RU37767U1 - DEVICE FOR DETERMINING THE OPTIMUM SUSPENSION PLACE OF THE INSTALLATION OF THE ELECTRIC CENTRIFUGAL PUMP IN CURVED WELLS - Google Patents

DEVICE FOR DETERMINING THE OPTIMUM SUSPENSION PLACE OF THE INSTALLATION OF THE ELECTRIC CENTRIFUGAL PUMP IN CURVED WELLS Download PDF

Info

Publication number
RU37767U1
RU37767U1 RU2003125726/20U RU2003125726U RU37767U1 RU 37767 U1 RU37767 U1 RU 37767U1 RU 2003125726/20 U RU2003125726/20 U RU 2003125726/20U RU 2003125726 U RU2003125726 U RU 2003125726U RU 37767 U1 RU37767 U1 RU 37767U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sensors
string
housing
disk
outputs
Prior art date
Application number
RU2003125726/20U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.Р. Закиров (RU)
В.Р. Закиров
А.Г. Михайлов (RU)
А.Г. Михайлов
В.В. Рагулин (RU)
В.В. Рагулин
нец Е.Ф. Смол (RU)
Е.Ф. Смолянец
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Центр исследований и разработок ЮКОС",
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Центр исследований и разработок ЮКОС", filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Центр исследований и разработок ЮКОС",
Priority to RU2003125726/20U priority Critical patent/RU37767U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU37767U1 publication Critical patent/RU37767U1/en

Links

Description

20031257262003125726

miiiiiiiijiijiiiiiimiiiiiiiijiijiiiiii

E 21 в 47/022E 21 at 47/022

УСТРОЙСТВО для ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО МЕСТА ПОДВЕСКИDEVICE FOR DETERMINING AN OPTIMUM SUSPENSION PLACE

УСТАНОВКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА ВINSTALLATION OF ELECTRIC CENTRIFUGAL PUMP IN

ИСКРИВЛЕННЫХ СКВАЖИНАХCURVED WELLS

Устройство относится к области нефтедобычи с помощью погружных насосов и предназначено для выбора оптимальной области подвеса установки электрического центробежного насоса (УЭЦН) в скважинах, имеющих кривизну ствола.The device relates to the field of oil production using submersible pumps and is intended to select the optimal suspension area for the installation of an electric centrifugal pump (ESP) in wells with a curvature of the wellbore.

Известно устройство для измерения кривизны ствола скважины путем измерения положения измерителя в пространстве - инклинометр, см. описание к патенту 2166084 RU, Е 21 В 47/022 1.A known device for measuring the curvature of the wellbore by measuring the position of the meter in space - inclinometer, see the description of patent 2166084 RU, E 21 V 47/022 1.

Недостатком этого устройства, как и других инклинометров, является низкая чувствительность и точность. Так, ошибка измерения кривизны скважин у современных образцов инклинометров составляет величину порядка ± 1,5 на длине 10 метров, в то время как допустимый изгиб корпуса УЭЦН не превышает ± 3 (угловые минуты) на 10 метров, см. Установки погружных центробежных насосов для добычи нефти. Международный транслятор. Ред. В.Ю.Алекснеров и др., М.,1999, 611 с. 2.The disadvantage of this device, like other inclinometers, is the low sensitivity and accuracy. So, the error in measuring the curvature of wells in modern inclinometer samples is of the order of ± 1.5 over a length of 10 meters, while the permissible bending of the ESP body does not exceed ± 3 (angular minutes) by 10 meters, see Installations of submersible centrifugal pumps for production oil. International translator. Ed. V.Yu. Aleksnerov et al., M., 1999, 611 p. 2.

Известно также устройство для измерения угла наклона скважины по патенту № 2018648 RU, МПК Е 21 В 47/022 3, содержащее корпус с верхней и нижней крышками в котором расположен чувствительный элемент в виде конусного маятника с упругим основанием, к которому крепятся тензометрические датчики, выходы которых соединены кабелем с наземной аппаратурой регистрации.Also known is a device for measuring the angle of inclination of a well according to patent No. 2018648 RU, IPC E 21 V 47/022 3, comprising a housing with upper and lower covers in which there is a sensing element in the form of a conical pendulum with an elastic base to which strain gauges are attached, outputs which are connected by cable to ground recording equipment.

Недостатком устройства является невозможность или низкая точность измерения изгиба корпуса при большом соотношении его длины к диаметру.The disadvantage of this device is the impossibility or low accuracy of measuring the bending of the body with a large ratio of its length to diameter.

Общим недостатком перечисленных устройств является то, что они предназначены для измерения пространственного положения участка скважины, в котором они расположены. Однако, оптимальным местом подвески УЭЦН в скважине является такое, в котором изгиб корпуса УЭЦН при соблюдении прочих ограничивающих условий, например, по давлению среды, температуры и др., является наименьшим. Вычисление степени указанного изгиба корпуса, например через данные инклинометрии, связано с большим обьемом вычислений и недостаточной точностью.A common disadvantage of these devices is that they are designed to measure the spatial position of the section of the well in which they are located. However, the optimal place for the suspension of the ESP in the well is one in which the bending of the ESP body, subject to other limiting conditions, for example, for medium pressure, temperature, etc., is the smallest. The calculation of the degree of the specified bending of the body, for example, through inclinometry data, is associated with a large volume of calculations and insufficient accuracy.

находящийся вне скважины и кабель, связывающий выход чувствительного элемента с блоком регистрации. В качестве чувствительного элемента здесь использованы лазер и приемная мишень (фотоэлемент), расположенные на противоположных концах корпуса.located outside the well and a cable connecting the output of the sensing element with the registration unit. Here, a laser and a receiving target (photocell) located at opposite ends of the housing are used as a sensitive element.

