Измеритель плотности бурового раствора

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при бурении нефтяных и газовых скважин для измерения плотности выходящего и нагнетаемого в скважину бурового раствора. Целью изобретения является повышение надежности работы путем осуществления периодической продувки пьезометрических труб сжатым воздухом, расширение функциональных возможностей путем измерения плотности бурового раствора в двух точках, предотвращение бросков показаний в процессе продувки. Измеритель плотности бурового раствора содержит блок подготовки воздуха, выход которого через два регулятора расхода воздуха подключен к плюсовой и минусовой камерам дифманометра и к соответствующим входам преобразователя плотности, выполненного, в виде двух пьезометрических трубок, установленных с возможностью относительного перемещения в буровом растворе. Пьезометрические трубки через нормально включенные каналы двухканального электропневмопереключателя подключены к выходу блока подготовки воздуха, а через включаемые каналы соединены с выходами соответствующих регуляторов расхода воздуха и пневмоемкостями. Выход таймера соединен с электрическим управляющим входом двухканального электропневмопереключателя , гтри этом дифманометр выполнен с электрическим унифицированным выходом. Пьезометрические трубки второго преобразователя плотности через нормально включенные каналы второго двухканального электропневмопереключателя подключены к выходу блока подготовки воздуха, а через включаемые каналы соединены с выходами соответствующих регуляторов расхода воздуха, выход таймера соединен с электрическими входами первого и второго электр опневмопереключателя через переключатель режима работы и подключен к второму входу показывающего прибора . 2 з.п. ф-лы, 2 ил. I (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (51) 4 G 01 N 9/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ; 6 ь

Ф м,1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3974959/23-25 (22) 10. 11. 85 (46) 30.06.87. Бюл. ¹ 24 (71) Специальное конструкторское бюро средств автоматизации ИваноФранковского производственного объединения "Геофизприбор" (72) С.Я.Зевелев (53) 532.14 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹- 524103, кл. G 01 N 9/28, 1970.

Сучков Ю.С. и др. Измеритель плотности бурового раствора. — В кн.:

Техника и технология бурения и испытание глубоких скважин в районах

Северного Кавказа: Сб. научи.тр., вып. 35, Грозный, изд-во СевКавНИИПИНефть; 1981, с.46-48. (54) HampmZZI rmTH0CTH ВуРОВОГО

РАСТВОРА (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при бурении нефтяных и газовых скважин для измерения плотности выходящего и нагнетаемого в скважину бурового раствора. Целью изобретения является повышение надежности работы путем осуществления периодической продувки пьезометрических труб сжатым воздухом, расширение функцио-. нальных возможностей путем измерения плотности бурового раствора в двух точках, предотвращение бросков показаний в процессе продувки. Измеритель плотности бурового раствора содержит блок подготовки воздуха, выход которого через два регулятора расхода воздуха подключен к плюсовой и минусовой камерам дифманометра и к соответствующим входам преобразователя плотности, выполненного, в виде двух пьезометрических трубок, уСтановленных с возможностью относительного перемещения в буровом растворе.

Пьезометрические трубки через нормально включенные .каналы двухканального электропневмопереключателя подключены к выходу блока подготовки воздуха, а через включаемые каналы соединены с выходами соответствующих C

Ж регуляторов расхода воздуха и пневмоемкостями. Выход таймера соединен с электрическим управляющим входом двухканального электропневмопереключателя, при этом дифманометр выполнен с электрическим унифицированным выходом. Пьезометрические трубки второго преобразователя плотности через > нормально включенные каналы второго ЯА,) двухканального электропневмопереклю- ) чателя подключены к выходу блока подготовки воздуха, а через включаемые каналы соединены с выходами соответствующих регуляторов расхода воздуха, выход таймера соединен с электрическими входами первого и второго электропневмопереключателя через переключатель режима работы и подключен к второму входу показывающего прибора. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1320711

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при бурении нефтяных и газовых скважин для измерения плотности выходящего и нагнетаемого в скважину 5 бурового раствора.

Целью изобретения является повышение надежности работы путем осуществления периодической продувки пьезометрических труб сжатым воздухом, расширение функциональных возможностей путем измерения плотности бурового раствора в двух точках,предотвращение бросков показаний в процессе продувки.

На фиг. 1 представлена структурная схема одноканального измерителя плотности; на фиг. 2 — структурная схема двухканального измерителя плотности.

Одноканальный измеритель плотности содержит блок 1 подготовки воздуха, регуляторы 2 расхода воздуха, двухканальный электропневмопереключатель 3, преобразователь 4 плотности, таймер 5, пневмоемкости 6, дифманометр 7 с электрическим унифицированным выходом и показывающий прибор 8, а двухканальный измеритель содержит дополнительно второй элек30 тропневмопереключатель 3, второй преобразователь 4 плотности и переключатель 9 режима работы.

Измеритель плотности работает следующим образом. 35

Сжатый воздух из буровой пневмосистемы через блок 1 подготовки воздуха, в котором производится очистка воздуха от влаги и механических примесей, а также понижается давление до уровня О, 14 MIIa,ïoñòóïàåò в нормально включенные каналы двухканального электропневмопереключателя 3.

Через данные каналы и соединительные трубопроводы сжатый воздух высо- 45 кого давления поступает в соответствующие барботажные трубки преобразователя 4 плотности, за счет чего осуществляется продувка трубок преобразователя.

