Устройство для измерения давления и температуры в скважине

 

Ой ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и>9531 95 (б!) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.12.80 (21) 2965678/22-03 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 230882. Бюллетень Мо31

Дата опубликования описания 23.08.82 м К з

Е 21 В 46/06

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 622.241. .8.05(088.8) 1

1 ! (72) Авторы изобретения

К.M.Êeðèìîí и A.Н.Пильчин

1 i

7".„ 7 с ь„";

Ъ

Азербайджанское отделение Всесоюзного цаучно- " - - - 1 исследовательского института геофизических методов раэведт<и- ---=.." (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

И ТЕМПЕРАТУРН В СКВАЖИНЕ

Изобретение оиносится к промысловой геофизике и может быть использовано для термобарических исследований в скважинах.

Известен скважинный глубинный манометр, содержащий корпус, измерительную камеру с двухступенчатым . поршнем и регистратор (1 ).

Известно также устройство для измерения давления и температуры в скважине, содержащее корпус, измерительный узел, выполненный в виде двух смежных камер со штоками, заполненных разнородными рабочими средами и регистратор. Под воздействием скважинного давления штоки входят в камеры, заполненные разнородными жидкостями, которые сжимаются в камерах до внешнего давления. Это перемещение штоков записывается перьями регистрирующего узла, а затем по тарировочному графику находят давления. При изменении температуры штоки выталкиваются на определенную величину расширяющимися жидкостями камер. Объемы камер различные, поэтому и перемещения штоков н камерах будут различными. Соотнося между собой перемещение штоком под действием скважинного давления и температуры находят по формуле температуру (2).

Недостатком известного устройства является невысокая точность измерения давления и температуры в скважине, обусловленная зависимостью коэффициентом теплового расширения и сжимаемости используемых жидкостей от от давления и температуры.

Цель изобретения — повышение точности определения величины давления и температуры в глубоких скважинах.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено установленными в каждой камере двумя подпружиненными поршнями, жестко связанными со штоками, причем в корпусе выполнена дополнительная камера, связанная с одной иэ камер с помощью обратного клапана, при этом обе эти камеры заполнены газом.

На фиг. 1 изображено устройство, на фиг. 2 — кривая неизменного состояния удельного объема воды.

Устройство содержит корпус 1, в днище 2 которого имеются отверстия

3 для поступления скважинной жидкости, камеру 4, заполняемую скважинкой жидкостью, цилиндрическую камеру 5 атмосферного давления, содержащую

953195 поршень б, укрепленный на штоке 7

1 пружину 8, обратный клапан 9, связанный с резервуаром 10, регистрирующий узел 11, связанный через усилитель 12 с кабелем 13, цилиндрическую манометрическую камеру 14, содержащую,5 поршень 15, укрепленный на штоке

16, пружину 17, шток 16 связан с регистрирующим узлом 18 и через усилитель 12 с кабелем 13. Уплотнитвльныв манжеты 19 предназначены для 10 герметичного закрытия камер 5 и 14.

Приведена кривая (фиг.2) неизменного состояния объема воды, соответствующего ее гидростатическому. состоянию, определяемому из условия 15

Ъ/ 1,00 где V — - объем воды при произвольных температуре и давлении, Чо — тот жв объем воды при температуре и давлении, существующих у поверхности

Земли. устройство работает следующим образом.

Через отверстия 3 в днище 2 корпуса 1 скважинная жидкость поступает в камеру 4 и по мере опускания устройства и возрастания давления давит на поршни б и 15 н камерах 5 и 14.

В цилиндрической камере 5 атмосфер- 30 ного давления поршень 6 под действием внешнего данления перемещается, сжимая пружину 8. При этом сжимаемый поршнем газ в камере 5 с помощью обратного клапана 9 вытесняется н ре- 35 эернуар 10, и тем самым устраняется дополнительная компенсация давления от газа н камере 5. Перемещение поршня б измеряется регистрирующим узлом 1, связанным с ним с помощью штока 7, преобразуя его в сигнал, который усиливается усилителем 12 и по кабелю 13 передается на поверхность Земли для оперативного контроля. После этого определяют величину данления н скважине по формуле

P„ где К вЂ” жесткость пружины 8, S„ — площадь поршня 6.

В цилиндрической манометрической камере 14 поршень 15 под действием внешнего давления перемещается, сжимая пружину 17 и жидкость (например, воду) или газ, играющие в манометрической камере 14 роль дополнительного компенсатора давления. Перемещение 6 поршня 15 фиксируется с помощью регистрирующего узла 18, связанного с ним при помощи штока 1б, 60 преобразуется в сигнал, который, усиливаясь усилителем 12, передается по кабелю 13 на поверхность Земли для оперативного контроля. После этого определяют величину давления Р, компенсированного пружиной 17 по формуле —.й

К ч.

) где К> - жесткость пружины 17, 5> — площадь поршня 15.

Величину давления Р, компенсированного н манометрической камере

14 жидкостью (например, водой) или газом, определяют из условия

Затем определяют величину нормального гидростатического давления P о по формуле

Р * 0 1 Н, где Н вЂ” глубина, на которой проводятся исследования.

Вышеуказанную глубину откладывают по оси давлений (фиг,2) и восстанавливают из найденной точки перпендикуляр до пересечения с кривой неизменного состояния удельного объема воды. Из точки пересечения опускают перпендикуляр на ось температур и определяют нормальную стационарную температуру То. После этого находят температуру Т, соотнетствующую температуре скважинной жидкости по формуле

Т = — (P — P ) + Т р

3 > где (>> и > - соответственно коэффициенты сжимаемости и теплового расширения, определяемые для различных температур и давлений по справочным данным, Предлагаемое устройство обеспвчинает высокую, точность определения величин скважинного давления и температуры, Формула изобретения

Устройство для измерения давления и температуры в скважйне, содержащее корпус, измерительный узел, выполнен-„. ный в виде двух смежных камер со штоками, заполненных разнородными рабочими средами и регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений в глубоких скважинах, оно снабжено установленными в каждой камере двумя подпружиненными поршнями, жестко связанными со штоками, причем н корпусе выполнена дополнительная камера, . связанная с одной из камер с помощью обратного клапана, при этом обе эти камеры заполнены газом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9461219, кл. E 21 В 47/06, 1973.

2. Авторское свидетельстно СССР

9431298, кл. E 21 В 47/96, 1972.