Устройство для определения состояния флюидов

 

Изобретение относится к технологии бурения нефтяных и газовых скважнн и позволяет повысить надежность и чувствительность устр-ва. В корпусе устр-ва размещен нагреватель (Н). Вокруг него размещены термосопротивления и подключены к амплитудному ь U, дискриминатору 2. Его выход через последовательно соединенные инвертор 1, элемент 3 задержки и тиристорный ключ 4 подключен к Н. При дистанционном измерении устр-во включает модулятор 10, линию 11 связи и демодулятор 12. Управляемый последним мультивибратор 13 в течение времени с вьщает импульсы 1). , число которых регистрируется цифровым прибором 14. Охлаждение (нагрев) термосопротивлений 9 после отключения (включения) Н наступает не мгновенно, а через время Т. Продолжительность Т , а следовательно частота повторения импульсов на выходе инвертора 1 находятся в зависимости от параметров окружающей среды - теплопроводности, теплоемкости, скорости потока, т-ры, уд. массы. При этом обеспечивается постоянство массы чувствительного органа , напряжения питания и мощное- . ти Н. 3 ил. а (/) 00 00 0 с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦ4АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (191 (И1 (д1) 4 Е 21 В 47/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (21) 3 763621/22-03 (22) 12.07.84 (46) 23.09.87. Бюл. 1(- 35 (71) Азербайджанский политехнический институт им. Ч.Ильдрыма (72) М.А.Гаджиев (53) 622.241(088.8) (56) Сушилин В.А. Методы и техника исследований в скважинах. M,: Недра, 1961, с. 83.

Петров А.И., Васильевский В.В.

Техника и приборы для измерения расхода жидкости в нефтяных скважинах.

М.: Недра, 1967, с. 78-79 и 166-167. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ФЛЮИДОВ (57) Изобретение относится к технологии бурения нефтяных и газовых скважин и позволяет повысить надежность и чувствительность устр-ва. В корпусе устр-ва размещен нагреватель (Н).

Вокруг него размещены термосопротивления и подключены к амплитудному дискриминатору 2. Его выход через последовательно соединенные инвертор

1, элемент 3 задержки и тиристорный ключ 4 подключен к H. При дистанционном измерении устр-во включает модулятор 10, линию 11 связи и демодулятор 12. Управляемый последним мультивибратор 13 в течение времени с выдает импульсы U, число которых регистрируется цифровым прибором 14.

Охлаждение (нагрев) термосопротивлений 9 после отключения (включения)

Н наступает не мгновенно, а через время . Продолжительность с, а следовательно частота повторения импульсов (1„„ на вьмоде инвертора 1 находятся в зависимости от параметров окружающей среды — теплопроводности, теплоемкости, скорости потока, т-ры, уд. массы. При этом обеспечивается постоянство массы чувствительного органа, напряжения питания и мощности Н. 3 ил.

1339242

Изобретение относится к области определения состояния флюидов в природных условиях и в технологических установках и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, в частности, .для определения границ раздела между разнородными флюидами, например, водонефтяного контакта (ВНК) в стволе скважин, или изменения скорости потока однородного флюида, например, водоворотов в морских глубинах или воздушных течений на различных высотах.

Цель изобретения — повьппение надежности и чувствительности устройства для определения состояния флюидов.

На фиг. 1 представлена электрическая схема устройства управляемого генератора прямоугольных импульсов инфранизких частот; на фиг. 2 — схема корпуса чувствительного органа, поперечное сечение; на фиг. 3 — временные диаграммы работы электрической схемы.

Устройство содержит инвертор 1, амплитудный дискриминатор 2, элемент

3 задержки, тиристорный ключ 4, источник 5 постоянного тока, цепь 6 промышленной частоты, активное сопротивление 7, нагреватель 8, размещенный в корпусе, и термосопротивления 9, размещенные вокруг нагревателя 8 и подключенные к амплитудному дискриминатору 2, выход которого через инвертор 1, элементы 3 задержки и тиристорный ключ подключен к нагревателю 8.

При дистационном измерении устройство содержит также модулятор 10 с генератором несущей частоты f линию 11 связи и демодулятор 12.

Цепи промышленной частоты U u сигналов информации U разделены известным методом. Управляемый мультивибратор 13 (например, субблок ГС комплекса Спектр") в течение времени вьщает импульсы U,, число которых п(ь) регистрируется цифровым прибором 14 (например, типа ПС 02-08).

Принцип работы основан на том, что параметры сигналов ставятся в зависимость от теплофизических параметров состояния окружающей среды.

Электрическая схема предлагаемого устройства содержит цепь обратной связи, по которой напряжение U с тер мосопротивлений 9 подается на вход амплитудного дискриминатора.

Логическая структура схемы такова, что она попеременно может находиться в двух состояниях И и Л.

При логическом уровне напряжений б (U „„ ), что соответствует состоянию И схемы, тиристорный ключ 4 открывается и напряжение промьппленной частоты U подается на нагреватель 8.