Режим измерения плотности осуществляется путем переключения электропневмопереключателя 3 выходным электрическим сигналом таймера 5. При этом барботажные трубки преобразователя 4 плотности подключаются к выходам регуляторов 2 расхода воздуха и входам дифманометра 7. Регуляторы расхода воздуха стабилизируют и уравнивают расход воздуха в барботажных трубках на уровне 0,04-0,05 м/ч, что в свою очередь позволяет уравнять потери напора в подводящих трубопроводах. В качестве дифманометра используется измеритель разности давления типа "Сапфир", в котором предусмотрена механическая зашита от перегрузки, в связи с чем дифманометр не выходит из строя во время режима продувки преобразователя плотности. Период работы таймера составляет 4-6 мин, из них 10-20 с управляющий сигнал на выходе таймера отсутствует. В это время осуществляется продувка преобразователя, а остальное время занимает режим измерения плотности. Пневмоемкости б,включенные в измерительные каналы, позволяют существенно уменьшить уровень пульсаций давления, возникающих в процессе барботажа, что в свою очередь существенно снижает погрешность измерения. Унифицированный выходной сигнал с выхода преобразователя 4 подается на выход и может быть использован без дополнительных преобразований в системах сбора информации, а также на вход цифрового измерительного прибора, на индикаторах которого плотность отображается в натуральных единицах.

Для измерения плотности раствора в двух точках (фиг. 2) используются дополнительные преобразователи 4 плотности и электропневмопереключатель 3. Переключение режимов осуществляется с помощью тумблера 9, причем в одном случае измеряется плотность выходящего бурового раствора, а в другом — плотность раствора в емкости, из которой раствор отбирается насосами для закачки в скважину. Схема построена таким образом, что при отсутствии электропитания осуществляется продувка обоих преобразователей, а при нормальном функционировании работающий преобразователь продувается периодически в течение 10-20 с с интервалом 4-6 мин, а другой продувается постоянно. Разность плотностей выходящего и нагнетаемого растворов определяется по разности показаний цифрового индикатора. Погрешность измерения разности плотности при измерении перепада давления одним дифманометром существен1320711 но ниже, так как основная составляющая погрешности представляет собой

I погрешность нелинейности дифманомет- е ра, которая практически исключается при определении разности показаний. 5

Сохранение результатов измерения в процессе продувки достигается тем, что при отсутствии управляющего сигнала от таймера 5 в показывающем приборе 8 запоминается и индуцируется последний результат измерения.

Преобразователь плотности содержит барботажные трубки малого внутреннего диаметра 3-5 мм, что позволяет в процессе продувки устранить из барботажных трубок остатки бурового раствора за счет высокой скорости движения воздуха в них. В режиме измерения плотности частота отделения пузырьков воздуха достаточно высока и составляет 10-20 Гц, в свя— зи с чем пульсации давления, вызванные барботированием воздуха, достаточно эффективно компенсируются пневмоемкостями небольших объемов 1,525

2 л.

Регулировка базового расстояния между барботажными трубками осуществляется регулируемыми фиксаторами, что позволяет использовать дифманометр.

С помощью крепежного хомута и несущей трубы осуществляется установка преобразователя на требуемую глубину погружения. Защитный короб предотвращает возможность механической поломки пьезометрических труб, а также устраняет влияние движущегося потока на показания измерителя плотности.

Таким образом, предлагаемый измеритель плотности имеет электрический выход, что позволяет использовать его в системах сбора и обработки информации. Введение продувки пьезометрических трубок позволяет существенно повысить надежность работы пре-. образователя, сократив до минимума объем работ по обслуживанию преобразователя плотности, связанный с промывкой и чисткой преобразователя.

Кроме того, измеритель позволяет определить плотность раствора в двух точках, например на выходе из скважины и в приемной емкости, а по их показаниям — разность значений плотности, причем абсолютная погрешность измерения разности меньше, чем при измерении двумя известными приборами.

Формула изобретения

1. Измеритель плотности бурового раствора, содержащий блок подготовки воздуха, выход которого через два регулятора расхода воздуха подключен к плюсовой и минусовой камерам дифманометра и к соответствующим входам преобразователя плотности, выполненного в виде двух пьезометрических трубок, погруженных в буровой раствор на разную глубину, а выход дифманометра соединен с входом показывающего прибора, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения надежности работы путем осуществления периодической продувки пьезометрических труб сжатым воздухом, в него дополнительно введены двухканальный электропневмопереключатель, таймер и две пневмоемкости, причем пьезометрические трубки преобразователя плотности через нормально включенные каналы двухканального электропневмопереключателя подключены к выходу блока подготовки воздуха, а через включаемые каналы соединены с выходами соответствующих регуляторов расхода воздуха и пневмоемкостями, выход таймера соединен с электрическим управляющим входом двухканального электропневмопереключателя, при этом дифманометр выполнен с электрическим унифицированным выходом, a пьезометрические трубки преобразователя плотности установлены с возможностью относительного перемещения.

2. Измеритель по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем измерения плотности бурового раствора в двух точках, в измеритель дополнительно введены второй двухканальный электропневмопереключатель, второй преобразователь плотности и переключатель режима работы, причем пьезометрические трубки второго преобразователя плотности через нормально включенные каналы второго двухканального электропневмопереключателя подключены к выходу блока подготовки воздуха, а через включаемые каналы. соединены с выходами соответствующих регуляторов расхода воздуха, а выход таймера соединен с электрическими входами первого и второго электропневмопереключателей через переключатель режима работы.

1320711

3, Измеритель по п.2, о т .и и ч а- цессе продувки,. выход таймера подклюю шийся тем, что, с целью пре- чен к второму входу показЬвающего дотвращения бросков показаний в про- прибора.

Составитель В. Алексеев

Техред Н, Глущенко Корректор А.Ильин

Редактор Н. Слободяник

Заказ 2653/47

Тираж 776

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r,Óæãîðoä, ул. Проектная, 4