SU1125484A1

SU1125484A1 - Depth manometer

Info

Publication number: SU1125484A1
Application number: SU833630032A
Authority: SU
Inventors: Борис Паруйдович Атаджанян; Борис Александрович Кирш; Мушфиг Риза Оглы Алиев
Original assignee: Всесоюзный нефтяной научно-исследовательский институт по технике безопасности
Priority date: 1983-07-29
Filing date: 1983-07-29
Publication date: 1984-11-23

Abstract

ГЛУБИННЫЙ МАНОМЕТР, содержащий корпус, размещенные в нем приемную камеру, сообщенную с измер емой средой, манометрический узел с разделительньм сильфоном и регистрирующее устройство, отличающийс тем, что, с целью расширени диапазона измерени и повьшени точности , он снабжен установленной в корпусе перегородкой, отдел ющей приемную камеру от разделительного сипьфона, в которой размещены уплотненные телескопические втулки возрастающей с уменьшением диаметра длины , причем один конец каждой втулi ки контактирует с разделительным (Л сильфоном, а другой снабжен ограничителем перемещени и расположен р приемной камер е.A DEPTH MANOMETER, comprising a housing, a receiving chamber placed in it, communicating with the medium being measured, a manometric unit with a separating bellows and a recording device, characterized in that, in order to expand the measurement range and increase accuracy, it is equipped with a partition in the housing separating a receiving chamber from a separating syphon in which compacted telescopic sleeves of increasing length with decreasing diameter are placed, with one end of each sleeve contacting the splitter nym (A bellows, and the other is provided with a movable stopper and located adjacent the receiving chambers e.

