SU1452958A1 - Комплексный скважинный прибор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к геофизическим исследовани м и м.б. использовано дл  гидродинамических измерений в скважинах. Цель - повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей прибора. Дл  этого многофазный кон- центратомер 12 выполнен в виде двух полых акустических резонаторов (Р) 15 и 16, выведенных из полости охранного кожуха 19 в исследуемую среду. В нижнем торце одного Р 15 размещен чувствительный элемент т-ра 17. В нижней части другого Р 16 вмонтирована чувствительна  мембрана манометра

Description

1

Изобретение относитс  к геофизическим исследовани м скважин и может быть использовано при гидродинамических измерени х в скважинах.

Цель изобретени  - повыщение точности измерений и расщирение функциональ- ных возможностей прибора.

На чертеже изображен комплексный скважинный прибор.

На чертеже показана обсадна  колонна скважины 1. Комплексный скважинный при- бор 2 включает каротажный кабель 3 с кабельной головкой 4, защитный кожух 5 прибора , внутри которого размещен электромагнитный локатор муфт 6, состо щий из электромагнитов 7 и сердечников 8 с магнито- чувствительным элементом 9 внутри втулки 10, телеметрический блок 11, многофазный концентратор 12, состо щий из электромагнитной системы возбуждени  13 и съема 14 автоколебаний первого 15 и второго 16 полых резонаторов, чувствительные элементы термометра 17 и манометра 18, охранный кожух 19 с прорез ми, манжета 20, вертущка 21, посто нный магнит 22, подп тник 23, герметичный корпус 24, содержащий магнито- чувствительный элемент 25, приборный на- конечник 26 с отверстием под балластный груз.

Верхнее основание прибора 2 состоит из взаимосв занных одножильного каротажного кабел  3 и стандартной кабельной головки 4.

Защитный кожух 5 скважинного прибора 2 выполнен из нержавеющей стали, обладающей антимагнитными свойствами, внутри которого размещен электромагнитный локатор муфт, телеметрический узел 11 и многофазный концентратомер 12 примесей.

Электромагнитый локатор муфт 6 служит дл  точной прив зки местоположени  комплексного скважинного прибора 2 к глубине скважины 1, а также дл  отбивки уровн  кровли и подощвы пласта в скважине 1 по перфорированному интервалу и состоит из электромагнитов 7, размещенных на сердечнике 8, в зазорах KOTOpOiro вмонтирован магниточувствительный элемент 9 с жестким креплением с помощью втулки 10. Дл  обеспечени  целостности конструкции внутренн   полость втулки 10 дополнительно залита термостойким компаундом (не показано). В качестве магниточувствительного элемента 9 использов-ан магнитодиод, работающий в режиме магниторезистора.

Телеметрический блок 11 представл ет собой конструктивно печатную плату элект- рически.х схем первичных измерительных преобразователей, программно-управл емого блока автогенерации концентратомера 12, многофазных примесей и узел скважинной телеметрической системы, выход которой электрически соединен через провод каротажного кабел  3 с входом наземной телеметрической системы (не показана), а другие входы и выходы скважинной телеметрической системы подключены к скважинному аппаратурному тракту.

При таком агрегатировании составных узлов комплексного прибора 2 устанавливаетс  возможность дополнительных измерений скоростей движени  исследуемого среды электромагнитным и термокондуктивны.м ме- тода.ми с помощью магниточувствительного элемента 9 локатора муфт 6 и чувствительного элемента термометра 17. При этом электромагнитный метод измерени  мен ющихс  скоростей потока исследуемой среды основан на измерени х магнитных проницаемостей дискретных ее масс. А термокондуктивный метод измерени  мен ющихс  скоростей движени  потока жидкости основан на регистрации разных теплоемкостей разных дискретных масс скважинной среды.

Выполнение конструкции концентратомера 12 с двум  резонаторами 15 и 16 и электромагнитами 13 и 14 позвол ет образовать единую колебательную систему дл  работы в трех разных режимах автоколебаний при управлении телеметрическим блоком 11. При низкочастотнем режиме автоколебани  от 1 до 200 Гц концентратомер 12 работает

при измерении объемных концентраций твердой фазы скважинной среды в виде песка , глины и т.д., в среднемастотном режиме актоколебани  от 200 до 3000 Гц - жидкой неразмешанной фазы, а в высокочастотном (свыше 3000 Гц) - газообразной фазы.