1р В результате нагрева термосопротивлений 9 их суммарное сопротивление В,, а следовательно, напряжение U на них, уменьшается. Продолжительность убывания U до уровня переключения

15 схемы U,„ зависит от отвода тепла от поверхйости чувствительного органа (ЧО) . В свою очередь, интенсивность отвода тепла при постоянстве массы m ЧО, напряжения питания схемы

2p U, потребляемой мощности нагревателя P зависит от теплофизических паН раметров (Л, С, У, Т, ) состояния окружающей среды, т.е. чем ниже температура Т и (или) вьппе скорость

25 течения Ус (обдувка ЧО) окружающей среды, тем больше отвод тепла от поверхности ЧО. Подобно любому нагретому металлическому телу интенсивность отвода тепла от поверхности ЧО будет изменяться также в зависимости от того, обладает ли окружающий ЧО флюид высокой или низкой теплопроводностью

Л и (или) теплоемкостью С, т.е. окружен ли ЧО водой или нефтью, или

35 находится в газовой среде.

При достижении U U на выходе амплитудного дискриминатора 6 напряжение U срывается, тиристорный ключ 4 включается и нагреватель обес40 точивается, т.е. схема скачком переходит в состояние Л. После переключения схемы, в зависимости от степени инерционности ЧО, некоторое время убывание. П продолжается. Затем в ре45 эультате естественного охлаждения термосопротивлений 9 их суммарное сопротивление К, а следовательно U растут. Продолжительность роста U зависит от влияния указанных факто50 ров. При достижении U > U „ происходит обратный переброс схемы и начало нового цикла.

Таким образом, продолжительность пребывания схемы в каждом из двух состояний (И и Л), т.е. длительность а следовательно, частота повторения импульсов 1/2, зависят от значений теплофизических параметров (Л, 3 133

С, У,, Т,,,) окружающего ЧО флюида в совокупности и отдельности.

Если технологическое условие, где применяется предложенное устройство, таково, что одновременно могут изменяться не все перечисленные теплофизические параметры окружающего ЧО флюида, а отдельные из них Ус и (или)

Т или С и Л, то ясно, что длительность ь и частота повторения 4 выходных импульсов будут отражать в себе информацию об изменении скорости потока У и (или), температуры Т или

С и Л, используемых для определения места слияния двух разнородных флюидов, в частности ВНК, в стволе скважин.

Применению устройства для определения состояйия флюидов в условиях скважин благоприятствуют следующие факторы: по эксплуатируемым скважинам обычно известны компоненты добываемой газожидкостной смеси.(нефть, вода и гаэ); одна из компонент, а именно пластовая вода, поступает в скважину иэ нижних отверстий фильтра и до ВНК сохраняет свои пластовые теплофизические параметры (Л, Ср) состояния; при нормальном техническом состоянии скважин изменение других теплофиэиНеских параметров по толще фильтра, в частности температуры Т (Н) и скорости потока У, (Н), происходит беэ существенных скачков; компоненты газожидкостной смеси по параметрам Л и Срсущественно (в 2-5 раз) отличаются между собой.

ВНК определяется в следующей последовательности. Устройство на каротажном кабеле, беэ применения пакета, через НКТ спускается до нижней отметки контролируемого участка, а затем ступенчато протягивается по стволу скважины и на каждой ступени дистанционно регистрируются параметры или . По полученным данным строят

9242 диаграмму изменения (c.,(Н) или 1(Н) по исследуемому участку ствола скважины. По скачкообразному изменению

5 полученных диаграмм определяют место слияния разнородных флюидов в стволе скважины (воды с нефтью или нефти с газом) .

Устройство для определения состояния флюидов, в которых оно находится, выдает информацию импульсами постоянного тока с инфраниэкой частотой повторения, благодаря чему обеспечивается помехоустойчивость передачи сигналов и возможность использования цифровых приборов для регистрации их без промежуточного преобразования.

В результате размещения термосо-., противлений вокруг нагревателя теплообмен по системе флюид — термосопротивление — нагреватель осуществляется в радиальном направлении, создаются условия для увеличения чувствительности устройства и эффективной мощ25 ности нагревателя, а также возникает техническая воэможность для замены полупроводниковых термисторов проводниковыми термосопротивлениями с линейной характеристикой.

Формула изобретения

Устройство для определения состояния флюидов, содержащее корпус, нагреватель и термосопротивления, сое35 диненные со схемой преобразователя сигналов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения надежности и чувствительности устройства, 40 в него введены амплитудный дискриминатор, инвертор, элемент задержки и тиристорный ключ, причем нагреватель размещен в корпусе, а термосопротивления размещены вокруг него и подключены к амплитудному дискриминатору, выход которого через инвертор, элемент задержки и тиристорный ключ подключен к нагревателю.

1339242

Составитель Г.Маслова

Редактор А.Козориз Техред В. Кадар КорректорА.Зимокосов

Заказ 4195/23 Тираж 532 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4