Чувствительный элемент для глубинных манометров

 

(54) ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ ГЛУБИННЫХ

ИАНОИЕТРОВ

Изобретение относится к глубинным скважинным приборам, предназначенным для измерения давления в нефтегазовых сверхглубоких скважинах.

Известен глубинный манометр с геликсной пружиной в качестве чувствительного элемента (1).

Известен также чувствительный элемент для глубинных манометров, содержащий корпус с винтовым круглым каналом. Корпус чувствительного weмента выполнен в виде пружины цилиндрической навивки. Так как диаметр навивки и поперечного сечения витка, а также толщина стенки корпуса увеличиваются с ростом давления, то поперечный габарит глубинного прибора также испытывает тенденцию к росту по мере углубления скважины (2 .

Целью изобретения является уменьшение габаритов чувствительного элемента для сверхглубоких скважин.

Поставленная цель достигается тем, что корпус выполнен в виде цилиндрического стержня, причем центральная часть канала образует прямолинейный участок вдоль продольной оси стержня.

На фиг. 1 показан глубинный манометр {с тремя поперечными сечениями в области упругого чувствительного элемента) в нерабочем состоянии; на фиг. 2 - манометр при воздействии на него наружным давлением; на

10 фиг. 3 — поперечное сечение пружины с наложенными друг на друга сечениями канала, объясняющее механизм образования прямолинейной централь1$ ной части винтообразного внутреннего канала за счет частичного перекрытия различных сечений.

Манометр содержит защитный корпус

1, упругий чувствительный элемент 2, связанный с держателем пера 3, барабан записи 4, посаженный на вал часового привода 5. Упругий чувствительный элемент 2 давления является продолжением защитного корпуса 1 и

3 92798 представляет собой разностенную трубчатую манометрическую пружину, выполненную в виде прямолинейного стержня цилиндрической формы продольная ось

6 пружины 2. Внутренний канал 7 пружины смещен относительно оси 6 таким образом, что ось 8 канала 7 изогнута по винтовой линии, направленной вдоль оси 6, и охватывает ее. Кроме того, площади поперечных сечений 1О канала 7 в различных сечениях пружины частично перекрывают друг друга, образуя центральную прямолинейную часть канала 9, через которую пропущен гибкий элемент 10, соединяющий 1s между собой рабочий конец пружины 2 с держателем пера 3. для предотвращения потери устойчивости гибким элементом 10 и поддержания держателя пера 3 во взвешенном состоянии слу- 20 жит возвратная пружина 11.

Манометр работает следующим образом.

При воздействии на пружину 2 рабочим давлением в ней возникают (за 23 счет наличия разностенности) изгибающие усилия, направленные вдоль линий, соединяющих центры тяжести 12 с центрами 0 канала 7 сечений. Изгибающие усилия распределяются вдоль щ пружины по винтовой поверхности.

Йод действием этих усилий стержень изгибается по винтовой линии, причем при воздействии наружным давлением направления смещения центров кривизны (изгиба) совпадают с направлениями смещения оси канала (в каждом сечении).

Очевидно, что длина прямолинейного стержня до его винтообразной деформации превышает его же длину после деформации, в связи с чем, при воздействии на пружину рабочим давлением, ее продольные размеры сокращаются, а незакрепленный конец совершает прямолинейное рабочее перемещение 1, пропорциональное рабочему давлению

7 4 и первоначальной длине пружины. 4а счет. наличия связи незакрепленного конца с держателем 3 перо записываеч полученную информацию на диаграммном бланке, зажатом в барабане записи 4 в координатах давление-время.

Наружный диаметр (поперечный габарит) глубинного манометра может быть уменьшен в несколько раз по сравнению с известными за счет замены винтовой цилиндрической пружины прямолинейным стержнем с винтовым каналом и устранения крупногабаритного толстостенного защитного корпуса.

Снижение же удельной чувствительности,пружины может быть компенсировано за счет ее удлинения, что в скважинных условиях не является существенным недостатком.

Экономический эффект достигается за счет расширения области применения глубинного манометра с распространением его применяемости на сверхглубокие скважины и затрубное пространство скважин.

Формула изобретения

Чувствительный элемент для глубинных манометров, содержащий корпус с ! винтовым круглым каналом, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения габаритов, корпус выполнен в виде цилиндрического стержня, причем центральная часть канала образует прямолинейный участок вдоль продольной оси стержня.

Источники .информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Петров А.И. Иетоды и техника измерений при промысловых исследованиях скважин. И., "Недра", 1972, с 97-103

2. Авторское свидетельство СССР

Н 761701, кл. E 21 В 47/06, !978 (прототип) .