Description

дd

сд icd i

00 1 Изобретение относитс к измерительной технике, в частности к тех нике измерени давлени в скважинах Известны глубинные пружинно-порш невые манометры, состо щие из часового привода, записывающего механи , чувствительного элемента (поршн ), максимального термометра, помещенные в корпус, спускаемого в скважину на тросе, записьтающего пера, которое перемещаетс от поршн в зависимости от величины измер емого давлени в скважине ClJНедостатком таких манометров вл етс то, что дл измерений давл ни на.различной глубине скважины необходимы манометры с различными пределами измерени . Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс глубинньй геликсньй манометр, в котором вместо поршн установлен другой чувствительный элемент (силь фон с геликсной пру мной) L2J. Так как точность замеров давлени зависит прежде всего от соответстви глубинного манометра ожидаемоГГу давлению, то применить известный манометр дл различных по глубине скважин не представл етс возможным . Кроме того, известный манометр отличаетс относительно высокой погрешностью и низким порогом Чувствительности, что св зано с непосредственным воздействием всего измер емого давлени через сильфон на геликс. Последнее повышает требовани к прочности геликса,что св зано с увеличением- его жесткости Целью изобретени вл етс расщирение диапазона измерени и повышение точности. Поставленна цель достигаетс тем, что глубинный манометр, содерж щий корпус, размещенные в нем прием ную камеру, сообщенную с измер емой средой, манометрический узел с разделительным сильфоном и регистрирую щее устройство, снабжен установленной в корпусе перегородкой, отдел ю щей приемную камеру от разделительного сильфона, в которой размещены уплотненные телескопические втулки возрастающей с уменьшением диаметра длины, причем один конец каждой вту ки контактирует с разделительным сильфоном, а другой снабжен ограничителем перемещени и расположен в приемной камере. 42 На фиг.1 показан манометр с положением втулок, соответствующих первому (наименьшему) пределу измер емого давлени общий вид; на фиг.2 - диаграмма записи при сов .местной работе всех втулок. Предлагаемый.глубинный манометр состоит из корпуса 1, часового механизма 2, на выходную ось которого насажена зубчата полумуфта 3, св занна с такой же полумуфтой ходового винта 4, котора резьбой соединена с ходовой гайкой 5. Ходова гайка 5 может двигатьс только поступательно. От вращени ходовую гайку 5 удерживает планка 6, котора проходит через прорезь в гайке и закреплена в опорах 7 и 8. На ходовой гайке 5закреплена каретка 9, в которую вставл етс диаграммньй бланк дл записи величины измер емого давлени . Опора 8 одновременно вл етс опорой и дл оси 10, на которой закреплена втулка 11 с держателем 12 и пером 13. На конце оси 10 жестко установлена втулка 14, к которой жестко прикреплен конец геликсной пружины 15, котора капилл ром 16 соединена с внутренней полостью сильфона 17. Внутренн полость сильфона 17 и геликсной пружины 15 заполнена малов зкой жидкостью (лигроином). В торец 13 сильфона 17 упираютс торцы телескопических втулок 19-21 (количество их может быть различным). Зазоры между втулками герметизированы самоуплотн ющимис резиновыми кольцами 22. На конце каждой втулки имеетс резьба, на которой навинчены ограничительные гайки 23-25. Все втулки установлены в перегородке 26, соединенной резьбой с корпусом манометра. Зазор между перегородкой 26 и втулкой 19 герметизирован также самоуплотн юЕцимс резиновым кольцом 27. Дп контрол температуры при измерении давлени в скважине в корпус 1 манометра установлен ртутно-стекл нный тсрмометр 28. Прибор спускают в скважину на проволоке 29 из малоуглеродистой стали диаметром 1,61 ,8 М1. Давление измер емой среды действует на чувствительный тлемент манометра через отверстие ЗО в корпусе 1 манометра. Глубинньш манометр работает следующим образом.00 1 The invention relates to a measurement technique, in particular to a technique for measuring pressure in wells. Depth spring-piston gauges are known, consisting of a time-driven drive, a recording mechanic, a sensing element (piston), a maximum thermometer placed in a housing and lowered into a well. on the cable, recording pen, which moves from the piston depending on the measured pressure in the borehole ClJ The disadvantage of such gauges is that for pressure measurements at different depths of the borehole Pressure gauges with different measuring ranges. The closest to the invention to the technical essence is the deep Helix manometer, in which, instead of the piston, another sensitive element is installed (strong background with Helix spring) L2J. Since the accuracy of pressure measurements depends primarily on the corresponding pressure of the depth gauge to the expected pressure, it is not possible to apply a known pressure gauge for wells of different depths. In addition, the known manometer is characterized by a relatively high error and a low sensitivity threshold, which is due to the direct effect of the entire measured pressure through the bellows on the helix. The latter increases the strength requirements of the helix, which is associated with an increase in its stiffness. The aim of the invention is to expand the measurement range and increase accuracy. The goal is achieved by the fact that the depth manometer, containing the body, the receiving chamber placed in it, communicating with the measured medium, the manometer assembly with the separating bellows and the recording device, is equipped with a partition installed in the housing separating the receiving chamber from the separating bellows in which compacted telescopic sleeves of increasing length with decreasing diameter are placed, with one end of each sleeve in contact with the separating bellows, and the other is provided with a movement stop It is located in the receiving chamber. 42 Figure 1 shows a pressure gauge with the position of the sleeves corresponding to the first (lowest) limit of the measured pressure; a general view; FIG. 2 shows a recording diagram for the joint operation of all bushings. The proposed depth gauge consists of a body 1, a clock mechanism 2, on the output axis of which a gear coupling half 3 is mounted, connected to the same coupling half of the spindle 4, which is threadedly connected to the spindle nut 5. The spindle nut 5 can only move translationally. Rotation nut 5 is kept from rotation by strap 6, which passes through a slot in the nut and is fixed in supports 7 and 8. Carriage 9 is fastened to the suspension nut 5, into which a chart form is inserted to record the value of the measured pressure. The support 8 is also a support for the axis 10, on which the sleeve 11 is fixed with the holder 12 and the feather 13. At the end of the axis 10, the sleeve 14 is rigidly mounted, to which the end of the helix spring 15 is fixed, which is connected by a capillary 16 to the inner bellows cavity 17. The internal cavity of the bellows 17 and the helix spring 15 is filled with a low-viscosity fluid (ligroin). At the end 13 of the bellows 17, the ends of the telescopic sleeves 19-21 abut (the number may vary). The gaps between the sleeves are sealed with self-sealing rubber rings 22. At the end of each sleeve there is a thread on which restrictive nuts 23-25 are screwed. All bushings are installed in the partition 26, which is threadedly connected to the body of the pressure gauge. The gap between the partition 26 and the sleeve 19 is also sealed with a self-sealing rubber ring 27. The temperature control for measuring the pressure in the well in the body 1 of the manometer is set to a mercury-glass thermometer 28. The device is lowered into the well on wire 29 made of low-carbon steel with a diameter of 1.61 8 M1. The pressure of the measured medium acts on the sensitive element of the manometer through the DOR opening in the body of the 1 manometer. Deep gauge works as follows.

