DE3428677A1

DE3428677A1 - Vorrichtung zur lagerstaettenmessung

Info

Publication number: DE3428677A1
Application number: DE19843428677
Authority: DE
Inventors: Rudolf 6800 Mannheim Hersch
Original assignee: Heinz Karstens Ges fur I GmbH
Current assignee: Heinz Karstens Ges fur I GmbH
Priority date: 1984-08-03
Filing date: 1984-08-03
Publication date: 1986-02-13

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zur Lagerstättenmessung mit sondenartigem Gehäuse nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs, sowie ein Verfahren zur Druck- und Temperaturmessung bei Lagerstätten unter Verwendung einer solchen Vorrichtung.
Derartige Vorrichtungen bzw. Meßköpfe für die Lagerstättenmessung sind im Stand der Technik bekannt. Insbesondere werden sie auf Bohrinseln bei der Förderung von Erdöl bis zu Tiefen von 2500 m eingesetzt. Nachteilig hat sich jedoch bei den bisher bekannten Vorrichtungen bemerkbar gemacht, daß sie relativ ungenaue Meßwerte liefern, da der Motor bzw. Tauchpumpenantrieb die Meßwerteermittlung ungünstig beeinflußt. Wollte man genaue Meßwerte bezüglich Druck- und Temperatur im Bereich bis zu 160 atü und 800 C ermitteln, musste man sogar die mit Wechselstrom frequenzabhängig arbeitende Pumpe vollständig abstellen. Dies bedingt natürlich Zeitverzögerungen und Förderungsverluste.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Vorrichtung derart zu verbessern, daß sie unverfälschte Meßwerte liefert, die nicht mehr durch den Tauchpumpenantrieb beeinflußt werden und frequenzunabhängig sind. Es versteht sich, daß dennoch der Aufbau und die Wirkungsweise der Vorrichtung einfach und wirtschaftlich in der Herstellung sein soll.
Die vorstehende Aufgabe wird grundsätzlich dadurch gelöst, daß das Gehäuse im oberen Bereich einen mittig angeordneten Buchsenflansch mit Innengewinde besitzt und unterhalb des Tauchpumpenantriebes befestigt ist. Die Befestigung am untersten Punkt der Förderstrecke, also unterhalb des Antriebes der Pumpe, garantiert eine Messung der originalen, dynamischen Lagerstättenverhältnisse, ohne daß diese verfälscht werden. Die so gewonnenen Ergebnisse sind geeignet, die Förderung zu optimieren und zu automatisieren. Auch ist die Befestigung mittels Buchsenflansch und Innengewinde in der Installation besonders einfach, so daß hierdurch weder der Aufbau noch die Wirkungsweise kompliziert oder beeinträchtigt werden.
Es versteht sich, daß der erfindungsgemäße Sensor insbesondere aus Edelstahl gefertigt ist und alle verschraubten Teile für einen statischen Druck von 200 bar dimensioniert sind.
Weitere Vorteile und Merkmale gehen aus den vorstehenden Unteransprüchen hervor, die sämtlich oder einzeln von erfindungswesentlicher Bedeutung sein können. Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; Fig. 2 eine schematische Querschnittsansicht des oberen Teils der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie Fig. 3 eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung von oben.
In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung allgemein mit 10 bezeichnet.Sie besteht aus einem Edelstahlgehäuse 12 mit einer Länge von Soo mm und einem ringförmigen Durchmesser von maximal 140 mm. Deutlich ist zu sehen, daß die Enden abgerundete Formen besitzen. Das Gehäuse 12 ist zweiteilig und besteht aus einem Oberteil bzw. Deckel 13 und einem Unterteil 15. Ober- und Unterteil der erfindungsgemäßen Sensor-Vorrichtung 10 sind in einer Passung geführt und können deshalb mit groben Werkzeugen montiert werden. Der Dichtungsring ist mit dem Bezugszeichen 17 angedeutet und sollte nach öffnen der Meßumformerkammer 21 erneuert werden, um jegliche Leckagen zu vermeiden. Aus Fig. 1 geht ferner hervor, daß sowohl der Temperatursensor 1 6 als auch der Drucksensor 18 im unteren Bereich teilweise in das Gehäuse 12 eingelassen sind.
Es versteht sich, daß das Gehäuse 12 aufgrund der guten Wärmeleitfähigkeit des Stahls im wesentlichen der Lagerstättentemperatur entspricht, so daß hier keine direkte sondern eine indirekte Temperaturmessung erfolgt, die den Temperatursensor 16 besonders schont. Die Druckmessung hingegen erfolgt direkt über die im wesentlichen horizontal im Gehäuse verlaufenden Eintrittskanäle 20, die mit der Druckmembran 22 in Verbindung stehen. Die Druckmessung selbst erfolgt in bekannter Weise nach dem piezoresistiven oder DMs-Prinzip. Die beiden Sensoren 16 und 18 sind in der 90 cm Durchmesser aufweisenden Meßumformerkammer 21 mit den entsprechenden Meßumformern (nicht gezeigt) und dem Übertragungsteil (nicht gezeigt) verbunden.
Die ermittelten Werte der Sensoren 16 und 18 werden linearisiert und es wird im wesentlichen nach dem Prinzip des Zweileitersystems gearbeitet. Die relative MeBgenauigkeit beträgt 2 o/oo. Die Meßumformer wirken auf das Ubertragungsteil, das im Intervall von ca. 5 Sekunden die kompensierten und verstärkten Werte an die Auswertegeräte (nicht gezeigt) überträgt, mit denen es über das Verbindungselement (24) und letztendlich das stahlarmierte Einleiterkabel (23) *) verbunden ist. Dieses extrem langsame, statische System mit hohem eingeprägtem Strom ermöglicht die übertragung von Daten auch bei frequenzgeführtem Betrieb *) oder LWL-Kabel ohne nachteilige Beeinflussung.
Der vollelektronische Aufbau garantiert einen störungsfreien Betrieb über lange Zeiten und wird durch eine kontaktlose Umschaltung der einzelnen Meßbereiche ergänzt.
Insbesondere geht aus den Figuren 2 und 3 der erfindungsgemäße Aufbau hervor, bei dem der Buchsenflansch 14 mittig im oberen Bereich des Gehäuses 12 angeordnet ist und ein Innengewinde aufweist, was vorteilhafterweise 2 3/8 EU ist.
Hierdurch wird eine besonders günstige Befestigung möglich an einem nicht gezeigten Zapfen mit entsprechendem Außengewinde, der am Zentrierkorb unterhalb des Tauchpumpenantriebes befestigt ist.
Die in Fig. 3 gezeigten Bohrungen 26 dienen zur Aufnahme von Schrauben, um Ober- und Unterteil 13 bzw. 15 miteinander sicher zu befestigen.
Das stahlarmierte Einleiterkabel 23 ist sicher in der Kabeleinführung 27 mit Zugentlastung befestigt.
Es sei angemerkt, daß das Verbindungselement 24 für das Übertragungsteil (nicht gezeigt) in keiner Weise kritisch ist, sondern in breitem Rahmen gewählt werden kann.
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Claims

