RU96610U1

RU96610U1 - DEVICE FOR INDICATING A FLUID LEVEL IN A WELL

Info

Publication number: RU96610U1
Application number: RU2010107495/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Федорович Соколов; Сергей Иванович Назаров; Сергей Геннадьевич Рассохин; Андрей Сергеевич Рассохин
Priority date: 2010-03-01
Filing date: 2010-03-01
Publication date: 2010-08-10

Abstract

1. Устройство для индикации уровня жидкости в скважине, содержащее полый корпус, состоящий из трех соосно соединенных между собой с помощью резьбовых соединений деталей обтекаемой формы, выполненных из немагнитного материала, причем нижняя деталь корпуса выполнена с отверстием, перекрываемым на уровне резьбового соединения сеткой, а средняя деталь снабжена не менее чем двумя сквозными радиальными отверстиями, и датчик, установленный внутри корпуса, отличающееся тем, что датчик состоит из основания, выполненного из диэлектрического материала, в углублениях нижней части которого установлены два электрода, расположенные относительно друг друга коаксиально с зазором и выполненные из металлов с различной концентрацией свободных электронов на их поверхности, причем центральный электрод выполнен в виде цилиндрического стержня, а внешний электрод - в виде полого цилиндра, при этом датчик размещен между выступом на корпусе верхней детали и средней частью средней детали, а выходы электродов посредством электропроводов соединены через маршрутизатор и счетчик глубины с регистрирующим устройством. ! 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что центральный электрод выполнен с внутренней резьбой в его верхней части, а внешний электрод - с внутренней резьбой в верхней части стенки цилиндра, при этом центральный и внешний электроды соединены с основанием винтами. 1. A device for indicating the level of fluid in a well, comprising a hollow body consisting of three streamlined shapes coaxially connected to each other by threaded connections, made of non-magnetic material, the lower body being made with an opening overlapped at the level of the threaded connection with a mesh, and the middle part is provided with at least two through radial holes, and a sensor mounted inside the housing, characterized in that the sensor consists of a base made of a dielectric mat rial, in the recesses of the lower part of which there are two electrodes mounted, located relative to each other coaxially with a gap and made of metals with different concentrations of free electrons on their surface, with the central electrode made in the form of a cylindrical rod and the external electrode in the form of a hollow cylinder, this sensor is placed between the protrusion on the upper part housing and the middle part of the middle part, and the outputs of the electrodes by means of electrical wires are connected through a router and a depth counter with regis riruyuschim device. ! 2. The device according to claim 1, characterized in that the central electrode is made with an internal thread in its upper part, and the external electrode is with an internal thread in the upper part of the cylinder wall, while the central and external electrodes are connected to the base by screws.

Description

Полезная модель относится к устройствам для индикации уровня жидкости в буровых скважинах и может быть использована, в частности, в нефтяной и газовой промышленности при замерах уровней пластовых и техногенных жидкостей, газо-водяного и водонефтяного контактов в буровых скважинах при разработке и эксплуатации месторождений и подземных хранилищ газа.The utility model relates to devices for indicating the level of fluid in boreholes and can be used, in particular, in the oil and gas industry for measuring levels of formation and industrial fluids, gas-water and oil-water contacts in boreholes during the development and operation of fields and underground storage facilities gas.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является устройство для индикации уровня жидкости в скважине, состоящее из полого корпуса, выполненного из трех соосно соединенных между собой с помощью резьбовых соединений деталей обтекаемой формы из немагнитного материала. В нижней детали выполнено отверстие и на уровне резьбового соединения установлена сетка, внутри средней детали, снабженной не менее чем двумя сквозными радиальными отверстиями, расположен с зазором выполненный из немагнитного материала поплавок, а верхняя деталь снабжена датчиком, расположенным соосно с ней и выполненным из немагнитного материала. При этом датчик размещен между верхним срезом средней детали и выступом на корпусе верхней детали и выполнен с осевым несквозным отверстием, внутри которого размещен геркон, соединенный через скользящие контакты с источником питания посредством проводов, проходящих через осевое отверстие крепежного болта (см. патент РФ №2175387 С2, опубл. 27.10.2001, МПК Е21В 47/04, G01F 23/30)Closest to the claimed technical solution is a device for indicating the level of fluid in the well, consisting of a hollow body made of three streamlined parts made of non-magnetic material coaxially connected to each other by threaded connections. A hole is made in the lower part and a mesh is installed at the level of the threaded connection; inside the middle part, equipped with at least two through radial holes, a float made of non-magnetic material is located with a gap, and the upper part is equipped with a sensor located coaxially with it and made of non-magnetic material . The sensor is placed between the upper cut of the middle part and the protrusion on the upper part body and is made with an axial through hole, inside of which there is a reed switch connected through sliding contacts to the power source by means of wires passing through the axial hole of the fixing bolt (see RF patent No. 2175387 C2, publ. 10/27/2001, IPC Е21В 47/04, G01F 23/30)