На поверхности у усть скважины часовой механизм 2 заводитс и устанавливаетс в корпус 1 глубинного манометра. Затем глубинный манометр подвеошваетс на проволоке 29 и вставл етс в лубрикатор, изолированный закрытой задвижкой от ствола скважины. Дл спуска прибора в скваж1ну лубрикатор сообщаетс открытием задвижки со стволом скважины. Давление в лубрикаторе возрастает очень быстро до устьевого давлени сква мны. Это давление через отверстие 30 действует на втулки 19-21. Под действием давлени втулки 19-21 совместно перемещаютс , воздейству на торец 18 сильфона 17, который сжимаетс , повьша при этом давление жидкости в гелйксной пружине 15 (фиг.1). Внутреннее давление раскручивает геликсную пружину 15, котора , враща ось 10 с втулкой 11 и держателем 12, перемещает по дуге перо 13. Перо 13, перемеща сь, вычерчивает на диаграммном бланке, вставленном в каретку 9, линию,длина которой пропорциональна сжатию сильфона 17. Сжатие сильфона 17 соответствует заранее установленному при тарировке манометра давлению. Таким образом перо 13 вычерчивает на диаграммном бланке линию, длина которой пропорциональна величине измер емого давлени . Часовой механизм 2 с помощью своей выходной оси и зубчатой полумуфты 3 поступательно перемещает каретку 9. Это позвол ет развернуть запись на диаграммном бланке во времени. Отрезок АВ (фиг.2) соответствует давлению в лубрикаторе. В процессе спуска прибора в скважину перо вычерчивает отрезок DC под некоторым углом к линии 00, величина угла зависит от скорости спуска прибора. При достижении величины давлени измер емой среды, установленной при тарировке манометра, ограничительна гайка 23 упираетс в торец перегородки.. 26 . Этому моменту соответствует точка D (фиг.2). Таким образом, в точке D втулка 19 перестает перемещатьс , а продолжают перемещатьс втулки 20On the surface at the wellhead, the clock mechanism 2 is driven and installed in the body 1 of the depth gauge. A depth gauge is then applied to the wire 29 and inserted into the lubricator, insulated with a closed valve from the wellbore. To lower the instrument into the well, the lubricator communicates by opening the valve with the well bore. The pressure in the lubricator increases very quickly to the wellhead pressure of the well. This pressure through the opening 30 acts on the sleeves 19-21. Under the action of pressure, the sleeves 19-21 move together, acting on the end 18 of the bellows 17, which is compressed, thus increasing the fluid pressure in the gel spring 15 (Fig. 1). The internal pressure unwinds the helix spring 15, which, rotating the axis 10 with the sleeve 11 and the holder 12, moves the feather 13 along the arc. The feather 13, moving, draws on a diagram form inserted into the carriage 9, a line whose length is proportional to the compression of the bellows 17. The compression of the bellows 17 corresponds to the pressure predetermined when the gauge is calibrated. Thus, pen 13 draws a line on the chart form, the length of which is proportional to the magnitude of the measured pressure. The clock mechanism 2, by means of its output axis and the toothed coupling half 3, progressively moves the carriage 9. This allows the recording to be expanded on the chart form in time. The segment AB (figure 2) corresponds to the pressure in the lubricator. In the process of launching the device into the well, the feather pen plots the DC section at an angle to the line 00, the angle depends on the speed of the device descent. When the value of the pressure of the measured medium established during the calibration of the manometer is reached, the restrictive nut 23 abuts the end of the partition. 26. This point corresponds to point D (figure 2). Thus, at point D, the sleeve 19 stops moving, and the sleeves 20 continue to move.