Недостатком устройства является необходимость расположения приемной мищени, на расстоянии не превыщающем нескольких диаметров корпуса от лазера. Это делает устройство непригодным в тех случаях, когда необходимо оценить изгиб корпуса УЭЦН, длина которого может достигать нескольких десятков метров и существенно превышает его диаметр. Другой недостаток устройства связан с тем, что на больших глубинах желательно заполнять полость устройства маслом для защиты от проникновения в полость окружающей агрессивной жидкости под большим давлением. При этом яуч лазера в масле будет подвержен рассеянию и точность устройства резко снизится.The disadvantage of this device is the need for the location of the receiving scaffold, at a distance not exceeding several body diameters from the laser. This makes the device unsuitable in cases where it is necessary to evaluate the bending of the ESP body, the length of which can reach several tens of meters and significantly exceeds its diameter. Another disadvantage of the device is that at great depths it is desirable to fill the cavity of the device with oil to protect it from penetrating into the cavity of the surrounding aggressive fluid under high pressure. In this case, the laser yarn in oil will be subject to scattering and the accuracy of the device will decrease sharply.

Технической задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью является возможность измерения изгиба корпуса УЭЦН в криволинейной скважине и на основании этого осуществить выбор оптимальной точки подвески УЭЦН для его безопасной эксплуатации.The technical problem solved by the proposed utility model is the ability to measure the bending of the ESP body in a curved well and, based on this, select the optimal ESP suspension point for its safe operation.

Поставленная задача решается тем, что в устройство, содержащее корпус, чувствительный элемент, кабель и наземную аппаратуру регистрации и обработки данных, дополнительно введены струна, металлический диск, верхний и нижний узлы крепления струны, блок датчиков и блок измерения и передачи данных, причем в качестве чувствительного элемента используются указанная струна, укрепленная по оси корпуса с помощью верхнего и нижнего узлов крепления струны и на которой закреплен металлический диск таким образом, чтобы его плоскость была перпендикулярной к оси струны, и блок датчиков, состоящий из основания и четырех датчиков перемещения, которые расположены крестообразно по периметру указанного основания, а блок датчиков укреплен в полости корпуса таким образом, чтобы металлический диск взаимодействовал с датчиками при отклонении струны, а выходы датчиков через блок измерения и передачи данных подключены к кабелю.The problem is solved in that in the device containing the housing, the sensing element, the cable and ground-based data acquisition and processing equipment, an additional string, a metal disk, upper and lower string attachment points, a sensor unit and a measurement and data transmission unit are additionally introduced, and as the sensing element uses the specified string, mounted along the axis of the housing with the upper and lower nodes of the string and on which the metal disk is fixed so that its plane is perpendicular linear to the axis of the string, and a sensor block consisting of a base and four displacement sensors that are located crosswise around the perimeter of the specified base, and the sensor block is fixed in the cavity of the body so that the metal disk interacts with the sensors when the string is deflected, and the sensor outputs through the block measurement and data transmission connected to the cable.

Диск выполнен из ферромагнитного материала, а датчики являются индуктивными датчиками перемещения.The disk is made of ferromagnetic material, and the sensors are inductive displacement sensors.

Индуктивные датчики перемещения являются щелевыми имеющими прорезь, а блок датчиков и ферромагнитный диск устанавливаются так, чтобы плоскость диска входила в прорези указанных датчиков.Inductive displacement sensors are slotted with a slot, and the sensor block and the ferromagnetic disk are installed so that the plane of the disk enters the slots of these sensors.

Для спуска в скважину устройство крепится к пасосно-компрессорным трубам (НКТ), а габаритные размеры корпуса и элементы крепления корпуса к НКТ выбирают равными габаритным размерам и аналогичными креплению установки электрического погружного насоса, которую предполагают эксплуатировать в данной скважине.For descent into the well, the device is attached to the pipe-compressor pipes (tubing), and the overall dimensions of the body and the elements of the housing to the tubing are chosen equal to the overall dimensions and similar to the mounting of an electric submersible pump, which is supposed to be used in this well.

Полость корпуса выполняют герметичной.The body cavity is sealed.

Полость корпуса заполнена маслом, а к корпусу присоединен гидрокомпенсатор, полость которого сообщается с полостью корпуса.The body cavity is filled with oil, and a hydraulic compensator is attached to the body, the cavity of which communicates with the body cavity.

Блок измерения и передачи данных содержит первый и второй блоки вычитания, первый и второй умножители, сумматор, блок вычисления квадратного корня и блок кодирования и передачи данных, причем, выходы попарно противоположных датчиков подключены ко входам первого и второго блоков вычитания, а выходы блоков вычитания подключены соответственно ко входам первого и второго умножителя, выходы указанных з ножителей подключены ко входам сумматора, а выход сумматора подключен ко входу блока вычисления квадратного корня, выход которого через блок кодирования и передачи данных подключен к кабелю.The measurement and data transmission unit contains the first and second subtraction units, the first and second multipliers, the adder, the square root calculation unit and the encoding and data transmission unit, moreover, the outputs of pairwise opposite sensors are connected to the inputs of the first and second subtraction units, and the outputs of the subtraction units are connected respectively, to the inputs of the first and second multiplier, the outputs of the specified cutters are connected to the inputs of the adder, and the output of the adder is connected to the input of the square root calculation unit, the output of which is through the block encoding and transmitting data is connected to the cable.

