SU1194998A1 - Устройство дл измерени скорости движени ,электрического сопротивлени и температуры жидкости в скважине - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ДВЮКЕНИЯ, ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ ЖИДКОСТИ В СКВАЛМНЕ, содержащее соединенные с помощью кабел  глубинный прибор, включающий термочувствительный элемент и импульсный источник тепла, удаленные один от другого на заданное рассто ние, и наземную панель, включающую генератор меток времени, делители этих меток, логический элемент И, счетчик, выход которого соединен с входом регистра, а выход регистра соединен с цифроаналоговым преобразователем , триггер, элементы укорочени , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точкости измерений, импульсный источник тепла выполнен в виде источника напр жени  с накопительным конденсатором , который соединен с электродами через управл емый коммутатор , а электроды выведены в поток исследуемой жидкости и шунтированы сопротивлением. 2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что глубинный прибор снабжен пороговым элементом и преобразователем температура частота , а наземна  панель снабжена схемой измерени  посто нной времени разр да накопительного конденсатора в виде аналогового и цифс S рового устройств и переключателем Скорость, Сопротивление, Температура , причем накопительный конденсатор через пороговый элемент, переключатель Скорость, Сопротивление , Температура соединен с входом схемы измерени  посто нной времени разр да, а ггреобразователь температура - частота через делитель меток времени соединен со счетчиком . г 3. Устройство по п. 1, о т л и чающеес  тем, что, с целью со измерени  расхода и состава жидкосQD ОО ти в добывающих и в нагнетательных скв  кинах, линии св зи и управлени  выведены к обоим концам глубинного прибора, снабженным кабельными наконечниками.