Vdrridhtuflg zur Lager stättenme s sung Patentan sprüche 1. Vorrichtung zur Lagerstättenmessung mit sondenartigem Gehäuse, in dem Sensoren für Druck-und Temperaturmessung sowie ggf. andere physikalische Größen befestigt sind, dadurch ge- -kennzeichnet, daß das Gehäuse (12) im oberen Bereich einen mittig angeordneten Buchsenflansch (14) mit Innengewinde (15) besitzt und unterhalb des Tauchpumpenantriebes befestigt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Buchsenflansch (14) mit einem Zapfen verbunden ist, der ein entsprechendes Außengewinde aufweist und unten am Zentrierkorb des Tauchpumpenantriebes befestigt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das sondenartige Gehäuse zweiteilig ist und eine Passung mit Dichtungsring aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im unteren Gehäuseteil eine Meßumformerkammer mit Meßumformern und Übertragungsteil vorgesehen ist, die am Gehäusedeckel hängen und über ein Verbindungselement (24) mit einem stahlarmierten Einleiterkabel (23) oder Lichtwellenleiter verbunden sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (16) und (18) in die untere Wandung des Gehäuses (12) eingelassen sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucksensor (18) eine direkte Verbindung zur Lagerstätte über Eintrittskanäle (20) besitzt.
7. Verfahren zur Druck- und Temperaturmessung bei Lagerstätten unter Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung unterhalb des Tauchpumpenantriebes in Stellung gebracht wird, und Intervallmessungen von Druck- und Temperatur im Umschaltzyklus frequenzunabhängig durchgeführt werden.