Глубинный поршневой манометр

 

Bc:. о

1 1 пмтен но тс. -, ь .:о ;ног=

4 (11) ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 17.04.78 (21) 2603896/22-03 (51) М.Кл.-" Е 21 В 47/06 с присоединением заявки №вЂ”

Государственный комитет

СССР (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.09.79. Бюллетень № 36 (53) УДК 622.241 (088.8) ио делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 01.10.79 (72) Авторы изобретения

И. П. Герцен, Н. Ф. Рязанцев и С. С. Репин

Северо-Кавказский государственный научноисследовательский л проектный институт нефтяной промышленности (71) Заявитель (54) ГЛУБИННЪ|Й ПОРШНЕВОЙ МАНОМЕТР

Изобретение относится к глубинным приборам для измерения давления, используемым в нефтяной и газовой промышленности при гидродинамических исследованиях и испытании пластов.

Известен манометр для регистрации малых колебаний давления при общем высоком статическом давлении, состоящий нз корпуса, манометрического блока в виде измерительной пружины и составного измерительного поршня, размещенного в камере с отверстием, перекрываемым при заданном статическом давлении подпружиненным клапаном, и узла регистрации (1).

Указанный манометр осуществляет регистрацию колебаний давления только на определенной глубине, соответствующей заданному статическому давлению, при котором срабатывает пружинный механизм клапана, перекрывающего отверстия в камере манометрнческого блока. Для включения манометра в работу необходимо опустить манометр на глубину, на 50 — 100 м превышающую глубину постоянной установки манометра, приподнять его до этой глубины, и только относительно заданного давления на данной глубине он фиксирует э увеличенном масштабе колебания давления.

В с" ÿçè с этим этот манометр имеет ограниченную область применения.

Известен также глубинный поршневой манометр, содержащий манометрический узел, включающий измерительные поршень и пружину, якорь и .переводник (2).

Указанное устройство обладает недостаточной чувствительность1о.

Целью изобрет ния является повышени чувствительности при измерении в области низки.;. давлений.

Это достигается за счет того, что манометрический блок снабжен жестко связанным с корпусом дополнительным якорем и конпентрично установленным относптельн > поршня дополнительным переводником, з!ежду которы ми p3c110;10iKcH3 дополнительная измерительная пружина, а дополнительный якорь и переводник размещены под основным якорем, при этом на верхней и нижней частя.; поршня выполнены выступы.

На чертеже изображен манометр, в разрезее.

Корпус 1 манометра. имеющий отвср25 стие 2 с жесткой перегородкой 8» упругим спльфоном 4 разделен на три полости: по..ость 5 атмосферного давлс ..ия, в котором размещен узел регистрации, полость 6 манометрнчсского узла, заполненная маслом, и полость 7, в которую через отверстие 2

688609 поступает жидкость, находящаяся в скважи,не.

Ма.нометрическ(чй узел содержит измерительную пружину 8 растяжения, одним концом жестко закрепленную в корпусе 1 о при помощи якоря 9, а другим при помощи псреводннка 10 она на резьбе соединена с измерительным поршнем 11, который своим верхним концом входит внутрь полости 6.

Под пружиной 8 при помощи якоря 12 в (0 корпусе жестко закреплена дополните.льная измерительная пружина 13, верхний конец которой соединен с переводнпком 14. 1-1ижняя часть 15 измерительного поршня телескопнчески .проходит внутри пружины 8, 15 якоря 9 и лереводника 14. Длн(! а нижней части 15 измерительного поршня !1 подобрана таким образом, что в его,ннжнем nozoo>«ek(HH выступ 16 поршня 11 отстоит от нижней поверхности переводника на расстоянии. На верхнем конце поршня 11 имеется выступ 17 с закрепленным на I(cм пером 18.

Поршень 11 уплотнен в корпусе 1 при помощи резинового чплотните.чьного коль- 25 ца 19.

Узел регистрации представляет собой часовой механизм 20, закрепленный в полости 5 амортизатором 21, вращающий барабан с диаграммным бланком 22, по кото- Зо рому осуществляет зап7(сь перо 18.

Рабогает манометр следующим образом.