Description

I Изобретение относитс  к промысловой геофизике и может быть исполь зовано дл  измерени  расхода и состава жидкости в.добывающих и нагнетательных скважинах. Цель изобретени  - повышение точ ности Измерени  скорости жидкости путем пропускани  нагревгиощего тока через исследуемую жидкость и рас ширение функциональной возможности устройства за счет использовани  им пульсного источника тепла в качестве резистивиметра и термометра и использовани  устройства как в добы вающих, так и в нагнетательных сква жинах . На фиг. 1 приведена функциональна  схема устройства; на фиг. 2 график температуры жидкости после пропускани  через нее импульса тока (звездочкой отмечен момент запуска нагревател } it - квант времени; Т - период запуска нагревател ; ЬТ - интервальное врем ); на фиг. 3 график напр жени  на накопительном конденсаторе (за врем  RC напр жение падает в е раз, т.е. составл ет 0,37 Up); на фиг. 4 - положение уст ройства в добывающих скважинах (в нагнетательных скважинах устройство подсоедин етс  к каротажному кабелю с другого конца). Устройство состоит из наземной п нели 1 и глубинного прибора 2, соединенных каротажным кабелем 3. В наземную панель вход т генератор 4 меток времени, делители 5, 6 и 7, элемент И 8, элемент 9 укорочени , элемент 10 задержки, блок 11 запуска ,, счетчик 12, элементы 13 и 14 укорочени , регистр 15. триггер 16, цифроаналоговьвй преобразователь 17, элемент 18 укорочени , аналоговый и цифровой регистраторы 19 и 20. Генератор 4 меток времени через переключатель V/R соединен с делите лем 7 и непосредственно с делител ми 5 и 6. Коэффициент делени  делит лей может регулироватьс  переключател ми Масштаб уровн , Масштаб времени, Множитель периода. Через переключатель V/R метки времени проход т на блок 11 запуска разр да накопительного конденсатора С. Конденсатор С разр жаетс  через коммутатор 21 и исследуемую жидкость посредством электродов г. 982 Термочувствительный элемент и преобразователь температура - частота объединены в элементе 22. Выход преобразовател  температура - частота через переключатель V/R подан на делитель 7, откуда через схему 11 когда триггер 16 выдает разрешение, поступает на вход счетчика 12, сброс которого осуществл етс  через элемент 9 укорочени . Вьгход порогового элемента 23 через переключатель V/R в положении R подан на вход элемента 14 укорочени , откуда сигнал поступает на вход О установки триггера. Одновременно с запуском разр да запускаютс  аналоговый 19 и цифровой 20 регистраторы данных. Выход счетчика 12 подан на вход регистра 15 параллельным кодом. Выход регистра 15 нагружен на цифроаналоговый преобразователь 17, а также подан на вход цифрового регистратора 20 параллельным кодом. На другой вход цифрового регистратора 20 подан черэз элемент 18 укорочени  инверсный выход триггера 16На фиг. 4 представлена компановка глубинного прибора. Кабельные наконечники 24 установлены с обоих концов прибора. К ним подведены линии св зи защитного кожуха 25 с блоком электроники, термочувствительного элемента 26 и импульсного источника 27 тепла, установленных на противоположных концах трубы 28, снабженной с обоих концов окнами 29 дл  входа и выхода потока измер емой жидкости. Прибор опускаетс  в скважину на каротажном кабеле 3 . Устройство работает в трех раздельных режимах: измерение скорости движени  жидкости, измерение температуры жидкости и измерение электрического сопротивлени  жидкости. Режим измерени  скорости. В этом режиме (V) устройство квантует по времени процесс изменени  температуры жидкости, наблюдаемый при прохождении тепловой метки мимо преобразовател  22, измер ет среднюю температуру жидкости за врем  каждого кванта и регистрирует гистограмму изменени  температуры во времени п аналоговой и цифровой формах (фиг. 2). Интервальное врем  хода тепловой метки ЛТ определ етс  при дальней шей обработке результатов измерений на ЭВМ или вручную. Скорость движени  жидкости V определ етс  формуле где L - рассто ние по оси скважины от центра межэлектродного промежутка до центра чувс вительного элемента преоб разовател  температура частота; ( S - поправка на интервальное врем , обусловленна  задержкой создани  тепловой метки после соответствующего сигнала сверху (этой поправкой практически можн пренебречь). Режим включаетс  установкой переключател  V/R в положение V, а переключател  V, R/t в положени V, R (положени , изображенные на фиг. 1). Цикл регистрации гистрограммы температуры начинаетс  с запуска тепловой метки. Запуск проводитс  соответствующей меткой времени по тракту генератор А меток, делитель 5, переключатель Масштаб времени делитель 6, переключатель Множитель периода, переключатель V, R/ блок 11 запуска разр да, каротажны кабель 3, коммутатор 21. Конденсатор С разр жаетс  через открывшийс  коммутатор 21 в межэлектродную жидкость и спиральный нагреватель R. Метка запуска с выхода переключател  Множитель периода по . ступает также на регистраторы 19 и 20, формиру  в них сигналы начала цикла. Первый сигнал с выхода переключател  Масштаб времени через эле мент 14 укорочени  сбрасывает триг гер 16, подготавлива  счет уровн  в первом кванте времени, а после задержки элементом 10 и укорочени  элементом 13 вновь включает триггер 16. Сигнал с единичного выхода триг гера через элемент 9 уйорочени  сбрасывает счетчик 12, подготавлив его к работе, и, поступа  на элемент И 8, открывает его на пропуск 984 ние. В счетчик 12 через элемент 8, переключатель Масштаб уровн , делитель 7, переключатель V/R и каротажный кабель 3 начинают поступать сигналы с выхода преобразовател  22. Второй сигнал с выхода переключател  Масштаб времени через элемент 14 сбрасывает триггер 16. Счет сигналов преобразовател  22, прекращаетс  вследствие блокировки счетчика 12 элементом 8. Сигнал с инверсного выхода триггера16 через элемент 18 укорочени  проводит запись числа счетчика 16 в регистр 15. Этот же сигнал поступает в цифровой регистратор 20 в качестве команды готовности данных пер вого кванта времени. Данные с выхода регистра 15 поступают по щинам данных в цифровой регистратор 20 .и в цифроаналоговый преобразователь 17. Цифровой регистратор 20 записывает данные первого кванта, а преобразователь 17 формирует сигнал на входе аналогового регистра 19, пропорциональный этим данным. После задержки элементом 10 сигнал с переключател  Масштаб времени включает через элемент 13 укорочени  триггер 16. Последний сбрасывает через элемент 9 укорочени  счетчик 12 и открывает элемент И 8 дл  счета данных второго кванта. Данные второго и всех последующих квантов накапливаютс  и регистрируютс  аналогично указанному выше . Процесс квантовани  периоди- чески повтор етс  в соответствии с установленной переключателем Масштаб времени шириной квантов времени до следукицего запуска тепловой метки. Режим измерени  температуры жидкости (t ). Этот режим отличаетс  от описанного вьш1е лишь тем, что в нем не запускаютс  тепловые метки и гистограмма температуры жидкости непрерывно записываетс  во времени (а при непрерьшном каротаже - по глубине ). Дл  его реализации переключатель V, R/t размыкаетс  (положение t ), вследствие чего сигналы на выходе блока 11-запуска и соответствукицих входах регистраторов 19 и 20 отсутствуют. Режим измерени  электрического сопротивлени  жидкости (гд) Как известно из электротехники текущее напр жение на конденсаторе при разр де описываетс  следующим вьфажеиием t- . s;c где и, и Ug - текущее и начальное напр жени  соответственно; t - врем , прошедшее с н чала разр да; Rp - сопротивление цепи, по которой проходит разр д; С - емкость конденсатора Отсюда следует, что с. g. Таким образом, измерив врем  сп да напр жени  до любого фиксирован ного относительного значени  ( можно вычислить Rg. Если, например прин ть -- 0,37, то R ( фиг. 3). В свою очередь R определ етс  в предлагаемом устройстве практически лишь параллельным соединением нагревательного элемента Ей межэлектродной жидкости (г): R , R+r следовательно, г. 5 и К -RO Режии г включаетс  установкой переключател  V/R в положение R (нижнее на схеме), а переключател  V, R/t - в положение V, R (т.е. замкнутое). Здесь цикл измерени  запускаетс  очередным сигналом с выхода переключател  Множитель периода Этот сигнал через переключатель V, R/t поступает на вход блока 11 запуска и на соответствующие входы регистраторов 19 и 20, а через переключатель V/R - на вход элемента 10 задержки. БлОк 11 запускает чер кабель 3 и коммутатор 21 разр д конденсатора С, регистраторы 19 и 20 записывает метки начала цикла, а элемент 10 включает через элемент 13 укорочени  триггер 16. Сигнал с пр мого выхода триггера через элемент 9 укорочени  очищает счетчик 12 и разблокирует элемент И 8. Метки времени с генератора 4 через переключатель V/R, делитель 7, переключатель Масштаб уровн  и элемент И 8 поступают на счетчик 12, заполн   его. . В момент спада напр жени  на конденсаторе С ниже фиксированного значени  срабатывает пороговое устройство 23. Сигнал с его выхода через кабель 3, переключатель V/R и элемент 14 укорочени  сбрасывает триггер 16. Сигнал с инверсного выхода триггера проводит запись времени, зафиксированного счетчиком 12, в регистр 15 и поступает на цифровой регистратор 20 в качестве команды готовности данных. Аналоговый регистратор 19 фиксирует на диаграмме уровень, пропорциональный времени разр да конденсатора. Регистратор 20 записывает это врбм  на цифровой носитель (например, магнитную или перфоленту). I В импульсном источнике тепла нагрев жидкости путем пропускани  через нее импульса тока уменьшает теплоинерционные  влени , что повышает точность измерений скорости движени  жидкости в широком диапазоне скоростей., Снабжение глубинного прибора пороговым элементом и преобразователем температура - частота , а наземной панели схемой измерений посто нной времени разр да накопительного конденсатора и переключателем Скорость - сопротивление - температура позвол ет расширить функциональные возможности устройства за счет использовани  его в качестве резистивиметра и термометра. Это в Свою очередь позвол ет за один спуск - подъем инструмента провести исследовани  расхода (дебита), минерального состава жидкости и ее температуры.