Недостатками известного устройства является наличие поплавка и геркона, что делает невозможным использование устройства для определения в буровой скважине границы раздела "углеводородная жидкость - пластовая вода" в жестких условиях (высокое давление, температура, вечная мерзлота, механические примеси) и может существенно понизить точность получаемых результатов и надежность работы устройства.The disadvantages of the known device is the presence of a float and a reed switch, which makes it impossible to use the device to determine the “hydrocarbon fluid - formation water” interface in a borehole under severe conditions (high pressure, temperature, permafrost, mechanical impurities) and can significantly reduce the accuracy of the results and the reliability of the device.

Техническим результатом, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, является повышение точности получаемых результатов и надежности работы устройства при определении газоводяного и водонефтяного контактов без использования внешнего источника питания, а также обеспечение безопасности работ при гидрогеологических исследованиях скважин в жестких условиях функционирования буровых скважин.The technical result aimed at achieving the proposed utility model is to increase the accuracy of the results and the reliability of the device when determining gas-water and oil-water contacts without using an external power source, as well as ensuring the safety of work during hydrogeological studies of wells in harsh operating conditions of boreholes.

Технический результат полезной модели достигается за счет того, что в устройстве для индикации уровня жидкости в скважине, содержащем полый корпус, состоящий из трех соосно соединенных между собой с помощью резьбовых соединений деталей обтекаемой формы, выполненных из немагнитного материала, причем нижняя деталь корпуса выполнена с отверстием, перекрываемым на уровне резьбового соединения сеткой, а средняя деталь снабжена не менее чем двумя сквозными радиальными отверстиями, и датчик, установленный внутри корпуса, датчик, состоит из основания, выполненного из диэлектрического материала, в углублениях нижней части которого установлены два электрода, расположенные относительно друг друга коаксиально с зазором и выполненные из металлов с различной концентрацией свободных электронов на их поверхности, причем центральный электрод выполнен в виде цилиндрического стержня, а внешний электрод - в виде полого цилиндра, при этом датчик размещен между выступом на корпусе верхней детали и средней частью средней детали, а выходы электродов посредством электропроводов соединены через маршрутизатор и счетчик глубины с регистрирующим устройством.The technical result of the utility model is achieved due to the fact that in the device for indicating the fluid level in the well, comprising a hollow body, consisting of three streamlined parts made of non-magnetic material coaxially connected to each other by threaded connections, the lower body part being made with a hole overlapped at the level of the threaded connection with a grid, and the middle part is equipped with at least two through radial holes, and the sensor installed inside the housing, the sensor consists of about an innovation made of a dielectric material, in the recesses of the lower part of which there are two electrodes mounted, located relative to each other coaxially with a gap and made of metals with different concentrations of free electrons on their surface, the central electrode being a cylindrical rod and the external electrode in the form of a hollow cylinder, while the sensor is placed between the protrusion on the upper part body and the middle part of the middle part, and the outputs of the electrodes are connected by electrical wires Router and depth counter to the recording device.

При этом центральный электрод выполнен с внутренней резьбой в его верхней части, а внешний электрод - с внутренней резьбой в верхней части стенки цилиндра, при этом центральный и внешний электроды соединены с основанием винтами.The central electrode is made with an internal thread in its upper part, and the external electrode is with an internal thread in the upper part of the cylinder wall, while the central and external electrodes are connected to the base by screws.

Полезная модель поясняется чертежом, на котором изображена схема устройства.A utility model is illustrated in the drawing, which shows a diagram of the device.

