NO168854B - Skjaerboelge-estimering - Google Patents

Description

Anordning ved flersylindrede forbrenningsmotorer forsynt med spyle- og oppladningskompressor drevet av avgassturbin.

GasstilfOrselen til slike gassturbiner som anvendes ved forbrenningsmotorer for å drive spyle- og oppladningskompressorer, kan prinsipielt ordnes på to forskjellige måter. Efter det ene prinsipp, det såkalte pulssystem, blir gassen tilfart turbinen gjennem korte ledninger med Iltet volum, og man må da påse at bare slike motorsylindre hvis utlbp ikke innvirker på hverandre, blir tilsluttet samme turbininnlOp. Dette system gjor det mulig å starte motoren og drive den med lavt omdreiningstall bare med den avgassturbindrevne kompressor. Turbinens virkningsgrad blir ved normal drift forholdsvis ugunstig. Efter det annet prinsipp, det såkalte liketrykksystem, inneholder avgassledningen mellem motor og turbin et mellemkammer (en såkalt receiver) som utjevner trykkstotene fra de forskjellige sylindre. Det samlede arrangement blir i mange henseénder enklere en ved pulssystemet. Turbinen arbeider med jevn tilstramning av gass og får h5y virioiingsgrad. Derimot-er det ved liketrykksystemet meget vanskelig å starte motoren bare ved hjelp av det avgassturbindrevne aggregat, da de små gassmengder under tidsrummene for start og lav belastning er utilstrekkelige til å fylle ut kanalene og det store mellemkammer. Det har også vist seg at liketrykksystemet egner seg bedre ved hoyere oppladningsgrad. Spesielt gjelder dette i sammenligning med pulssystemet hvor turbinen bare har partielt pådrag (såkalt "partial adrnission"). Gassvekslings-<*>fasen ved en sylinder strekker seg i almindelighet over 120°, og

det gjor det mulig å la tre sylindre være tilsluttet samme innlop dersom tendingsrekkefaigen er slik at gassvekslingsfasene ikke overlapper hverandre. I visse tilfeller lar det seg ikke gjore å dele opp sylinderantallet i slike grupper på tre, og visse turbininnlop vil derfor få en eller to tilsluttede sylindre. Innlops-kanalene blir da dårlig utfylt, noe som forringer virkningsgraden.

Den foreliggende oppfinnelse går ut på en anordning som gjor det mulig å nyttiggjere seg fordelene av begge systemer, •

altså å kunne starte med det turbindrevne aggregat - ålene og siden under normal drift nyttiggjøre seg liketrykksystemets fordeler. Anordningen ifolge oppfinnelsen er karakterisert ved at et fåtall sylindre hvis utlop ikke influerer på hverandre, på i og for seg kjent måte gjennem korte ledninger med -iite.fr volum er forbundet med tilhbrende turbininnlbp. til hver sin turbin, og at' et tilleggs-mellemkammer (tilleggs-receiver) med stengbart innltip er tilsluttet de nevnte korte ledninger mellem motor: og turbin. Eventuelt kan motorsylindrene ordnes i grupper tilsluttet hvert sitt forskjellige turbininnlOp, idet tllleggsmellémkammeret da danner forbindelse méllera disse grupper og kai stenges av fra; hver av dem.

På tegningen er en utfSrelsesform av oppfinnelsen vist

som eksempel.

Fig. 1 er et plhsippskjema for anordningen ifSlgé oppfinnelsen anvendt på en sekssylindret motor.

Pig. 2 er et enderiss av den Bvre del av en motor anordnet i samsvar med oppfinnelsen.

Motoren på fig. 1 har seks mo tors ylindre 1 - 6. Av

disse er sylindrene 1 - 3 via ledninger 7 med liten lengde og volum tilsluttet en turbin 8, og sylindrene 4-6 er på til-

svarende måte via en kort ledning 9 tilsluttet en turbin 10. Turbinen 8 driver en kompressor 11, og turbinen 10 en annen kompressor 12. Kompressorene er tilsluttet hver sin ende av et spyleluft-mellemkammer 1J> som er felles for hele motoren. Ved kompressorledningenes tilslutning til dette kammer sitter en kjoler 14.