Благодаря использованию в качестве чувствительного элемента натянутой по оси корпуса струны длиной равной длине корпуса и с укрепленным на ней металлическим диском, который взаимодействует с четырьмя расположенными крестообразно датчиками перемещения, становится возможным измерять отклонения расстояния от струны до внутренней поверхности стенки корпуса, которые появляются при изгибе последнего. Так при изгибе корпуса порядка 3 на 10 метров, средняя часть струны отклонится от стенки корпуса длиной 10 метров на 2,18 мм, что легко может быть измерено, в частности индуктивным щелевым датчиком, чувствительность которого составляет обычно несколько единиц микрометров. При этом, для повышения чувствительности, металлический диск целесообразно выполнить из ферромагнитного материала, и расположить его таким образом, чтобы его плоскость входила в прорези всех четырех датчиков.Due to the use of a string equal to the length of the body stretched along the body axis along the axis of the body and with a metal disc mounted on it, which interacts with four cross-shaped displacement sensors, it becomes possible to measure the deviations of the distance from the string to the inner surface of the body wall that appear when the latter bends . So, when the body bends about 3 by 10 meters, the middle part of the string deviates from the body wall by 10 meters by 2.18 mm, which can be easily measured, in particular, by an inductive slit sensor, the sensitivity of which is usually several micrometers. At the same time, to increase the sensitivity, it is advisable to make a metal disk of ferromagnetic material, and arrange it so that its plane enters the slots of all four sensors.

Благодаря креплению устройства к НТК таким же образом что и крепление реальной УЭЦН, а также благодаря выбору габаритных размеров корпуса предлагаемого устройства равными габаритным размерам УЭЦН, которую предполагают эксплуатировать в данной скважине, изгиб корпуса устройства на участках кривизны скважины в точности равен изгибу реальной УЭЦН на этих же участках.Due to the mounting of the device to the NTK in the same way as the mounting of a real ESP, and also due to the choice of the overall dimensions of the body of the proposed device equal to the overall dimensions of the ESP, which is supposed to be used in this well, the bending of the device casing in the sections of the curvature of the well is exactly equal to the bending of the real ESP on these same areas.

Обеспечение герметичности полости корпуса устройства или выполнение его маслозаполненным с присоединением к устройству гидрокомпенсатора позволяет использовать устройство на больших глубинах и в агрессивных жидкостях. Кроме того наличие масла в прорезях датчиков в которых также движется металлический диск демпфирует случайные колебания и толчки указанного диска при спуске устройства в скважину и тем самым повышает помехоустойчивоссть измерений.Ensuring the tightness of the cavity of the device’s case or making it oil-filled with the connection of the hydraulic compensator allows the device to be used at great depths and in aggressive liquids. In addition, the presence of oil in the slots of the sensors in which the metal disk also moves damps random vibrations and shocks of the specified disk when the device is lowered into the well and thereby increases the noise immunity of the measurements.

Применение в блоке измерения и передачи данных блоков вычитания, умножителей, сумматора, блока вьгчисления квадратного корня и блока кодирования и передачи данных, подключенных к выходам датчиков и кабелю согласно описанному выше, позволяет получить на выходе блока вычисления квадратного корня сигнал, величина которого зависит только от величины изгиба корпуса устройства и отнюдь не зависит от того, в какую сторону изогнулся корпус. Кроме того, вычитание сигналов от противоположных датчиков позволяет снизить погрешности измерений, возникающие от синфазных помех, например температурных искажений характеристик датчиков, и повысить чувствительность измерений.The use of a subtraction unit, a multiplier, an adder, a square root calculation unit, and a data encoding and transmission unit connected to the sensor outputs and a cable as described above in a measurement and data transmission unit, allows to obtain a signal at the output of the square root calculation unit, the magnitude of which depends only on the magnitude of the bend of the device’s body does not depend on which side the body bent. In addition, subtracting signals from opposite sensors can reduce measurement errors arising from common mode noise, such as temperature distortion of the characteristics of the sensors, and increase the sensitivity of the measurements.

В совокупности, это повышает точность измерения степени изгиба корпуса реальной УЭЦН в различных точках криволинейной скважины. На основании этого становится возможным осуществить целенаправленный выбор наиболее оптимальной области подвески УЭЦН (плош;адки) для его безопасной эксплуатации. Выбор области подвески, в которой изгиб УЭЦН минимален, позволяет снизить, в частности, уровень вибраций при работе насоса и устранить связанные с этим отрицательные последствия, такие, как разрушение элементов крепежа секций, отвороты и полеты УЭЦН, уменьшить количество разрушений валов и других элементов конструкции и снизить их износ. В свою очередь, это позволит увеличить сроки эксплуатации УЭЦН и снизить затраты на добычу нефтепродуктов.Together, this increases the accuracy of measuring the degree of bending of the body of a real ESP at various points in a curved well. On the basis of this, it becomes possible to make a targeted choice of the most optimal ESP suspension area (flat; adki) for its safe operation. The choice of the suspension region in which the ESP bending is minimal allows, in particular, to reduce the vibration level during the operation of the pump and to eliminate the negative consequences associated with this, such as the destruction of the fasteners of sections, the lapels and flights of the ESP, to reduce the number of damage to the shafts and other structural elements and reduce their wear. In turn, this will increase the life of the ESP and reduce the cost of extracting petroleum products.

