Скважинный расходомер

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к геофизическим приборам для измерения расхода жидкостей при бурении скважин. Целью изобретения является расширение диапазонов измеряемых жидкостей. Поток жидкости, протекающей по корпусу, вращает в подшипниках обтекателя турбинку 5, частота вращения которой измеряется вторичным преобразователем. Сигнал с последнего по кабелю 6 передается в телесистему для его обработки. При этом наведение сигнала во вторичном преобразователе происходит в сигнальной обмотке 10, намотанной в один ряд в виде двух полуобмоток поверх обмотки возбуждения 9, которая, в свою очередь, намотана в один ряд на сердечник 8, покрытый тонкой магнитной пленкой. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 F 1/075, Е 21 В 47/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф

I» г (21) 4243366/24-10 (22) 12.05,87 (46) 15.07.90, Бюл. М 26 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) Г.Н, Ковшов, Н.И. Филин, С.К. Прище-. пов и С.С. Александров (53) 681.121 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР Ф 1114884, кл. 6..01 F 1/12, 1984.

Авторское свидетельство СССР

М 1215407, кл. Е 21 В 47/02, 1985.

Авторское свидетельство СССР

М 883367, кл. Е 21 B 47/00, 1981. . (54) СКВАЖИННЫЙ РАСХОДОМЕР (57) Изобретение относится к измерительной технике. в частности к геофизическим. Ж ц„1578479 А1 приборам для измерения расхода жидкостей при бурении скважин. Цель изобретенмя — расширение диапазонов измеряемых жидкостей. Поток жидкости, протекающей по корпусу, вращает в подшипниках обтекателя турбинку 5, частота вращения которой измеряется вторичным преобразователем. Сигнал с последнего по кабелю 6 передается в телесистему для его обработки. При этом наведение сигнала во вторичном преобразователе происходит в сигнальной обмотке 10, намотанной в один ряд в виде двух полуобмоток поверх обмотки 9 возбуждения, которая в свою очередь намотана в один ряд на сердечник 8, покрытый тонкой магнитной пленкой. 3 ил.

1578479

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к геофизическим приборам для измерения расхода жидкостей при бурении скважин.

Цель изобретения — расширение диапазонов измеряемых жидкостей.

На фиг.1 представлен первичный преобразователь магнитомодуляцион ного расходомера, общий вид; на фиг.2 — узел съема сигнала; на фиг,3 — структурная схема магнитомодуляционного расходомера, Скважинный расходомер состоит из корпуса 1 с вторичным магнитомодуляционным преобразователем 2, обтекателем 3 и пазом 4. в котором симметрично относительно плоскости поперечного сечения турбинки 5 установлен соединенный кабелем 6 с телесистемой магнитомодуляционный преобразователь 7; выполненный в виде сердечника 8, на который намотаны обмотки возбуждения 9 и сигнальная 10 преобразователя. Обмотка 9 подключена к ,генератору 11 возбуждения, а сигнальная обмотка 10 — к соединенным в телесистеме последовательно фильтру 12 удвоенной частоты возбуждения, амплитудному детектору 13, фильтру 14 высокой частоты, преобразователю 15 уровня и далее к частотомеру

16.

Расходомер работает следующим образом, Вектор поля малого градиента, каким является поле Земли, действует на магнитную систему преобразователя так, что устанавливается неизменный по длине сердечника уровень магнитной проницаемости, который определяется положением оси чувствительности магнитометра в пространстве. Неизменность по длине сердечника магнитной проницаемости обеспечивает равенство ЭДС в сигнальных полуобмотках, каждая иэ которых также равномерно распределена по длине сердечника с тонкой магнитной пленкой при одинаковом количестве витков полуобмоток.

Направление намотки полуобмоток- противоположное по магнитному потоку в сердечнике, что определяет равенство нулю суммарной ЭДС сигнальной обмотки при любом пространственном положении магнитометра в равномерном поле. Для нарушения такого состояния равновесия ЭДС необходимо магнитное поле большого градиента, изменяющее проницаемость сердечника асимметрично относительно центра его магнитной оси. Турбинка расходомера с лопатками под углом 45 является источником такого поля.

С целью рассеяния вектора общей намагниченности турбинки ее установке в

55 преобразователь предшествует операция размагничивания в переменном поле высокой интенсивности.

Поток жидкости в калиброванном канале корпуса 1 вращает установленную в подшипниках обтекателя 3 турбинку 5 с угловой скоростью, пропорциональной скорости жидкости. При этом на магнитную систему преобразователя воздействует поле турбинки большего градиента, обусловленного ярко выраженной неравномерностью распределения магнитного потенциала по поверхности турбинки. Обмотка 9 возбуждения преобразователя подключена к генератору 11 частоты, сигнал которого передается в телесистему кабелем 6. Поле возбуждения воздействует на магнитную проницаемость сердечника 8 совместно с периодически изменяющимся полем турбинки, причем частота вращения значительно меньше частоты возбуждения, поэтому поле турбинки является модулирующим.

Сигнальная обмотка 10 магнитомодуляционного преобразователя 2 соединена кабелем 6 с полосовым фильтром 12, который выделяет промодулированный полем вращающейся турбинки информационный сигнал, поступающий на вход амплитудного детектора 13, после чего сигнал несущей частоты погашается фильтром 14 высокой частоты, а сигнал частоты вращения в преобразователе 15 уровня проводится в форме цифрового сигнала для регистрирования частотомером 16.

Когда линия лопасти по цилиндрической образующей турбинки расположена симметрично относительно центра оси чувствительности преобразователя, это, как следует из сказанного выше, соответствует минимуму информационного сигнала. Любые другие угловые положения турбинки характеризуются разностью магнитного воздействия поверхностей сложной формы по длине сердечника, что нарушает равновесие ЭДС сигнальных полуобмоток и приводит к повышению уровня информационного сигнала.

Таким образом, при вращении турбинки информационный сигнал преобразователя изменяется по периодическому закону. Pscходомер обладает рядом преимуществ: повышается точность и достоверность измерения скорости протока жидкости в наклонно направленных скважинах; уменьшается тормозящая сила, действующая на малоинерционную турбинку вследствие исключения сил потокосцепления и уменьшения массы механических частиц, оса)кдающихся на лопастях; уменьшаются габариты, 1578479

Составитель В.Андреев

Техред М.Моргентал Корректор Л.Патей

Редактор М.Петрова

Заказ 1906 Тираж 564 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Реушска» наб., 4/5 .

Производственно-издательский комбинат "Патент". r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

ФЬрмула изобретения

Скважинный расходомер, содержащий корпус с калиброванным каналом, в котором размещена четырехлопастная турбин ка и подключенный к телеметрической системе вторичный преобразователь. состоящий из сердечника с намотанными на него сигнальной обмоткой и обмоткой возбуждения, расположенный параллельно оси корпуса, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазонов измеряемых жидкостей, вторичный преобразователь расположен в пазу корпуса, обмотки возбуждения и сигнальная намотаны на сердечник в один ряд каждая, причем сигнальная обмотка

5 расположена поверх обмотки возбуждения и состоит из двух встречно включенных полуобмоток, центры симметрии сердечника с обмотками и турбинки лежат в одной пло скости, перпендикулярной оси турбинки, а

10 угол наклона лопастей турбинки составляет

45о