ВВЕДЕНИЕ. Скважинные расходомеры-влагомеры ВРГД-36 состоят из измерительного блока и пакерующего устройства (рис.8.1)

Скважинные расходомеры-влагомеры ВРГД-36 состоят из измерительного блока и пакерующего устройства (рис.8.1). Конструктивной особенностью приборов является использование свободного конца емкостного преобразователя в качестве верхней опоры турбинки и размещение магнитного прерывателя в полости конденсатора. Последовательное расположение турбинки и конденсатора позволяет использовать вращение турбинки для образования мелкодисперсной смеси, протекающей через электроды проточного конденсатора. В приборе ВРГД-36 (диаметр 36мм) использовано лакерующее устройство расходомера РГД-2М. Прибор «Кобра-ЗбРВ» отличается тем, что в нем применено пакерующее устройство расходомера «Кобра-ЗбР». Диапазон измеряемых расходов составляет 0,2-2,5 мЗ/ч (4,8-60 мЗ/сут), а диапазон влажности 0-60%. Прибор предназначен для работы при температуре до 700С и давлении до 25 МПа.

Скважинный дистанционный прибор ДРМТ-3, разработанный ВНИИКА нефтегазом, предназначен для одновременного измерения давления до 60 МПа и температуры до 1800С в фонтанных и насосных скважинах. Датчиками давления и температуры служат струнные преобразователи, принцип действия которых основан на использовании зависимости частоты поперечных колебаний струны от степени ее натяжения, определяемой значением действующего на струну растягивающего усилия.

Рис-8.1 Скважинный расходомер-влагомер ВРГД-36:

1-электронный блок; 2-централъный электрод; 3-стакан; 4-магнитоуправляемый контакт (прерыватель); 5-магниты; 6-турбинка; 7-труба; 8-защитная труба покера; 9-эластичная перегородка покера с отверстиями; Ю-манжета пакера; 11-электродвигатель с редуктором; 12-промежуточный ходовой винт; 13-основной ходовой винт.

Скважинный прибор (рис.8.2) состоит из преобразователей давления и температуры, объединенных конструктивно в одном герметичном корпусе. Каждый преобразователь выполнен в виде двух трубчатых пружин 3, подвижные концы которых связаны перемычкой (струной) 5, а неподвижные закрепление в основании 4, имеющем систему каналов для одновременной подачи давления в полость трубчатых пружин. В основании неподвижно закреплен электромагнит 6. Измеряемое давление воздействует на трубчатые пружины и преобразуется в усилие, вызывающее изменение степени натяжения перемычки, а следовательно, и частоты ее поперечных колебаний. Электромагнит служит для возбуждения колебаний перемычки, изготовленной из ферромагнитного материала, при подаче в него электрического импульса. По исчезновении импульса с электромагнита наводится переменная электродвижущая сила, частота который равна частоте колебаний перемычки. Выходные сигналы датчиков давления и температуры разделены по частотам, что обеспечивает возможность одновременной передачи обоих сигналов по одножильному кабелю. В наземной аппаратуре эти сигналы разделяются с помощью полосовых фильтров, установленных на входе аппаратуры. Измерение и регистрация сигналов осуществляются наземной аппаратурой последовательно.

Наземная аппаратура состоит из цифрового измерителя ЦИ-3 и электроуправляемой печатающей машинки. Аппаратура работает циклически, т.е. за один цикл измерения от датчиков с интервалом в 2 сек передается измерительный сигнал. Время повторения циклов устанавливается равным от 10 сек до 1 ч. На цифровом табло и на печатающей машинке регистрируются текущее время, результат измерения давления и температуры. С помощью измерителя ЦИ можно регистрировать показания также по глубине спуска прибора в скважину. При этом циклы измерений повторяются через 0,5-5 и 10 м.

Комплексный прибор ДРМТ-3 имеет наружный диаметр 26 мм и длину 1100 мм. Масса прибора 35 кг. Основная приведенная погрешность давления составляет 0,4%, а температура-1% при тепловой инерционности не более 5с. В настоящее время разработаны также конструкции приборов типа ДРМТ диаметром 20 мм.

Автономный комплексный прибор ПАК-1, разработанный ВНИИГИС, предназначен для измерения давления и температуры при исследовании скважин с помощью испытателей пластов типа КИИ-95 или КИИ-146.

Скважинный прибор содержит датчики давления и температуры. Чувствительным элементом датчика давления является полупроводниковой тензорезистор, наклеенный на металлическую мембрану. В качестве датчиков температуры используют резисторы, выполненные из медного провода диметром 0,05 мм.

Выходной сигнал датчиков преобразуется в частный сигнал, который в двоичном ходе регистрируется на магнитной ленте с помощью двухдорожечной магнитной головки и лентопротяжного механизма со съемной кассетой.

Рис.8.2 Схема дистанционного манометра ДРМТ-3:

1-кабельный наконечник; 2-термоприемрик; 3-трубчатые пружины; 4-основание; 5-перемычка; 6-злектромагнит; 7-преобразователь давления; 8-сильфон.

В приборе имеется блок управления с программным устройством, который автоматически включает регистрирующее устройство на заданной глубине и «опрашивает» датчики по двум программам: по первой 5 раз в минуту, а по второй раз -10 раз. Результаты измерения воспроизводят с помощью лентопротяжного механизма наземной панели при повышенной скорости, что позволяет сократить время воспроизведения до 30 мин.