Сушность предлагаемой полезной модели представлена на фигурах. На фиг. 1 обший вид устройства в разрезе. На фиг.2 представлены возможные варианты узлов крепления струны и блок датчиков. На фиг.3,а изображено поперечное сечение блока датчиков и на фиг.З, б функциональная схема блока измерения и передачи данных. На фигурах:The sushiness of the proposed utility model is presented in the figures. In FIG. 1 is a General view of the device in section. Figure 2 presents the possible options for mounting the string and the sensor unit. Figure 3, a shows a cross-section of the sensor unit and Fig. 3b, a functional diagram of a measurement and data transmission unit. In the figures:

1- корпус;1- building;

2- струна;2-string;

6- блок измерения и иередачи данных;6- unit for measuring and transmitting data;

7- кабель;7- cable;

8- гидрокомпенсатор;8- hydraulic compensator;

9- насосно-компрессорные трубы;9- tubing;

10- наземная аппаратура регистрации и обработки данных;10 - ground-based data recording and processing equipment;

11- основание верхнего узла крепления; 12-втулка;11- base of the upper mount; 12-sleeve;

13-цанга;13 collet;

14- нажимной винт;14- pressure screw;

15-иружина;15th spring;

16- гайка регулировочная; 17,18 - контрагайка;16- adjusting nut; 17.18 - locknut;

19- корпус блока датчиков;19- housing of the sensor unit;

20- магнитопровод датчика;20 - sensor magnetic circuit;

21- верхняя обмотка датчика;21- upper sensor winding;

22- нижняя обмотка датчика;22- lower winding of the sensor;

23- ферромагнитный диск;23 - ferromagnetic disk;

24- втулка диска;24- disk hub;

25- основание нижнего узла крепления;25- base of the lower attachment point;

26- втулка;26- sleeve;

27- нажимной винт;27- pressure screw;

28- гайка регулировочная;28- adjusting nut;

Д1, Д2, ДЗ, Д4 - датчики перемещения; БВ1, БВ2 - блок вычитания; У1, У2 - блок умножения;D1, D2, DZ, D4 - displacement sensors; BV1, BV2 - subtraction block; U1, U2 - multiplication block;

С - сзпмматор;C - szpmator;

БВК - блок вычисления квадратного корня; БКПД - блок кодирования и передачи данных; х1, х2, хЗ, х4 - сигналы с выходов датчиков Д1, Д2, ДЗ, и Д4BVK - square root calculation block; BKPD - block coding and data transmission; x1, x2, x3, x4 - signals from the outputs of the sensors D1, D2, DZ, and D4

соответственно; Дх1з, Ах24 - разность сигналов с выходовrespectively; Dh1z, Ah24 - the difference of the signals from the outputs

противоположно расположенных датчиков; Ах - сигнал, соответствующий отклонению струны 2 при изгибе корпуса 1.Opposite sensors Ah is the signal corresponding to the deviation of the string 2 when the body 1 is bent.

Устройство состоит из герметичного корпуса 1, в котором в натянутом виде по оси корпуса расположена струна 2. Наружные геометрические размеры корпуса 1 выбирают в точности равными наружным размерам УЭЦН, которую предполагают эксплуатировать в данной скважине. Для корпуса 1 предлагаемого устройства целесообразно использовать корпусы и элементы крепления насосных секций, погружного электродвигателя, сепаратора и других элементов конструкции реальной УЭЦН. Корпус 1 крепится к НКТ и опускается в скважину аналогично тому, как крепится реальная УЭЦН при ее эксплуатации. Концы струны 2 заделаны в верхнем 4 и нижнем 3 узлах крепления. В средней части струну 2 охватывает блок датчиков 5. Выходы датчиков блока 5 подключены к боку измерения и передачи данных 6, выход которого связан кабелем 7 с наземной аппаратурой регистрации и обработки данных 10. Корпус устройства 1 крепится к НКТ 9. Полость корпуса 1 заполнена маслом и к нему крепится гидрокомпенсатор 8 любого известного типа, например МК -51.The device consists of a sealed casing 1, in which a string 2 is located in a stretched form along the axis of the casing. The external geometric dimensions of the casing 1 are chosen exactly equal to the external dimensions of the ESP, which they intend to operate in this well. For the housing 1 of the proposed device, it is advisable to use the housings and fasteners of the pump sections, submersible motor, separator and other structural elements of a real ESP. Case 1 is attached to the tubing and lowered into the well in the same way as a real ESP is attached during its operation. The ends of the string 2 are sealed in the upper 4 and lower 3 fasteners. In the middle part, the string 2 is covered by a block of sensors 5. The outputs of the sensors of block 5 are connected to the side of the measurement and data transmission 6, the output of which is connected by cable 7 to ground-based data recording and processing equipment 10. The housing of device 1 is attached to the tubing 9. The cavity of housing 1 is filled with oil and a hydraulic compensator 8 of any known type is attached to it, for example MK-51.

Верхний узел 4 содержит основание 11, втулку 12, в которую вставлена цанга 13 и ввинчивается нажимной винт 14. Втулка 12 может перемещаться в основании И по оси и подпружинена с помощью пружины 15. Этим обеспечивается постоянный натяг струны 2 при ее удлинении, например, при изменениях температуры или вытягивания. Усилие пружины 15 регулируется с помощью гайки 16. Контрагайки 17 и 18 предохраняют соответствующие детали 14 и 16 от отворачивания. Нижний узел крепления струны 3 содержит основание 25, втулку 26, цангу 13, нажимной винт 27 и контрагайку 28. Основания 11 и 25 крепятся в корпусе 1 любым известным способом, например, сваркой, винтами (на фигурах не показаны) или защемлением при свинчивании отдельных элементов корпуса 1. Струна 2 вставлена в центральные отверстия цанг 13 обоих узлов крепления и зажата путем затяжки нажимных винтов 14 и 27 соответственно. Могут быть применены и другие известные способы заделки струны, обеспечивающие сохранение ее натянутого состояния в эксплуатации устройства.The upper assembly 4 comprises a base 11, a sleeve 12 into which a collet 13 is inserted and a compression screw 14 is screwed. The sleeve 12 can be axially moved and spring loaded with a spring 15. This ensures a constant tension of the string 2 when it is extended, for example, when temperature changes or stretching. The force of the spring 15 is regulated using the nut 16. The lock nuts 17 and 18 protect the corresponding parts 14 and 16 from unscrewing. The lower attachment point of the string 3 contains a base 25, a sleeve 26, a collet 13, a pressure screw 27 and a lock nut 28. The bases 11 and 25 are mounted in the housing 1 by any known method, for example, welding, screws (not shown in the figures) or pinching when screwing individual body elements 1. The string 2 is inserted into the Central holes of the collets 13 of both attachment points and clamped by tightening the pressure screws 14 and 27, respectively. Other known methods of embedding the string can be applied, ensuring that its tense state is maintained in the operation of the device.