и 21, причем перемещение втулок 20 и 21 относительно втулки 19 задерживаетс , так как при этом измен етс площадь воздействи втулок наand 21, and the sleeves 20 and 21 are delayed relative to the sleeve 19 as this changes the area of the influence of the sleeves on

сильфон 17, а давление, действующее на втулки, не может сжать сильфон 17. Тарировкой можно отрегул1фовать так, что в момент остановки перемещени втулки 19 сразу же начнетс bellows 17, and the pressure acting on the sleeves cannot compress the bellows 17. The calibration can be adjusted so that at the moment the movement of the sleeve 19 stops,

относительное перемещение втулок 20 и 21. Началу относительного перемещени втулок 20 и 21 (фиг.2) соответствует точка Е. Перемеща сь, втулкиthe relative movement of the sleeves 20 and 21. The beginning of the relative movement of the sleeves 20 and 21 (FIG. 2) corresponds to point E. Moving, the sleeves

20и 21 продолжают сжимать сильфон 17, вследствие чего на диаграммном20 and 21 continue to compress the bellows 17, therefore on the diagram

бланке Пером 13 записываетс отрезок ЕК. При достижении установленного тарировкой манометра значени давлени ограничительна гайка 24 упираетс в торец втулки19, и втулка перестает двигатьс . Этому моменту соответствует точка К (фиг.2). Затем начинает перемещатьс втулкаA blank of pen 13 records an EC segment. When the pressure gauge set by the calibration of the pressure gauge reaches the limiter nut 24, it rests against the end of the sleeve 19 and the sleeve stops moving. This point corresponds to the point K (figure 2). Then the sleeve begins to move.

21относительно втулки 20 (точ5 ка D фиг.2).21 relative to the sleeve 20 (point 5 and D figure 2).

Перемеща сь, втулка 21 продолжает сжимать сильфон 17, в результате чего на диаграммном бланке пером 13 записываетс лини ЭМ, где точка М .. соответствует величине измер емого давлени на заданной глубине спуска прибора. На этой глубина дл четкой фиксации величины измер емого давлени прибор вьщерживаетс в течение некоторого времени, продолжительность которого соответствует длине Ш . Затем прибор поднимают на поверхность . Процесс записи давлени при подъеме прибора на поверхность осуществл етс также, но в обратном пор дке. Процессу подъема прибора соответствует крива Мл (фиг.2). Предел измер емого давлени ограничиваетс максимальным ходом втулки 21, устанавливаемым при тарировкеMoving, the sleeve 21 continues to squeeze the bellows 17, as a result of which, on the diagrammatic form with a pen 13, an EM line is recorded, where the point M .. corresponds to the value of the measured pressure at the specified depth of descent of the device. At this depth, in order to accurately fix the value of the measured pressure, the device is held for some time, the duration of which corresponds to the length W. Then the device is lifted to the surface. The process of recording pressure when the instrument is lifted to the surface is also carried out, but in reverse order. The process of lifting the device corresponds to the curve of ML (figure 2). The limit of the measured pressure is limited by the maximum stroke of the sleeve 21, which is set during calibration

прибора.device.

Таким образом, при использовании телескопических втулок, воздействующих на чувствительный элемент сильфонНо-геликсный механизм, рассчитанный на работу при малых давлени х повь паетс точность показаний манометра.Thus, when using telescopic sleeves acting on the sensing element of the bellows. But the helix mechanism, designed for operation at low pressures, increases the accuracy of the pressure gauge.

77

77Z,77Z,

Claims

DEPTH MANOMETER, comprising a housing, a receiving chamber disposed therein in communication with the medium to be measured, a manometer assembly with a separation bellows and a recording device, characterized in that, in order to expand the measurement range and improve accuracy, it is equipped with a partition wall separating the receiving chamber a chamber from the separation bellows, in which the sealed telescopic sleeves are placed, increasing with decreasing length diameter, with one end of each sleeve contacting with the separation forces phone, and the other is equipped with a travel stop and is located in the receiving chamber.

>

t

1 11