Устройство для измерения расхода жидкостей и газов в скважинах

 

О П И С А Н И Е (») 574525

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Срк)а, Мвеусккк

Сокиалиот нивских

Ресвублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сзид-ву (22) Заявлено 06.08.75 (21) 2160823/03 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.09.77. Бюллетень ¹ 36

Дата опубликованпя oHHcaHIIII 29.09.77 (51) М, Кл, - Е 21В 47(10

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 681.121(088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Г. A. Калистратов, Т. Г. Габдуллин и В. М. Лобовиков

Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики т (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ЖИДКОСТЕЙ

И ГАЗОВ В СКВАЖИНАХ

Изобретение относится к области геофизических средств измерений, в частности к устройствам для измерения расхода жидкостей и газов в нефтяных, водяных и газовых скважинах, применяемым для определения притока от отдельных пластов.

Известен расходомер, содержащий турбинный датчик, импульсы с которого по каротажному кабелю передаются на поверхность, и пакерующее устройство.

Наземный блок указанного расходомера позволяет управлять раскрытием и закрытием пакера и с помощью частотомера или электромеханического счетчика регистрировать импульсы с турбинного датчика. Каждый прибор имеет снимаемую на градуировочном стенде индивидуальную градуировочную характеристику, представляющую собой зависимость количества импульсов на выходе первичного преобразователя от величины расхода продукта через прибор.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для измерения расхода жидкостей и газов в скважинах, содержащее скважинный прибор с турбинным датчиком и наземный блок со схемой управления, счетчиком импульсов, цифро-аналоговым преобразователем и регистратором.

Однако в результате того, что технология производства пакеров не позволяет выполнить их с одинаковыми коэффициентами пакерования, возникает необходимость иметь градуировочные характеристики для приборов с каждым конкретным пакером пз комплекта паксров, которыми комплектуется соотвстствующий прибор.

В процессе измерений, производимых HB

10 разных глуоинах по стволу скважины, опсратор после каждого измерения обращается к градунровочной xapak repIIcTHI чтобы определить в именованных единицах величину расхода В конкретной точке ствола скважины. При этом HB рез 1bTBT измерении может накладываться внесенная оператором погрешность, определяемая субъективными факторами. Кроме того, нормирование погрешности измерений всех существующих расходомеров

Ос1 щсствляется только для воды, так как В настоящее время отсутствуют стенды, позволяющие производить поверку приборов на рабочей жидкости, взятой пз исследуемой скважины. Вязкость, давление н ряд других

2З факторов в реальнь1х скважпнных условиях могут значительно повлиять на точность измерения расхода жидкостей прп переходе к именованным единицам по градунровочной характсристике, снятой для воды в наземных

30 условиях.

574525

60 б5

Таким образом, при измерений:расхода жидкости по стволу скважины в именованных единицах как процесс градуировки, так и процесс измерения являются достаточно трудоемкими и не исключают внесение погрешностей как субъективного, так и объективного характера.

Целью изобретения является сокращение объема операций поверки и измерения и повышение точности путем исключения ошибок.

Это достигается тем, что наземный блок снабжен дополнительными счетчиками импульсов, схемами совпадения и сравнения, генератором стабильной частоты и программным блоком, при этом выход генератора стабильной частоты через схемы совпадения связан с входами дополнительных счетчиков, выходы которых подключены к схеме сравнения, а выход схемы срав нения и один из выходов программного блока через схемы совпадения соединены с входами дополнительных счетчиков.

Устройство содержит счетчики импульсов

1 — 3, схему сравнения 4, генератор 5 стабильной частоты, триггеры 6 и 7, схему совпадения 8 — 11, программный блок 12, блок сигнализации 13, цифровой индикатор 14, цифро-аналоговый преобразователь 15, показывающий прибор 16, регистратор 17, наземный блок питания с схемой управления 18, I<3poTH>K1IbIH на беJIh 19 H турбинный tIéò PHI<

20.

Схема устройства по своему функциональному назначению делится на две части, одна из которых обеспечивает кодирование интервала времени, в течение которого происходит счет импульсов с турбинного датчика в различных точках ствола скважины (счетчики 2 и 3, схема сравнения 4, генератор 5 стабильной частоты, триггеры 6 и 7, схемы совпадения 10 и 11, програм мный блок 12 и блок сигнализации 13), а другая преобразует импульсную информацию с турбинного датчика в относительный расход жидкости или газа по стволу скважины, выраженный в процентах по отношению к суммарному.

В исходном состоянии схемы триггеры б и

7 находятся в положении, при котором на входы схем совпадения 8 — 11 подаются, нулевые сигналы, и импульсы с турбинного датчика 20 не проходят на вход счетчика 1, а импульсы с генератора 5 стабильной частоты не проходят на входы счетчиков 2 и 3. Счетчики 1 — 3 находятся в нулевом состоянии.