Блок датчиков 5 состоит из основания 19 и четырех индуктивных щелевых датчиков перемещения, каждый из которых содержит магнитопровод 20 и две обмотки 21 и 22. Основание 19 крепится в средней части корпуса 1 аналогично крепежу деталей 11 и 25. Магнитопровод 20 является разомкнутым и имеет С - образную форму с прорезью. Одна из указанных обмоток, например 21, является возбуждающей и на нее подается напряжение переменного тока от отдельного генератора, на фигурах не показан. Другая обмотка, в данном случае 22, является измерительной. На струне 2 с помощью втулки 24 укреплен ферромагнитный диск 23 таким образом, чтобы егоThe sensor unit 5 consists of a base 19 and four inductive slotted displacement sensors, each of which contains a magnetic circuit 20 and two windings 21 and 22. The base 19 is mounted in the middle of the housing 1 similarly to the fasteners of parts 11 and 25. The magnetic circuit 20 is open and has C - shaped with a slot. One of these windings, for example 21, is exciting and an alternating current voltage is supplied to it from a separate generator, not shown in the figures. The other winding, in this case 22, is a measurement winding. On the string 2, with the help of the sleeve 24, a ferromagnetic disk 23 is mounted so that it

ПЛОСКОСТЬ входила в прорези магиитопроводов 20 всех четырех датчиков. В зависимости от выбранной частоты переменного тока в возбуждающей обмотке, магнитопровод 20 изготовлен из феррита, пермаллоя или из пластин электротехнической стали. Принцип действия датчика заключается в том, что переменное магнитное поле, создаваемое в магнитопроводе 20 возбуждающей обмоткой 21, индуцирует в измерительной обмотке 22 переменное напряжение. Величина указанного напряжения зависит от величины магнитного потока проходящего через магнитопровод и воздушный зазор в прорези магнитопровода. При наличии в прорези ферромагнитного предмета, в данном случае диска 23, магнитная проницаемость которого выше, чем магнитная проницаемость воздуха, магнитный поток через измерительную обмотку 22 увеличивается, увеличивая тем самым напряжение на выводах указанной обмотки. При этом, чем больше вдвигается диск 23 в прорезь магнитопровода 20, тем выще амплитуда сигнала на выходе соответствующего датчика и наоборот. В устройстве могут быть применены также другие известные датчики перемеш;ения, например, трансформаторные, ёмкостные, оптические и др.The PLANE entered the slots of the magnetic wires of 20 of all four sensors. Depending on the selected frequency of the alternating current in the exciting winding, the magnetic circuit 20 is made of ferrite, permalloy or from plates of electrical steel. The principle of the sensor is that the alternating magnetic field generated in the magnetic circuit 20 by the exciting winding 21 induces an alternating voltage in the measuring winding 22. The magnitude of the indicated voltage depends on the magnitude of the magnetic flux passing through the magnetic circuit and the air gap in the slot of the magnetic circuit. If there is a ferromagnetic object in the slot, in this case a disk 23, the magnetic permeability of which is higher than the magnetic permeability of air, the magnetic flux through the measuring winding 22 increases, thereby increasing the voltage at the terminals of the specified winding. Moreover, the more the disk 23 moves into the slot of the magnetic circuit 20, the higher the signal amplitude at the output of the corresponding sensor and vice versa. Other well-known mixing sensors can be used in the device; for example, transformer, capacitive, optical, etc.

Выходы попарно противоположных датчиков Д1, ДЗ и Д2, Д4 подключепы ко входам блоков вычитания, БВ1 и БВ2 таким образом, чтобы на выходах указанных блоков вычитания формировались разности величин сигналов указанных датчиков:The outputs of the pairwise opposite sensors D1, DZ and D2, D4 are connected to the inputs of the subtraction blocks, BV1 and BV2 so that at the outputs of these subtraction blocks the differences of the signal values of these sensors are formed:

Эта функция, в частности, может быть реализована путем включения измерительных обмоток 22 противоположных датчиков встречно-последовательно так, чтобы сигнал одного датчика вычитался из сигнала другого датчика уже в указанных обмотках.This function, in particular, can be realized by switching on the measuring windings 22 of the opposite sensors in opposite directions so that the signal of one sensor is subtracted from the signal of the other sensor already in the indicated windings.

