) знак наводимой в обмотке суммарной ЭДС меняется на обратный.

Выходные концы катушки соединены через канал дистанционной связи 10 со вторичной аппаратурой, включающей электронный преобразователь 13, генератор 14 граничной частоты, схему 15 сравнения, блок 16 управлекия и источник 17 питания постоянного тока, причем связь с преобразователем 13 осуществлена через раздели гелькую емкость с

Устройство работает следующим образом.

При поступлении контролируемого поа ока в измерительный канал, турбина 3 начинает вращаться с пропорциональной объемному расходу скоростью. Аналогично врашается распо5 ложенный на одном валу с турбиной магнит

7. При пересечении магнитными силовыми линиями витков секций в катушке наводится суммарная ЭДС. При изменении полюсов в процессе вращения магнита (фиг. 2 и 3) суммарная ЭДС меняет знак на обратный, Следовательно, в течение половины оборота суммарная ЭДС имеет один знак, в течение другого — противоположный. Полученное таким образом переменное напряжение, частота которого пропорциональна расходу, поступает

15 по каналу 10 в электронный преобразователь

13, где фиксируется. Кроме того, этот же сигнал поступает одновременно с вырабатываемой генератором 14 граничной частотой на схему 15 сравнения. При предельном росте

20 числа оборотов турбины поступаюшие в схему частоты сближаются и после их совпадения схема выдает импульс, по команде которого блок 16 управления подключает источник 17 постоянного напряжения к катушке 9.

Находящаяся под постоянным напряжением катушка преобразователя приобретает ярко выраженные свойства электромагнита, полюса которого (фиг. 4) расположены в местах стыкования секций. В показанном на фиг, 4 положении магнитное поле катушки начинает препятствовать дальнейшему врашению магнита. При достижении напряжением подпитки определенной величины магнит 7 полностью теряет подвижность (при любых возможных

35 расходах среды).

Эффект от внедрения предлагаемого технического решения заключается в расширении области применения скоростного тахометри4о ческого преобраэоват.ля расхода.

Наличие информации о расходе влажного пара в продуктивные пласты нагнетательных скважин в процессе теплового воздействия позволяет оптимизировать режим воздействия

45 целью повышения нефтеотдачи.

Формула изобре гения

Устройство для измерения расхода теплоносителя в нагнетательных скважинах, содержащее корпус, турбину, тахометгический преобразователь, включаюший закрепленный на валу турбины постоянный магии и размещенный в корпусе сердечник с обмогкой, и вторичный преобразователь, о т л и ч а ю гц е. е с я тем, что, с целью повышения калежпопа работы устройства, в него введены ге,нератор граничной частоты, схема сравнения, 883375 6 блок управления и источник постоянного тока, Источники информации, причем концы обмотки тахомет ического рического принятые во внимание при эксперпре преобразователя соединены с вторичным преоб- 1. Нетров А. И;, Бар-Слива В. И. Терекразователем и блоком управления, подключен- -3-скважинный расходомер для горячей воды". ным к источнику постоянного тока и выхо- Нефтяник, Р ll, 1979, с. 18 — 19. ду схемы сравнения, входы которой соедине- 2. Авторское свидетельство СССР ны с вторичным преобразователем н генера- М 514947, кл. Е 2! В 47/!О, 1974 (прототором граничной частоты. тип) .

883375

Составитель А. Назаретова

Техред A.Áàáèíåö Корректор Л. Бокшан

Редактор Н. Кончицкая

Заказ 10149/47 Тираж 630

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4