Цифровой индикатор 14, показывающий прибор 16 и регистратор 17 фиксируют нулевой расход. Блок сигнализации 13 сигнализирует о готовности прибора к работе.

В процессе измерения устройство работает следующим образом.

Скважинный расходомер с турбинным датчиком погружают на глубину, где поток жидкости или газа максимален, при этой программный блок 12 устанавливает триггер б в положение, обеспечивающее прохождение

Зо

55 импульсов с турбинного датчика 20 через блок питания и управления 18 и схему совпадения 8 на вход счетчика 1, а импульсов с генератора 5 стабильной частоты через схему совпадения 10 — на вход счетчика 2. Блок сигнализации 13 сигнализирует о начале процесса измерения суммарного расхода.

В момент полного заполнения счетчика 1 на его выходе появляется сигнал, опрокидывающий триггер 6. При этом схемы совпадения 8 и 10 закрываются, прохождение импульсов с турбинного датчика 20 и с генератора 5 стабильной частоты на входы счетчиков 1 и 2 прекращается, блок сигнализации

13 свидетельствует об окончании процесса измерения суммарного расхода. Показывающий при бор 16 и цифровой индикатор 14 показывают стопроцентный расход, а регистратор 17 — максимальное отклонение луча.

Затем расходомер погружают в скважину на необходимую глубину и замеряют расход жидкости или газа в данной точке ствола.

Программный блок 12 устанавливает триггер

7 в состояние, обеспечивающее прохождение сигналов с турбинного датчика 20 через схему совпадения 9 на вход счетчика 1 и импульсов с генератора 5 стабильной частоты через схему совпадения 11 на вход счетчика

3. Блок сигнализации 13 сигнализирует о начале процесса измерения относительного расхода жидкости или газа в данной точке ствола скважины.

В момент совпадения кодов в счетчиках 2 и 3 па выходе схемы сравнения 4 появляется

cHIIIaa, опрокидывающий триггер 7 в исходное состояние, что приводит к закрытию схем совпадения 9 и 11 и соответственно к прекращению дальнейшего заполнения счетчиков 1 и 3. Блок сигнализации 13 выдает сигнал, свидетельствующий об окончании процесса измерения. По цифровому индикатору

14, показывающему прибору 16 и регистратору 17 фиксируется в процентах относительный расход жидкости или газа.

В случае необходимости замера относительного расхода в любой другой точке ствола скважины, скважинный прибор погружается или поднимается в нужную точку и программный блок 12 выдает сигнал на триггер

7 для повторения процесса измерения относительного расхода. При этом предварительно автоматически сбрасываются предыдущие коды в счетчиках 1 и 3 (код счетчика 2 остается фиксированным на протяжении всего процесса измврения относительного расхода в различных точках ствола исследуемой скважины), и процесс повторяется.

Предлагаемое устройство позволяет значительно повысить производительность труда в процессах поверки и измерения за счет исключенная операции построения градуировочной характеристики и автоматизации управления процессом измерения. Поверка расходомера с использованием предлагаемого устройства сводится к оценке линейности зави574525

Сост а в и тель Н. Тулени нов

Техрсд И. Михайлова

Коррскторы: Л. Брахнина и О. Тюрина

Редактор Д. Павлова

Подписное

Заказ 2202/! Изд. Мв 775 Тираж 778

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 симости числа импульсов с турбинного датчика в единицу време ни от расхода жидкости или газа и может быть осуществлена на воде, так как при использовании его на других рабочих жидкостях линейность зависимости не нарушается. Исключение из процесса измерения градуировочной характеристики, снимаемой на воде и используемой в настоящее время для определения расхода реальной жидкости в именованных единицах, дает возможность дополнительно повысить точность измерений. Автоматизация процесса измерен ия обеспечивает также исключение ошибок субъективного характера.

Использование данного устройства возможно с любым типом скважинного расходомера и турбинным датчиком и позволяет проводить измерение относительного расхода жидкости или газа по стволу скважины по сравнению с суммарным (общим) расходом скважины, принимаемым за единицу, величина которого в именова нных единицах обычно известна и замерена в наземных условиях с высокой степенью точности.

Формула изобретения

Устройство для измерения расхода жидкостей и газов в скважинах, содержащее скважинный прибор с турбинным датчиком и наземный блок со схемой управления, счетчиком импульсов, цифро-аналоговым преобразователем и регистратором, отличающееся тем, что, с целью сокращения операций поверии и измерения и повышения точности, наземный блок снабжен дополнительными счетчиками импульсов, схемами совпадения и сравнения, генератором стабильной частоты и программным блоком, при этом выход генератора стабильной частоты через схемы совпадения связан с входами дополнительных счетчиков, выходы которых подключены к

20 схеме сравнения, а выход схемы сравнения и один из выходов программного блока через схемы совпадения соединены с входами дополнительных счетчиков.