SU1677290A1

SU1677290A1 - Downhole flowmeter

Info

Publication number: SU1677290A1
Application number: SU894732900A
Authority: SU
Inventors: Эдуард Тагирович Хамадеев; Григорий Алексеевич Белышев
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики
Priority date: 1989-08-29
Filing date: 1989-08-29
Publication date: 1991-09-15

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике дл контрол разработки нефт ных и газовых месторождений. Цель - повышение чувствительности. Дл этого расходомер имеет шток с полым цилиндрическим наконечником и обтекателем с двум ребрами. Расходомер также имеет два неравных плеча, короткое из которых выполнено в виде шара, установленного в полом цилиндрическом наконечнике штока, противоположный конец которого соединен с чувствительным элементом датчика, на конце длинного плеча ма тника, выступающего за корпус, параллельно его оси установлена Изобретение относитс к измерительной технике дл контрол разработки нефт ных и газовых месторождений и может быть использовано дл измерени расхода. Целью изобретени вл етс повышение чувствительности скважинного расходомера . На фиг.1 изображен расходомер, общий вид; на фиг.2 - то же, вид сбоку. Скважинный расходомер содержит корпус 1. переходник 2, обтекатель 3. пластину пластина. На торце корпуса и на длинном плече ма тника закреплен уплотнительный элемент, выполненный в виде эластичного сильфона, на корпусе установлен обтекатель , выполненный в виде двух клиновидных тел, соединенных между собой двум ребрами. Последние размещены диаметрально противоположно друг другу в плоскости качени ма тника. На коротком плече ма тника установлен демпфер, выполненный в виде втулки, Ось выполнена с кернами на концах, а опора - в виде подп тника . Дл предохранени пластины и ма тника при спуске в скважину имеетс обтекатель, представл ющий собой два клиновидных тела, св занных между собой двум ребрами. Клиновидные тела направл ют поток на пластину, а ребра расположены со стороны плоскостей пластины, т.е. со стороны , с которой наиболее сильно подвержена вли нию потока пластина. Ребра обеспечивают воздействие на пластину только продольных потоков, идущих вдоль скважины, и затен ют плоскости пластины от потоков, направленных перпендикул рно к геометрической оси скважины. 2 ил. 4, ма тник 5 с осью 6, опоры 7, демпфер 8, шток 9, датчик 10, изол торы 11 и уплотнительный элемент в виде сильфона 12. Корпус 1 выполнен в виде цилиндрического тела со сквозным осевым отверстием. В средней части корпуса 1 выполнено гнездо А. В нижней части корпуса 1 размещены опоры 7 в виде подп тников, в которых расположена ось 6, концы которой выполнены в виде кернов. Ма тник 5 имеет два неравных плеча: короткое и длинное. Короткое сл с о XI XI го ю о The invention relates to a measurement technique for monitoring the development of oil and gas fields. The goal is to increase sensitivity. For this purpose, the flowmeter has a rod with a hollow cylindrical tip and a fairing with two ribs. The flow meter also has two unequal arms, the short of which is made in the form of a ball mounted in the hollow cylindrical stem tip, the opposite end of which is connected to the sensor element, at the end of the long arm of the master, protruding beyond the body, parallel to its axis is installed. technology to control the development of oil and gas fields and can be used to measure the flow. The aim of the invention is to increase the sensitivity of a downhole flowmeter. Figure 1 shows the flow meter, a general view; figure 2 is the same, side view. The downhole flowmeter includes a housing 1. an adapter 2, a fairing 3. a plate a plate. A sealing element, made in the form of an elastic bellows, is fixed at the end of the case and on the long arm of the tambourine; a fairing is installed on the case, made in the form of two wedge-shaped bodies connected by two edges. The latter are placed diametrically opposite to each other in the plane of rolling of the tartar. A damper, made in the form of a sleeve, is installed on the short arm of the tambourine, the axis is made with cores at the ends, and the support is provided in the form of a sub-shaft. To protect the plate and templet when descending into the well, there is a fairing, which is two wedge-shaped bodies connected by two ribs. The wedge-shaped bodies direct the flow to the plate, and the ribs are located on the side of the planes of the plate, i.e. on the side from which the plate is most strongly influenced by the flow. The ribs only impact the plate with longitudinal flows running along the well, and shade the plane of the plate from flows directed perpendicularly to the geometric axis of the well. 2 Il. 4, a flange 5 with an axis 6, supports 7, a damper 8, a rod 9, a sensor 10, insulators 11 and a sealing element in the form of a bellows 12. The housing 1 is made in the form of a cylindrical body with a through axial bore. In the middle part of the housing 1, the nest A. is made. In the lower part of the housing 1, the supports 7 are located in the form of stoppers, in which axis 6 is located, the ends of which are made in the form of cores. Tiger 5 has two unequal shoulders: short and long. Short text XI XI th o