Mellem de to avgassledninger 7 og 9 er der anordnet et avgass-mellemkammer 15. Dette kan ved hjelp av ventilter 16 stenges av fra hver av de primære gassledninger.

Tendingsrekkefolgen for motoren er valgt slik at ekshaustene fra de forskjellige sylindre innen hver gruppe ikke forstyrrer hverandre, og når motoren startes og drives med lav belastning, strømmer avgassene fra hver gruppe av sylindre til den tilhørende turbin bare gjennem vedkommende avgassledning 7 resp. 9» Når motoren kommer opp i høyere belastningsområder,

åpnes ventilene 16, og mellemkammeret 15 innkobles. Dette har en, utjevnende effekt på gass-strommene, og det blir nu mulig for turbinene å arbeide efter liketrykksystemet, noe som erfarings-messig gir en forbedret virkningsgrad.

Fig. 2 er et sideriss av den øvre del av en motor hvor plasseringen av komponentene er bestemt ved lokale forhold, men som forøvrig er anordnet i samsvar med oppfinnelsen. Her er imidlertid to ledninger 9 tilsluttet hver sin halvdel av innløpet til en turbin. Den nedre ledning er via en ledning som ikke er vistj på denne figur, også tilsluttet mellemkammeret 13. Ved motorer som har flere enn seks sylindre, kan det bli nødvendig å benytte flere enn to turbiner, resp. å dele turbinens innløp og , slutte grupper av sylindre til forskjellige deler av innløpet.

Anordning ved flersylindrede forbrenningsmotorer forsynt

med spyle- og oppladningskompressor drevet av avgassturbin,

karakterisert ved at et fåtall sylindre hvis utløp ikke influerer på hverandre, på i og for seg kjent måte via korte ledninger

(7,9 ) nied litet volum er forbundet med tilhørende turbininnløp til hver sin turbin (8, 10), og at et tilleggs-mellemkammer (15) med stengbart innløp (16) er tilsluttet de nevnte korte ledninger méllem motor og turbin.

Claims (16)

1. Fremgangsmåte for estimering av skjærbølge-langsomhet i formasjoner som gjennomtrenges av et borehull, fra akustiske loggedata som innbefatter ledede bølger, omfattende måling av verdier av formasjonstetthet, tetthet av borefluidum, langsomhet i borefluidum og borehullsdiameter, generering av akustisk energi ved et punkt i borehullet, mottagelse av akustiske signaler ved minst fire mottagerstasjoner som ligger i avstand fra hverandre og fra genereringspunktet, frembringelse av hele bølgeformer av de mottatte signaler, karakterisert ved vindusfiltrering av de hele bølgeformer for å identifisere ledede bølger, bestemmelse av fasehastigheten og frekvensen av den ledede bølge, bestemmelse av en flerdimensjonal matrise sammensatt av forutbestemte områder av antatte verdier av frekvens, Poissons forhold, langsomhet i borefluidum, tetthet av borefluidum, formasjonstetthet, fasehastighet og borehullsdiameter, og tilpasning av de målte verdier til den flerdimensjonale matrise for å frembringe et estimat av skjærbølgelangsomheten ved punktet i borehullet.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den akustiske energi blir mottatt ved åtte mottagerstasjoner og fire bølgeformer blir utvalgt som oppviser interferens av lav orden for den ledede bølgekomponent.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den ledede bølge er Stoneley-bølgen.

4. Fremgangmåte ifølge krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at den ledede bølge er den første reflekterte modus.

5. Fremgangsmåte ifølge noen av de foregående krav, karakterisert ved at målingen av langsomheten i borefluidumet blir utført på stedet under frembringelsen av hele bølgeformer av de akustiske signaler.

6. Fremgangsmåte ifølge noen av de foregående krav, karakterisert ved at bestemmelsen av matrisen innbefatter generering for de antatte verdier av poler ved null-punktet i f/k-rommet, dvs. frekvens/bølgetall-rommet.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6 karakterisert ved at bestemmelsen av poler innbefatter løsningen av en todimensjonal transferfunksjon A (kz,w) hvor kz er bølgetall og w er vinkelfrekvens.