Устройство для индикации уровня жидкости в скважине состоит из полого, обтекаемой формы, корпуса, состоящего из трех деталей: нижней детали 1, средней детали 2 и верхней детали 3, соосно соединенных между собой с помощью резьбовых соединений. Нижняя деталь 1 корпуса выполнена с отверстием 4, перекрываемым на уровне резьбового соединения сеткой 5. Средняя деталь 2 в верхней и средней части снабжена не менее чем двумя сквозными радиальными отверстиями 6. Внутри корпуса между выступом на корпусе верхней детали 3 и средней частью средней детали 2 расположен датчик, состоящий из основания 7, выполненного из диэлектрического материала, в углублениях нижней части которого установлены центральный электрод 8 и внешний электрод 9. Центральный электрод 8 выполнен в виде цилиндрического стержня, а внешний электрод 9 - в виде полого цилиндра. Центральный и внешний электроды 8 и 9 расположены относительно друг друга коаксиально с зазором и выполнены из металлов с различной концентрацией свободных электронов на их поверхности, например, из меди и цинка. Центральный электрод 8 может быть выполнен с внутренней резьбой в его верхней части, а внешний электрод 9 - с внутренней резьбой в верхней части стенки цилиндра, при этом центральный и внешний электроды 8 и 9 могут быть соединены с основанием 7 датчика винтами 10 и 11. Основание 7 датчика установлено между верхним срезом средней детали 2 и выступом 12 верхней детали 3. Выходы электродов 8 и 9 посредством электропроводов 13 соединены через маршрутизатор 14 и счетчик глубины 15 с регистрирующим устройством 16. При этом маршрутизатор 14 и основание 7 разделены непроницаемой герметичной перегородкой 17, выполненной из эпоксидного герметичного компаунда.A device for indicating the level of fluid in the well consists of a hollow, streamlined shape, a body consisting of three parts: the lower part 1, the middle part 2 and the upper part 3, coaxially connected to each other by threaded connections. The lower part 1 of the casing is made with a hole 4, overlapped at the level of the threaded connection with the net 5. The middle part 2 in the upper and middle parts is provided with at least two through radial holes 6. Inside the casing between the protrusion on the casing of the upper part 3 and the middle part of the middle part 2 a sensor is located, consisting of a base 7 made of dielectric material, in the recesses of the lower part of which there is a central electrode 8 and an external electrode 9. The central electrode 8 is made in the form of a cylindrical eraser nya, and the external electrode 9 - in the form of a hollow cylinder. The central and external electrodes 8 and 9 are located relative to each other coaxially with a gap and are made of metals with different concentrations of free electrons on their surface, for example, copper and zinc. The central electrode 8 can be made with an internal thread in its upper part, and the external electrode 9 with an internal thread in the upper part of the cylinder wall, while the central and external electrodes 8 and 9 can be connected to the sensor base 7 with screws 10 and 11. Base 7, the sensor is installed between the upper cut of the middle part 2 and the protrusion 12 of the upper part 3. The outputs of the electrodes 8 and 9 are connected via an electric wire 13 through a router 14 and a depth counter 15 to a recording device 16. In this case, the router 14 and the base 7 section They are impermeable sealed partition 17 made of epoxy sealed compound.

Работа устройства для индикации уровня жидкости в скважине осуществляется следующим образом. Устройство для индикации уровня жидкости в скважине, закрепленное на кабеле, спускают в скважину с помощью лебедки и лубрикатора. Жидкость начинает проходить через отверстие нижней детали 1 корпуса и сетку 5, которая предохраняет от попадания в устройство инородных тел, вытесняя при этом воздух из корпуса устройства через сквозные радиальные отверстия 6 средней детали 2. Если буровая скважина заполнена газом или жидкими углеводородами, то электрический сигнал не поступает на регистрирующее устройство 16. Как только электроды 8 и 9, различающиеся концентрацией свободных электронов, вступают в контакт с минерализованной пластовой или техногенной жидкостью, то возникает электрический ток, который по проводам 13, через маршрутизатор 14, поступает на регистрирующее устройство 15, которое располагается на поверхности. Машрутизатор 14 обеспечивает кодировку и передачу полезного сигнала на регистрирующее устройство 16, которое в единицах длины фиксирует границу раздела "газ (жидкие углеводороды) - минерализованная вода или техногенная жидкость". Глубина раздела фаз при этом фиксируется счетчиком глубины 15, закрепленным на кабеле.The device for indicating the level of fluid in the well is as follows. A device for indicating the level of liquid in the well, mounted on a cable, is lowered into the well using a winch and a lubricator. The liquid begins to pass through the opening of the lower part 1 of the body and the grid 5, which prevents foreign bodies from entering the device, while displacing air from the device body through the through radial holes 6 of the middle part 2. If the borehole is filled with gas or liquid hydrocarbons, then an electrical signal does not enter the recording device 16. As soon as the electrodes 8 and 9, which differ in the concentration of free electrons, come into contact with a mineralized formation or technogenic fluid, t electric current, which through the wires 13, through the router 14, enters the recording device 15, which is located on the surface. The router 14 provides the encoding and transmission of the useful signal to the recording device 16, which in units of length fixes the interface "gas (liquid hydrocarbons) - saline water or industrial liquid". The depth of the phase separation in this case is fixed by a depth counter 15, mounted on the cable.