Прибор имеет верхние пределы измерения давления от 25 до 60 МПа, а диапазон измерения температуры от 100С до 1000С. Погрешность не превышает 2%. Диаметр скважинного прибора 42 мм, длина 1500 мм. Время непрерывной работы с одним блоком питания составляет 20 ч.

Комплексная аппаратура «Поток-5» предназначена для измерения давления, температуры, расхода и влажности жидкости. Скважинный прибор «Поток-5» (рис.8.3), спускаемый на одножильном кабеле 1, состоит из датчиков указанных величин (р; Т; Q; W), локатора сплошности L и пакерующего устройства с электромеханическим приводом 2. Локатор сплошности обеспечивает точную привязку данных к разрезу скважин.

Датчик давления состоит из геликсной пружины 3 и индуктивного преобразователя. Свободный конец геликса соединен с ферритовым кольцом, входящим в катушку 4. С повышением или понижением давления в скважине ферритовое кольцо перемещается внутри катушки, изменяя ее индуктивность. В качестве датчиков температуры использованы полупроводниковое элементы 6. Изменение сопротивления этих элементов пропорционально уменьшению или увеличению температуры окружающей среды.

Для измерения расхода в приборе применен датчик расхода с заторможенной турбинкой 9. Поток жидкости, воздействуя на турбинку вызывает закручивание струи 11а 11 б на определенный угол, что приводит к перемещению сердечника 8 внутри катушки и изменению ее индуктивности. Содержание воды в нефти определяют с помощью конденсатора емкостного датчика.

Катушки индуктивности датчиков давления и расхода входят в состав колебательных контуров LC-генераторов. Поэтому при изменении индуктивности изменяется частота выходного сигнала. Преобразование индуктивности в частоту происходит в электронных блоках 5 и 7. Датчики подключаются к наземной аппаратуре последовательно или вызовом сигнала, или автоматически через 10-12 ч. При подключении по вызову время измерения не ограниченною В автоматическом режиме работы измерения составляет 2-3 с.

Каркас пакера образован металлическими пластинами 12, закрепленными в два ряда во втулках. При открытии пакера подвижная втулка 14 вначале совершает винтовое движение, поворачивая пластины, которые изгибаются и прижимают оболочку к стенкам скважины. Затем втулка движется параллельно оси прибора и усиливает прижатие пластины, плотно прижимаясь к корпусу прибора, при этом перекрывая входные отверстия. В закрытом состоянии пакер имеет диаметр меньший, чем корпус прибора, что предохраняет его от повреждения при спускоподъемных операциях.

Комплексный прибор «Поток-5» имеет следующее характеристики: верхний предел по давлению 25 МПа, диапазон измеряемых расходов 6-60 мЗ/сут или 15-150 мЗ/сут, пределы измерения температуры 20-1000С, диаметр корпуса 40 мм, длина 2900 мм, погрешность измерения давления 1,5%, температуры 1%, расхода 4%. Влагомер обеспечивает определение влажности в диапазоне до 100%.

Рис.8.3 Скважинный комплексный прибор «Поток-5»:

1-кабель; 2-трансформаторы локатора сплошности; 3-геликсная пружина; 4-индукционная катушка; 5,7-электранные блоки; 6-полупроводниковые элементы; 8-сердечник; 9-заторможенная турбинка; 10-емкостной датчик; 11а и 11б-струны; 12-пластины покера; 13-основной ходовой винт; 14~подвижная втулка покера; 15-промежуточный ходовой винт; 16-редуктор; 17-электродвигатепь.

4. Контрольные вопросы

1.Объясните принцип действия ВРГД-36?

2.Как проводят измерения и регистрацию сигналов в дистанционном
манометре?

3.Для чего предназначена комплексная аппаратура «Поток-5»?

4.На чем основаны принципы работы датчиков расхода, давления,
температуры в аппарате?

5.Технические характеристики приборов ВРГД-36, ДРМГ-3, «Поток-5».

6.Для каких целей предназначены эти приборы?

7.Конструктивные особенности приборов.

ВВЕДЕНИЕ

Технология и техника добычи нефтяных и газовых месторождений в современном мире требует глубокого изучение свойств и их содержание, а также детально знать конструкцию и принцип работы любого измерительного устройства, применяемого при добыче нефти и газа. В настоящее время известно много различных методов исследования скважин, но только гидродинамические исследования выполняются силами нефтедобывающих предприятий и являются неотъемлемой частью процессов регулирования выработки запасов углеводородов. Под гидродинамическим исследованиями скважин и пластов будем понимать совокупность различных мероприятий, направленных на измерение определенных параметров (давление, температура, дебит, время и др.) в работающих или остановленных скважин и их регистрацию. Исследование проводится специальными бригадами с использованием соответствующей техники и измерительных приборов. К гидродинамическим исследованиям будем относить термодинамические и дебитометрические исследования скважин.

В лабораторном практикуме рассмотрены конструкции глубинного геликсного манометра, дифференциального манометра, дебитомера, расходомера, эхолота, динамографа. По определению коэффициента подачи штанговой скважинной насосной установки студенты могут глубоко освоить принцип работы ШСНУ.

Работа предназначена для выполнения студентами лабораторных работ, предусмотренных учебным планом и рабочими программами (силлабусами).

При подготовке к лабораторным работам необходимо изучить соответствующий раздел по рекомендуемой литературе и схему установки, ответить на контрольные вопросы. По заданным вариантом сделать необходимые расчеты, занести в таблицу.

После выполнения лабораторной работы, результаты оформляются в соответствии с СТП-168-98. Защита лабораторной работы производится во время лабораторных занятий.