8. Fremgangsmåte ifølge noen av de foregående krav, karakterisert ved at tilpasningen av verdier blir utført ved hjelp av en flernivå-interpolasjon for ved hvert nivå å tilveiebringe en løsning av skjærmodulindeksen med en endelig, entydig verdi av skjærmodulindeksen frembrakt ved det siste nivå.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at tilpasningen av verdier frembringer en entydig verdi av skjærmodulene og verdien av skjærbølgelangsomheten blir beregnet i samsvar med uttrykket: hvor £2 er skjærbølgelangsomheten aj er hastigheten i borefluidet, H2/*i er den relative skjærmodulen, p2 er formasjonstettheten, og er tettheten av borefluidet.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at det første trinn i flernivå-interpolasjonen benytter den målte verdi av fase-hastigheten av den ledede bølge og en ikke-lineær funksjon som forbinder fasehastighet og skjærmodul.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert ved at det annet trinn i flernivå-interpolasjonen benytter den målte verdi av frekvensen og en ikke-lineær funksjon som forbinder frekvens og skjærmodul for fastsatte verdier av borehullsdimensjon, Poissons forhold og forholdet mellom formasjonstetthet og tettheten av borefluidet.

12. Fremgangsmåte ifølge noen av de foregående krav, karakterisert ved at estimatet over skjærbølge-langsomheten registreres som en funksjon av dybden.

13. Fremgangsmåte ifølge noen av de foregående krav, karakterisert ved de følgende trinn: frembringelse av et direkte mål på langsomheten for skjærbølger som gjennomtrenger formasjonen, og sammenligning av verdien av det direkte mål på skjærbølgelangsomheten med estimatet av skjærbølgelangsomheten for å indikere den isotropiske beskaffen-het av formasjonen.

14. System for estimering av skjærbølgelangsomhet i formasjoner som gjennomtrenges av et borehull ut fra akustiske loggedata innbefattet ledede bølger, omfattende en anordning for å måle verdier av formasjonstetthet, tettheten av borefluidet,langsomheten i borefluidet (39) og borehullsdiameteren, en sonde med en anordning (11) for generering av akustisk energi ved et punkt i borehullet og anordninger (R1-R8) for å motta akustiske signaler ved i det minste fire mottagerstasjoner som ligger i avstand fra hverandre og fra genereringspunktet, og en anordning for å frembringe hele bølgeformer av de mottatte signaler, karakterisert ved en anordning for vindusfiltrering av de hele bølgeformer for å identifisere ledede bølger, en anordning for å bestemme fasehastigheten og,frekvensen av den ledede bølge, en anordning for å tilveiebringe en verdi av Poissons forhold, en anordning for å bestemme en flerdimensjonal matrise sammensatt av forutbestemte områder av antatte verdier av frekvens, Poissons forhold, langsomhet i borefluidet, tettheten av borefluidet, formasjonstetthet, fasehastighet og borehullsdiameter, og en anordning for å tilpasse de målte verdier og verdien av Poissons forhold til den flerdimensjonale matrise for å tilveiebringe et estimat av skjærbølgelangsomheten ved punktet i borehullet.

15. System ifølge krav 14, karakterisert ved at anordningen for å måle langsomheten i borefluidet omfatter et hulrom (300) i siden av sonden, en sender (301) for akustisk energi og en mottager (302) av akustisk energi som er plassert i hulrommet og ligger i avstand fra hverandre, en anordning (311, 312) i tilslutning til hulrommet for å tillate innløp til og utløp fra hulrommet av borefluidum etterhvert som sonden føres langs borehullet, hvor-ved borefluidum fyller kaviteten mellom senderen og mottageren, og en anordning som reagerer på tiden for opptreden av akustisk energi ved senderen og mottageren for å måle forplantningstiden av akustisk energi gjennom borefluidet.

16. System ifølge krav 14 eller 15, karakterisert ved en anordning for registrering av estimeringen av skjærbølgelangsomheten som en funksjon av dybden.