Выходы блоков БВ1 и БВ2 подключены ко входам блоков умножения У1 и У2, которые здесь реализуют функцию возведения в квадрат сигналов Ах и Ах24. Выходы блоков У1 и У2 подключены к сумматору сигналов С, выход которого подключен ко входу блока вычисления квадратного корня БВК, на выходе которого формируется сигнал Ах. Согласно изложенному алгоритму и благодаря тому, что датчики расположены крестообразно, величина указанного сигнала равна:The outputs of the blocks BV1 and BV2 are connected to the inputs of the multiplication blocks U1 and U2, which here implement the function of squaring the signals Ax and Ax24. The outputs of blocks U1 and U2 are connected to the signal adder C, the output of which is connected to the input of the square root calculation block BVK, at the output of which the signal Ax is generated. According to the above algorithm and due to the fact that the sensors are located crosswise, the magnitude of the specified signal is equal to:

что, в соответствии с теоремой Пифагора, позволяет получить сигнал Ах в точности равным величине отклонения диска 23 в прорезях магнитопроводов 20 датчиков Д1 Д4 независимо от того, в какую сторону отклоняется указанный диск. Техническая реализация рассмотренного алгоритма может осуществляться на современнойwhich, in accordance with the Pythagorean theorem, allows us to obtain the signal Ax exactly equal to the deviation of the disk 23 in the slots of the magnetic circuits 20 of the sensors D1 and D4, regardless of which direction the specified disk deviates. The technical implementation of the considered algorithm can be carried out on a modern

Axi3 х1 - хЗ;Axi3 x1 - x3;

Ах24 х2- х4.Ah24 x2-x4.

(Ах,з)+(Ах,4) ,(Ah, h) + (Ah, 4),

электронной элементной базе как в аналоговом, так и в цифровом вариантах. Так, построение блоков У1,У2 и БВК несложно реализовать на микросхеме К525ПС2, а сумматор на любом известном операционном усилителе.electronic element base in both analog and digital versions. So, the construction of U1, U2 and BVK units is easy to implement on the K525PS2 chip, and the adder on any known operational amplifier.

Выход блока БВК подключен ко входу блока кодирования и передачи данных БКПД с помощью которого осуществляется преобразование сигнала Лх в форму, удобную для передачи, например, в соответствии с протоколом интерфейса RS 232. В качестве БКПД может быть использовано любое известное устройство. Выход БКПД кабелем 7 соединен с входом наземной аппаратуры регистрации и обработки данных 10.The output of the BVK unit is connected to the input of the BKPD encoding and data transmission unit with the help of which the Lx signal is converted to a form convenient for transmission, for example, in accordance with the RS 232 interface protocol. Any known device can be used as the BKPD. The output BKPD cable 7 is connected to the input of ground-based equipment for recording and processing data 10.

Устройство работает следующим образом. Корпус 1 прикрепленный к НКТ 9 опускается в исследуемую скважину в соответствии с установленными правилами спуско-подьемных работ. По мере спуска к очередной трубе колонны НКТ с помощью хомутов крепится кабель 7. При достижении минимальной допустимой глубины подвески УЭЦП, определяемой, например, из условий The device operates as follows. The housing 1 attached to the tubing 9 is lowered into the investigated well in accordance with the established rules for tripping. As you descend, cable 7 is attached to the next tubing string pipe using clamps. When the minimum permissible suspension depth of the EEC is reached, which is determined, for example, from the conditions

где Рприем. - расчетное давление на приеме работающего насоса; РГ - содержание свободного газа на приеме работающего насоса, включают наземную аппаратуру 10.where rpriem. - design pressure at the intake of a running pump; RG - the content of free gas at the reception of a working pump, include ground equipment 10.

На тех интервалах ствола скважины, на которых корпус 1 не подвергается изгибу, струна 2 и связанный с ней диск 23 расположены в центре сечения корпуса 1 и в центре блока датчиков 5. При этом диск 23 в равной мере входит в зазоры магнитопроводов 20 всех четырех датчиков Д1 - Д4. Сигналы на выходах измерительных обмоток 22 указанных датчиков равны между собой, а попарные разности указанных сигналов равны нулю. Соответственно, равен нулю выходной сигнал блока БВК. Эта информация кодируется и передается с помощью БКПД через кабель 7 на наземную аппаратуру 10.At those intervals of the wellbore where the housing 1 is not subjected to bending, the string 2 and the associated disk 23 are located in the center section of the housing 1 and in the center of the sensor unit 5. In this case, the disk 23 equally enters the gaps of the magnetic circuits 20 of all four sensors D1 - D4. The signals at the outputs of the measuring windings 22 of these sensors are equal to each other, and the pairwise differences of these signals are equal to zero. Accordingly, the output signal of the IAC unit is equal to zero. This information is encoded and transmitted using BKPD through cable 7 to ground equipment 10.

При прохождении криволинейных участков скважины корпус 1 устройства изгибается, а струна 2 и связанный с ней диск 23 смещаются от центра блока датчиков 5, как это показано на фиг.3,а пунктиром. В данном случае диск входит глубже в прорези, датчиков Д2 и ДЗ и одновременно выходит из прорезей датчиков Д1 и Д4. В результате этого сигналы на выходах датчиков Д2 и ДЗ возрастут, а на выходах датчиков Д1 и Д4 уменьшатся. Следовательно возрастут разности сигналов попарнопротивоположных датчиков Лх1з и Лх24 и выходные сигналы блоков БВ1,БВ2, У1,У2, с и БВК. Чем больще изгиб корпуса 1, тем больше отклонение струны 2 и диска 23 иWith the passage of curved sections of the well, the device body 1 bends, and the string 2 and the associated disk 23 are displaced from the center of the sensor unit 5, as shown in Fig. 3, and with a dashed line. In this case, the disk enters deeper into the slots of the sensors D2 and DZ and at the same time leaves the slots of the sensors D1 and D4. As a result of this, the signals at the outputs of the sensors D2 and DZ will increase, and at the outputs of the sensors D1 and D4 will decrease. Consequently, the difference between the signals of the pairwise opposite sensors Lx1z and Lx24 and the output signals of the blocks BV1, BV2, U1, U2, s and BVK will increase. The greater the bending of the housing 1, the greater the deviation of the string 2 and the disk 23 and