Принцип работы такого концентратомера 12 заключаетс  в том, что в жидкости под воздействием упругих колебаний происходит колебание частиц определенной дисперсной фазы, амплитуды которых определ ютс  силой в зкого сопротивлени , испытываемой при взаимодействии этих частиц со сплошной средой. Кроме того амплитуда колебаний зависит от инерционности частиц и частоты воздействи  упругих колебаний, развиваемых в разных режимах резонаторами 15 и 16 посредством частотозаданных электромагнитов 13 и 14.

Размешение чувствительного элемента термометра 17 в нижнем торце первого резонатора 15 позвол ет повысить точность измерени  температуры за счет предотвраше- ни  отложений парафинов и загр знений этого торца, испытываюш,его колебани .

Размещение упругой мембраны чувстви« тельного элемента манометра 18 в нижнем торце второго резонатора 16 позвол ет проводить компенсацию результатов измерений объемных концентраций примесей по измен ющемус  в щироких диапазонах давлению скважинной среды. Это проводитс  за счет изменени  геометрии мембраны чувствительного элемента 18 .манометра под действием мен ющегос  давлени , что способствует изменению «привнесенной масгы автоколебательной системы концентрато.мера 12.

При непрерывной прот жке прибора 2 по глубине скважины 1 с помощью .манжеты 20 производитс  его центрироание по сечению ствола скважины 11, а также последовательна  изол ци  интервалов перфорации При этом поток скважинной жидкости устремл етс  через прорези охранного кожуха 19, враща  лопасти вертушки 21. При изменении скорости углового вращени  вала вертушки 21 с помощью магнита 22 измен етс  скорость срабатывани  магниточувст- вительного элемента 25, что указывает на изменение скорости движени  исследуемой среды.

В командном режиме работы телеметрического блока 11 производитс  переключение режимов автоколебани  концентратомера 12 дл  измерени  объемных концентраций механических примесей газа и жидкой дисперсной фазы исследуемой скважинной среды с одновременными измерени ми ее температуры и давлени  с Помощью чувствительных элементов 17 и 18.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Кроме того, по измеренным значени м скоростей потока с помощью вертушечного термокондуктивного и электромагнитного флуктуационных расходомеров между на- сосно-компрессорной трубой и интервалом перфорации скважины 1 в ламинарном режиме течени  потока производ т взаимное корректирование измеренных величин. Благодар  пространственному разнесению этих расходомеров в приборе 2 измерени  в интервале перфорации позвол ют повысить точность определени  интегральных и дифференциальных продуктивных профилей притока .

Расширение функциональных воз.можнос- тей прибора достигаетс  за счет допо.тнитель- ного введени  флуктуационных расходомеров и многофазного концентратомера. Повышение точности в 4,5 раза достигаетс  за счет уменьшени  инерционности, повышени  чувствительности термометра при непрерывных колебани х его чувствительного элемента и за счет уменьшени  методической и ин- струментальнрй погрешностей измерени  с помощью комплексного прибора, св занных с особенност ми учета движени  многофазной и многокомпонентной скважинной жидкости , а также габаритными размерами самого устройства.

Claims (2)

1. Комплексный скважинный прибор, содержащий в защитном кожухе подсоединенные к телеметрическому блоку многофазный концентратомер примесей, электромагнитный локатор муфт, чувствительные элементы термометра и манометра, выведенные из защитного кожуха прибора дл  непосредственного контакта с исследуемой средой, тер- мокондуктивный флуктуационный расходомер , магниточувствительный элемент, магни- тосв занный с посто нным магнитом, размещенным на валу вертущечного расходомера , который помещен в охранный кожух с прорез ми и пакерующим устройством, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  точности измерений и расширени  функцио- на.тьных возможностей прибора, многофазный концентрато.мер выполнен в виде двух полых акустических резонаторов, выведенных из полости кожуха в исследуемую среду, в нижнем торце первого резонатора размещен чувствительный элемент термометра, в нижнем торце второго резонатора вмонтирована чувствительна  мембрана манометра.

2. Прибор по п. 1, отличающийс  тем, что выводы магниточувствительного элемента электромагнитного локатора муфт дополнительно подключены к входам термокондуктивного флуктуационного расходомера .