При снижении уровня пластовых и техногенных жидкостей во время проведения ее откачки или вытеснения ее газом из скважины происходит размыкание электродов 8 и 9 и, соответственно, исчезает сигнал на регистрирующем устройстве 16.When the level of reservoir and industrial fluids decreases during its pumping or gas displacement from the well, the electrodes 8 and 9 open and, accordingly, the signal on the recording device 16 disappears.

Повышение точности получаемых результатов работы устройства обеспечивается мгновенной фиксацией разности потенциалов, возникающих на поверхности электродов при контактировании с минерализованной жидкостью.Improving the accuracy of the obtained results of the operation of the device is ensured by instantaneous fixation of the potential difference arising on the surface of the electrodes in contact with a mineralized liquid.

Надежность и безопасность работы устройства обеспечивается за счет отсутствия необходимости использования внешнего источника питания, подвижных деталей в датчике, а также за счет неразрывного соединения датчика с регистрирующим устройством.Reliability and safety of the device is ensured due to the absence of the need to use an external power source, moving parts in the sensor, as well as due to the inextricable connection of the sensor with the recording device.

Данное устройство технологично в промышленном изготовлении. В процессе разведки и эксплуатации месторождений углеводородов и подземных хранилищ газа при гидрогеологических исследованиях буровых скважин преимуществами предлагаемого устройства являются:This device is technologically advanced in industrial production. In the process of exploration and exploitation of hydrocarbon deposits and underground gas storages during hydrogeological studies of boreholes, the advantages of the proposed device are:

1) надежность, быстродействие и достаточно высокая точность измерения уровня жидкости в динамике; 2) возможность применения в буровых скважинах небольшого сечения; 3) контроль уровня газоводяного контакта в жестких условиях функционирования буровых скважин (высокое давление, температура, наличие механических примесей); 4) взрывобезопасность работ вследствие отсутствия внешнего источника питания.1) reliability, speed and sufficiently high accuracy of measuring the fluid level in dynamics; 2) the possibility of using a small section in boreholes; 3) control of the gas-water contact level in severe conditions of the operation of boreholes (high pressure, temperature, presence of mechanical impurities); 4) explosion-proof work due to the lack of an external power source.

Данная полезная модель повышает точность получаемых результатов и надежность работы устройства для индикации уровня пластовых и техногенных жидкостей в буровых скважинах в процессе разведки и эксплуатации месторождений углеводородов и подземных хранилищ газа, а также позволяет обеспечить контроль за процессом разработки месторождений.This utility model improves the accuracy of the results and the reliability of the device for indicating the level of reservoir and industrial fluids in boreholes during the exploration and operation of hydrocarbon deposits and underground gas storages, and also allows for monitoring the field development process.

Claims

1. A device for indicating the level of fluid in a well, comprising a hollow body consisting of three streamlined shapes coaxially connected to each other by threaded connections, made of non-magnetic material, the lower body being made with an opening overlapped at the level of the threaded connection with a mesh, and the middle part is provided with at least two through radial holes, and a sensor mounted inside the housing, characterized in that the sensor consists of a base made of a dielectric mat rial, in the recesses of the lower part of which there are two electrodes mounted, located relative to each other coaxially with a gap and made of metals with different concentrations of free electrons on their surface, with the central electrode made in the form of a cylindrical rod and the external electrode in the form of a hollow cylinder, this sensor is placed between the protrusion on the upper part housing and the middle part of the middle part, and the outputs of the electrodes through electrical wires are connected through a router and a depth counter with regis riruyuschim device.

2. The device according to claim 1, characterized in that the central electrode is made with an internal thread in its upper part, and the external electrode is with an internal thread in the upper part of the cylinder wall, while the central and external electrodes are connected to the base by screws.