Измеряеу(ос,чавление через отверстие 2 ,и сильфон 4 передается маслу в маномст- 35 рическом уз.7с 6 и действует I(a поршень 11.

Давление, оказываемое HB поршень, I(cрвоначально уравновешивается ((атя>кеннсм пружины 8. 17о мере роста даглен. (я пор,шень перемещается вверх, и величина нс- 40 ремешения пропорциональна жесткости пружины 8. 1(,огда давлени", вырастает до такой величины, по персме;цение поршня станет равным зазору а между выступом

16 и нижней поверхностью переьодннка 14, выступ 1б,поршня 11 упрется в переводнпк

14 и начнет растягивать дополнительную пружину 18.

При дальнейшем росте давления перемещение поршня определяется суммарной 50 жесткостью обеих пружин 8 и 18. Если,,например, жесткости каждой пружины в отдельности будут равны, то суммарная жест.кость обеих пруст(н увеличится примерklo вдвое. В этом случае .пропорционально жесткости;изменяется масштаб диаграммы записи в координатах давление-перемещение.

Таким образом, давление регистрируется на диаграмме.

Пр|и снижении давления наоборот дейст- во вие давления на поршень уравновецгивается сначала натяжением обеих пружин до тех пор, пока нс возникнет зазор между гайками, а в дальнейшем уравновешивастся толико натяжением пружины. 65

В результате такого выполнения упругого элемента манометрического узла при работе манометра в области низких давлений чувствительность прибора в два раза вышc чувствительности прибора с упругим элементом в виде одной пружины, и в то же самое время при работе з области высоких дав(cHHH IlpH тех же геометрических характеристиках поперечного сечения и свойствах материала пружины вдвое повышается предел измерения прибора.

Действительно, максимальное растягивающее усилие Q, которое должен развивать упругий элемент маноблока, вычисляется по формуле: где Р— предел измерения манометра;

d — — диаметр измерительного поршня.

Длина хода измерительного поршня определяется нз условия обеспечения масштаба записи, удооного при,дальнейшей расшифровке. Обычно она находится в пределах 50 — 200 лл. Диаметр глубинных манометров определяется исходя из того, чтобы их можно оыло спустить в колонну лифтовых (руб в скважину, и он колеблется в преде.ча.; 19 — 36 и редко 56 лл. Средний .7иаметр пружины при этом составляет 12—

25 лл. Указанные ограничения и существую(ц((е материалы, из которых 1(зготавливаются пружины, техническ:I не дают воз IOkH:lOCT!I (IO IV IHTh I(pe >I,kIkII I C у сп .(см боле 70 — 80 кгс. Учитывая, что практически весьма затруднительно,изготовить .поршень диаметром менее 4 — 5 лл, то предел измерения пружинных поршневых манометров огра нцчен величиной порядка 600—

650 кгс/сл . Порог чувствительности такого манометра составляет порядка 60—

65 кгс/сл .

Выполнение упругого элемента манометрпческого блока по данному изобретению позволяет повысить предел измерения глуби (но.-о поршневого манометра при тех же условиях до 800 — 1000 кгс/слР, причем порог чувствительности составляет 40—

50 кгс сл .

Формула изобретения

Глубинный поршневой манометр, содержащий манометрический узел, включающий измерит гьные поршень и пружину, якорь и нереводник, о т л и ч а юIII и и с я тем, что. с целью повышения чувств.(тельности при:(змерении в об,части низких давленч(й, ма. зметрический блок счабжен жестко связа:.нblll с корпусом дополнител ным якорем и концентрично установл"иным относител1но поршня переводником, ме)кду которыми расположена дополнительная измерит.льная пружина, а до688609

Составитель И. Карбачннская

Техред Н. Строганова Корректор С Файн

Редактор Д. Павлова

Заказ 961/1067 Изд. № 539 Тираж 638 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» полнительные якорь и переводник размещены под основным якорем, при этом на верхней и нижней частях поршня выполнены выступы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 101750, кл. Е 21 В 47/06, 1955.

2. Петров А. И., Дрооах В. Т. Измерения давления и расходов жидкостей и газа на нефтяных промыслах. М., Гостоптехиздат, 1959, с. 111 — 113.