jf- НаеннмЛ yfoBia

Наеитоб , A/KftcHu t-

i

19

Claims (3)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ, ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ ЖИДКОСТИ В СКВАЖИНЕ, содержащее соединенные с помощью кабеля глубинный прибор, включающий термочувствительный элемент и импульсный источник тепла, удаленные один от другого на заданное расстояние, и наземную панель, включающую генератор меток времени, делители этих меток, логический элемент И, счетчик, выход которого соединен с входом регистра, а выход регистра соединен с цифроаналоговым преобразователем, триггер, элементы укорочения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, импульсный источник тепла выполнен в виде источ ника напряжения с накопительным конденсатором, который соединен с электродами через управляемый коммутатор, а электроды выведены в поток исследуемой жидкости и шунтированы сопротивлением.

2. Устройство по π. 1, отличающееся тем, что глубинный прибор снабжен пороговым элементом и преобразователем температура частота, а наземная панель снабжена схемой измерения постоянной времени разряда накопительного конденсатора в виде аналогового и цифрового устройств и переключателем Скорость, Сопротивление, Температура, причем накопительный конденсатор через пороговый элемент, переключатель Скорость, Сопротивление, Температура соединен с входом схемы измерения постоянной времени разряда, а преобразователь температура - частота через делитель меток времени соединен со счетчиком.

3. Устройство по п. ^отличающееся тем, что, с целью измерения расхода и состава жидкости в добывающих и в нагнетательных сква?кинах, линии связи и управления выведены к обоим концам глубинного прибора, снабженным кабельными наконечниками.