Рприем. 2,0 Мпа;Reception. 2.0 MPa;

Рг 0,2 ,Rg 0.2,

тем больше возрастание сигнала на выходе блока БВК. Величина указанного сигнала также через БКПД и кабель 7 передается на наземную аппаратуру 10, с помощью которой измеряемая величина изгиба корпуса регистрируется и отображается на средствах индикации позволяя тем самым оценить степень изгиба корцуса 1 в данной точке ствола скважины, а следовательно, и степень изгиба реальной УЭЦН в данной точке.the greater the increase in the signal at the output of the BVK unit. The magnitude of this signal is also transmitted through BKPD and cable 7 to ground equipment 10, with the help of which the measured value of the bending of the body is recorded and displayed on the indicating means, thereby assessing the degree of bending of the corse 1 at a given point in the wellbore, and therefore the degree of bending of the real ESP at a given point.

Спуск устройства в скважину и измерения степени изгиба корпуса 1 целесообразно осуществлять по всему стволу скважины, например, до глубин на которых давление окружающей среды становится равным предельно допустимой величине, определяемой регламентом на условия эксплуатации реальной УЭЦН.It is advisable to lower the device into the well and measure the degree of bending of the body 1 along the entire wellbore, for example, to depths at which the ambient pressure becomes equal to the maximum permissible value determined by the regulation on the operating conditions of a real ESP.

Выделенные таким образом точки, в которых измеряемый изгиб минимальный, являются оптимальными местами подвески реальной УЭЦН. Подвещивание УЭЦН в указанных точках позволяет эксплуатировать насосы с минимальными изгибными нагрузками. Это, в свою очередь, позволяет снизить, например, уровень вибраций при работе насоса и устранить связанные с этим отрицательные последствия, такие, как разрущение элементов крепежа секций, отвороты и полеты УЭЦН, уменьщить количество разрушений валов и других элементов конструкции и снизить их износ. Это позволит повысить уровень безопасности и увеличить сроки эксплуатации УЭЦН, а также снизить затраты на добычу нефтепродуктов.The points highlighted in this way, at which the measured bend is minimal, are the optimal suspension points for a real ESP. Lighting the ESP at these points allows the pumps to be operated with minimal bending loads. This, in turn, allows you to reduce, for example, the level of vibration during pump operation and eliminate the negative consequences associated with this, such as the destruction of the fasteners of sections, UETS flaps and flights, to reduce the number of damage to shafts and other structural elements and to reduce their wear. This will increase the safety level and increase the operational life of the ESP, as well as reduce the cost of extracting petroleum products.

1.Натент .№2166084 RU, Е 21 В 47/022 Устройство для определения углов искривления скважин.1.Nat. No. 2166084 RU, E 21 V 47/022 A device for determining the angle of curvature of wells.

2.Установки погружных центробежных насосов для добычи нефти. Международный транслятор. Ред. В.Ю.Алексперов и др.,М.,1999, 611с.2. Installations of submersible centrifugal pumps for oil production. International translator. Ed. V.Yu. Aleksperov et al., M., 1999, 611s.

3.Натент №2018648 RU, Е 21 В 47/022 Устройство для измерения угла наклона скважины.3. Patent No. 2018648 RU, E 21 V 47/022 Device for measuring the angle of inclination of the well.

4.Патент .№2166085 RU, Е 21 В 47/022 Устройство для определения искривления скважин.4. Patent .№2166085 RU, Е 21 В 47/022 Device for determining the curvature of wells.

Источники информации:Sources of information:

Claims (7)

