Глубинный дебитомер

 

<1926263

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-вуР582384 (22) Заявлено 180280 (21) 2884061/22-03 с присоединением заявки ¹

151 ) М. Кп. з

E 21 В 47/10

Государственный комитет. СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 622. 245 (088.8) Опубликовано 0705.82. Бюллетень ¹17

Дата опубликования описания 0705.82

М.A.Äè÷åíêî, Ю.К. Колонтай, Ю.В.Никифоров, С.В. Челенков, A.È. Петров, В.И.Бар-Слива и H.H. Денисенко," (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (5 4) ГЛУБИННЫЙ ДЕБИТОМЕР

Изобретение относится к устройствам для глубинных измерений дебита нефтяных и газовых скважин.

По основному, авт. св.9 582384, известен глубинный дебитомер, содержащий корпус, турбину с валом, соединенным с регистратором, верхний и нижний центраторы и гибкие, прогнутые в нижней части тяги, располо" женные между корпусом и нижним центратором, причем верхние части тяг имеют Эластичную оболочку и закреплены на корпусе, а нижние изогнутые части соединены с центратором посредством .направляющих скоб (1).

Положительным в известном изобретении является то, что раскрывающийся в колонне зонтичный пакер, образованный тягами и оболочкой, увеличива- ( ет перепад давления в кольцевом пространстве между дебитомером и стенкой . скважины за счет перераспределения потока, проходящего через измерительный канал дебитомеров в направлении измерительной тубрины, что приводит к увеличению части расхода. При этом расширяется диапазон измерений в сторону нижнего предела измерений.

Недостатком этого дебитомера является низкая точность измерений вследствие существенного влияния на его показания вязкости среды, так как при изменении вязкости рабочей жидкости, скорость вращения турбины при одних и тех же расходах неодинакова.

Цель изобретения — повышение точности измерения дебита путем уменьшения влияния изменения вязкости измеряемой среды.

Это достигается тем, что эластичная оболочка на тягах выполнена из мелкоячеЕчной сетки.

Вследствие такого выполнения эластичная оболочка приобретает свойства зависимого от вязкости среды источника гидравлического сопротивления движению потока, влияющего на перепад давлений в кольцевом пространстве между дебитомером и стенкой скважины таким образом, что расход среды через измерительный канал дебитомера также приобретает зависимый от вязкости сресреды характер и компенсирует влияние, оказываемое меняющейся вязкостью на скорость вращения турбины.

На чертеже изображен предлагаемый дебитомер (стрелками показано направление расхода нефти) .

Глубинный дебитомер содержит кор- . лус 1, турбину 2 с валом 3, соединен1

Ивано-Франковское специальное конструкторское бюро -.- ......., средств автоматизации

926263 ным с регистратором 4, верхний и ниж ний центраторы .5 и 6. Дебитомер снаб жен гибкими прогнутыми в нижней част тягами 7, расположенными между карпу сом 1 и нижним центратором 6. Верхни части 8 тяг имеют эластичную оболочку 9, изготовленную в виде однослойной или многослойной сетки, и закреп лены иа корпусе 1, а нижние изогнуты части 10 соединены с центратором посредством направляющих скоб 11, которые жестко прикреплены к средней части центратора.

Корпус 1 выполнен с калиброванным каналом 12, имеющим входной конус 13 и выходные окна 14. В канале 12 уста новлена турбина 2 с валом 3. Верхняя часть центратора 6 жестко закреплена на поцвижной втулке 15, примыкающей к выходным окнам 14. Внутри нижнего центратора с помсхцью втулки 16 разме щены изогнутые гибкие тяги 7, жесткость которых меньше жесткости центр торов 5 и 6.. В верхней части корпус связан с подвеской 17, íà которой де битомер опускают в скважину. .Дебитомер работает следующим образ ом.

После спуска дебитомера в колонну центратор 6 расходится в стороны и упирается в стенки скважины. Одновре менно расходятся также гибкие тяги 7 и раскрывается сетчатая эластичная " оболочка 9, увеличивающая перепад давлений в кольцевом пространстве ме ду дебитомером и стенкой скважины.

При этом увеличивается часть расхода проходящая через измерительный канал

12 дебитомера и действующая на турбину 2 за счет чего увеличивается также и нижний предел диапазона изме ряемых расходов. Скорость вращения турбины 2, являющаяся мерой расхода, фиксируется регистратором 4.

При изменении вязкости потока .(числа Рейиольдса) изменяется момент вязкого, трения турбиной и потоком и, следовательно, скорость вращения тур бины. Так при увеличении вязкости скорость вращения турбины падает.

Однако благодаря сетчатой текстуре эластичной оболочки при увеличении вязкости потока возрастает и перепад давлений между дебитомером и стенкой скважины. Это объясняется тем, что течение жидкости через трубку (в дан ноч случае через ячейку сетки), кото ,рую можно рассматривать .<ак трубку малой длины, причем, малая длина трубки не имеет существенного значения, так как ее влияние компенсируется весьма малыми размерами отверстия, подчиняется закону ГагенаПуайзейля

Х1. tP с

8Р

I где q — расход через трУбкУ °

z. — радиус трубки

1 - длина трубки, вязкость жидкости и Р .— перепад давлений на трубке.

Из формулы следует, что при увеличении вязкости уменьшается расход через ячейку сетки . Но так как расход по скважине в целом остается постоянным, на ячейке (на пакере и в кольцевом пространстве) возрастает. перепад давлений P. Рост перепада давлений приводит к дополнительному перераспределению расхода с увеличением его части, проходящей через измерительный канал, так что скорость вращення турбины возрастает и стабили 5 зируется.

Следовательно, зависимое от вязкости изменение гидравлического сопротивления сетчатой оболочки пакера приводит к изменению соотношения расходов двух частей потока таким образом, что и) отношение скорости вращения турбины к а- суммарному расходу в скважине остается

1 величиной постоянной, т. е. происходит коррекция влияния вязкости на показания. прибора.

25 ПодбОр необходимой для компенсации влияния вязкости величины гидравлического сопротивяения эластичной оболочки осуществляется варьированием поперечными размерами ячеек однослойной мел30 коячеечной сетки или количеством слоев многослойной.

Иелкоячеечиость сетки пакера максиж" малько уменьшает проходные отверстия в сетчатой текстура Оболочки, так как

35 от них зависит степеиь реагирования пакера на изменение вязкости среды с целью внесения коррекции в показания прибора. С другой стороны наличие сетчатой текстуры в o6îëo÷êå пакера прак4О тически не сказывается на его свойствах в качестве пакера с изменяющейся степенью перекрытия, так как гидравлическое сопротивление мелкосетчатых ячеек многократно .превосходит гидравлическое сопротивление в зазоре между пакером и стенкой скважины. Следовательно, мелкосетчатый пакер, кроме обеспечения коррекции влияния вязкости „обладает всеми свойствами сплошного пакера и позволяет осуществлять

5О целенаправленное .изменение гидравлического сопротивления в зазоре путем изменения степени. перекрытия (величины зазора) .

Формула изобретения

Глубинный дебитомер по авт. св.

9582384, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений за счет уменьшения влияния изменения вязкости измеряемой среды, Щ эластичная оболочка на тягах выполнена из мелкоячеечной сетки.

Источники инфорМации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 582384, кл. Е 21 В 47/10, 1975.

926263

Составитель С.Назаретова

Техред И. Гергель

РЕдактор A.Êoçoðèç

Корректор Н . Швыдк а я

Тираж 624

ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Заказ 2922/22 филиал ППП Патент, r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4