1. Устройство для определения оптимального места подвески установки электрического центробежного насоса в искривленных скважинах, содержащее корпус, чувствительный элемент, кабель и наземную аппаратуру регистрации и обработки данных, отличающееся тем, что в него дополнительно введены струна, металлический диск, верхний и нижний узлы крепления струны, блок датчиков и блок измерения и передачи данных, причем в качестве чувствительного элемента используются указанная струна, укрепленная по оси корпуса с помощью верхнего и нижнего узлов крепления струны, и на которой закреплен металлический диск таким образом, чтобы его плоскость была перпендикулярной к оси струны, и блок датчиков, состоящий из основания и четырех датчиков перемещения, которые расположены крестообразно по периметру указанного основания, а блок датчиков укреплен в полости корпуса таким образом, чтобы металлический диск взаимодействовал с датчиками при отклонении струны, а выходы датчиков через блок измерения и передачи данных подключены к кабелю.1. A device for determining the optimal suspension location of the installation of an electric centrifugal pump in deviated wells, comprising a housing, a sensing element, a cable and ground-based data recording and processing equipment, characterized in that a string, a metal disk, upper and lower string attachment points are additionally inserted into it , a block of sensors and a block for measuring and transmitting data, moreover, the specified string is used as a sensitive element, fortified along the axis of the housing with the help of the upper and lower nodes replicating the string, and on which a metal disk is fixed so that its plane is perpendicular to the axis of the string, and a sensor block consisting of a base and four displacement sensors that are located crosswise around the perimeter of the specified base, and the sensor block is fixed in the cavity of the body in this way so that the metal disk interacts with the sensors when the string is deflected, and the outputs of the sensors are connected to the cable through the measurement and data transmission unit. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что диск выполнен из ферромагнитного материала, а датчики являются индуктивными датчиками перемещения.2. The device according to claim 1, characterized in that the disk is made of ferromagnetic material, and the sensors are inductive displacement sensors. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что индуктивные датчики перемещения являются щелевыми, имеющими прорезь, а блок датчиков и ферромагнитный диск устанавливаются так, чтобы плоскость диска входила в прорези указанных датчиков.3. The device according to claim 2, characterized in that the inductive displacement sensors are slotted, having a slot, and the sensor unit and the ferromagnetic disk are installed so that the plane of the disk enters the slots of these sensors. 4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что для спуска в скважину оно крепится к насосно-компрессорным трубам (НКТ), а габаритные размеры корпуса и элементы крепления корпуса к НКТ выбирают равными габаритным размерам и аналогичными креплению установки электрического погружного насоса, которую предполагают эксплуатировать в данной скважине.4. The device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that for launching it into the well, it is attached to tubing (tubing), and the overall dimensions of the housing and the elements of the housing to the tubing are chosen equal to the overall dimensions and similar to the mounting of the electric installation submersible pump, which is supposed to operate in this well. 5. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что полость корпуса выполняют герметичной.5. The device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the cavity of the body is sealed. 6. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что полость корпуса заполнена маслом, а к корпусу присоединен гидрокомпенсатор, полость которого сообщается с полостью корпуса.6. The device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the cavity of the housing is filled with oil, and a hydraulic compensator is attached to the housing, the cavity of which communicates with the cavity of the housing. 7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок измерения и передачи данных содержит первый и второй блоки вычитания, первый и второй умножители, сумматор, блок вычисления квадратного корня и блок кодирования и передачи данных, причем выходы попарно противоположных датчиков подключены ко входам первого и второго блоков вычитания, а выходы блоков вычитания подключены соответственно ко входам первого и второго умножителя, выходы указанных умножителей подключены ко входам сумматора, а выход сумматора подключен ко входу блока вычисления квадратного корня, выход которого через блок кодирования и передачи данных подключен к кабелю.7. The device according to claim 1, characterized in that the measurement and transmission unit contains the first and second subtraction units, the first and second multipliers, the adder, the square root calculation unit, and the encoding and data transmission unit, the outputs of pairwise opposite sensors being connected to the inputs the first and second subtraction blocks, and the outputs of the subtraction blocks are connected respectively to the inputs of the first and second multiplier, the outputs of these multipliers are connected to the inputs of the adder, and the output of the adder is connected to the input of the qua calculation block a dubious root, the output of which is connected to the cable through the coding and data transmission unit.
Figure 00000001
Figure 00000001
RU2003125726/20U 2003-08-14 2003-08-14 DEVICE FOR DETERMINING THE OPTIMUM SUSPENSION PLACE OF THE INSTALLATION OF THE ELECTRIC CENTRIFUGAL PUMP IN CURVED WELLS RU37767U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003125726/20U RU37767U1 (en) 2003-08-14 2003-08-14 DEVICE FOR DETERMINING THE OPTIMUM SUSPENSION PLACE OF THE INSTALLATION OF THE ELECTRIC CENTRIFUGAL PUMP IN CURVED WELLS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003125726/20U RU37767U1 (en) 2003-08-14 2003-08-14 DEVICE FOR DETERMINING THE OPTIMUM SUSPENSION PLACE OF THE INSTALLATION OF THE ELECTRIC CENTRIFUGAL PUMP IN CURVED WELLS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU37767U1 true RU37767U1 (en) 2004-05-10

Family

ID=35867404

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003125726/20U RU37767U1 (en) 2003-08-14 2003-08-14 DEVICE FOR DETERMINING THE OPTIMUM SUSPENSION PLACE OF THE INSTALLATION OF THE ELECTRIC CENTRIFUGAL PUMP IN CURVED WELLS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU37767U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10938390B2 (en) Shaft proximity sensors
CA2823269C (en) Method and system for determining the location of a fiber optic channel along the length of a fiber optic cable
RU2377404C2 (en) Method for change of well boring equipment loading
US5892860A (en) Multi-parameter fiber optic sensor for use in harsh environments
US4090405A (en) Polished rod load transducer
US3038336A (en) System for measuring height and density of liquids
EP2428821A2 (en) Methods and Systems for Seismic Signal Detection
CA2003785A1 (en) Method and apparatus for determining a characteristic of the movement of a drill string
CN112031743A (en) Underground fluid identification device and measurement method based on distributed optical fiber sensing technology
NO20190765A1 (en) Porch mounted variable reluctance measurement technology tendon tension monitoring system
RU37767U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING THE OPTIMUM SUSPENSION PLACE OF THE INSTALLATION OF THE ELECTRIC CENTRIFUGAL PUMP IN CURVED WELLS
CA2060582C (en) Three-dimensional strain monitor for rock boreholes
RU2382357C1 (en) Well magnetic introscope
CN201043923Y (en) Optical fiber optical grating pressure transducer for rock dust
CN209911570U (en) Optical fiber time-frequency electromagnetic and four-component seismic data acquisition device in well
CN106054088B (en) It is a kind of improve magnetic flux transducer dynamic output range from zero amplifying circuit
RU2440493C1 (en) Four-arm caliper- flaw detector for investigation of technical state of casing pipes and tubing strings of oil-gas wells
US2275532A (en) Oil well strain gauge
US4359899A (en) Weight on drill bit measuring apparatus
CN205981114U (en) Combined type displacement measurement device based on fiber grating and vibrating wire type sensor
US3693460A (en) Angular accelerometer
CN203441469U (en) Flow meter for speed measurement based on optical fiber laser
KR100424924B1 (en) A rod extensometer strenthened waterproof function
RU2001128250A (en) The method of measuring the motion parameters of the ends of the blades of the rotor of a turbomachine and a device for its implementation
RU5646U1 (en) DEVICE FOR POWER MEASUREMENT

Legal Events

Date Code Title Description
PC1K Assignment of utility model

Effective date: 20050930

MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20060815