Description

плечо заканчиваетс шаром 13, а на длинном закреплена сменна пластина 4 под углом к геометрической оси расходомера и параллельно оси 6. В переходнике 2 выполнена полость Б, где размещен датчик 10, выводы которого через конические изол торы 11 пропущены к вторичному преобразователю (не показан). Полость Б сообщена с гнездом А с помощью канала С, расположенного вдоль датчика 10 и штока 9. Полость Б, гнездо А и канал С совместно образуют камеру, заполненную электроизол ционной жидкостью. Сильфон 12 выполнен эластичным и закрепленным с одной стороны на большем плече ма тника 5, а с другой - на торце корпуса 1, и отдел ет камеру от внешней среды. В качестве датчика 10 используетс силовой тензопреобра- зователь, содержащий мембрану 14 с тензорезисторами и чувствительный элемент в виде рычага 15. Шток 9 выполнен в виде стержн , один конец которого жестко соединен с рычагом 15, а другой конец выполнен в виде полого цилиндрического наконечника , в который входит шар 13 ма тника 5, образующие между собой подвижное соединение. Демпфер 8 имеет форму полой втулки, размещен на коротком плече ма тника 5 и охватывает часть штока 9 и ма тника 5. Демпфер 8 выполн ет функцию противовеса и обеспечивает балансировку системы ма тника 5 относительно оси 6. Обтекатель 3 представл ет собой два клиновидных тела В, св занных двум ребрами Г, расположенными диаметрально противоположно друг другу в направлении плоскости качени ма тника 5. Обтекатель 3 предназначен дл предохранени пластины 4 и ма тника 5 от механического повреждени и дл защиты пластины от бокового потока.the shoulder ends with a ball 13, and on a long one a removable plate 4 is fixed at an angle to the geometrical axis of the flow meter and parallel to axis 6. In adapter 2, a cavity B is made, where a sensor 10 is placed, the leads of which are passed through conical insulators 11 to a secondary transducer (not shown) . The cavity B communicates with the socket A by means of the channel C located along the sensor 10 and the rod 9. The cavity B, the socket A and the channel C together form a chamber filled with electrically insulating liquid. The bellows 12 is made elastic and fixed on one side on the larger arm of the tiller 5, and on the other on the end of the body 1, and separates the chamber from the external environment. The sensor 10 uses a power strain gauge containing a membrane 14 with strain gauges and a sensing element in the form of a lever 15. The rod 9 is made in the form of a rod, one end of which is rigidly connected to the lever 15, and the other end is made in the form of a hollow cylindrical tip. which includes a ball 13 tantalum 5, forming between them a movable joint. The damper 8 has the shape of a hollow sleeve, is placed on the short arm of the tandem 5 and covers part of the rod 9 and the taller 5. The damper 8 performs the function of a counterweight and balances the system of the tiller 5 relative to the axis 6. The fairing 3 is two wedge-shaped bodies B connected by two ribs G located diametrically opposite to each other in the direction of the plane of the swing of the tandem 5. The fairing 3 is designed to protect the plate 4 and the tandem 5 from mechanical damage and to protect the plate from lateral flow.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Работа расходомера основана на использовании кинетической энергии потока скважинной жидкости. Поток, воздейству на пластину 4, отклон ет ма тник 5, при этом шар 13 ма тника 5, взаимодейству со штоком 9, отклон ет рычаг 15, который деформирует .мембрану 14 датчика 10, вызыва изменение выходного сигнала, поступающего через выводы и изол торы 11 к вторичному преобразователю.The operation of the flow meter is based on the use of the kinetic energy of the well fluid flow. The flow, acting on the plate 4, deflects the tang 5, while the ball 13 tilting 5, interacting with the rod 9, deflects the lever 15, which deforms the membrane 14 of the sensor 10, causing a change in the output signal through the terminals and insulators 11 to the secondary converter.

Устранение пульсаций потока обеспечиваетс демпфером 8, который совершает колебательные движени в гнезде А. Измен зазоры между демпфером 8 и корпусом 1, устанавливаетс требуема степень демпфировани . Демпфирование обеспечиваетс за счет гидравлического сопротивлени в зазорах при перетекании масла в гнезде А с одной стороны демпфера 8 на другую при отклонении ма тника 5.The elimination of flow pulsations is provided by the damper 8, which oscillates in nest A. By changing the gaps between the damper 8 and the housing 1, the required degree of damping is established. Damping is provided by the hydraulic resistance in the gaps when the oil flows in the nest A from one side of the damper 8 to the other when the tangent 5 deviates.

Кроме того, демпфер 8 служит дл обеспечени балансировки ма тника 5 относительно оси 6. Балансировка обеспечиваетс подбором массы демпфера 8 и его места установлени на коротком плече ма тника 5. Установка демпфера компенсирует весIn addition, the damper 8 serves to ensure the balance of the tiller 5 relative to the axis 6. The balancing is provided by selecting the mass of the damper 8 and its position on the short arm of the taller 5. The installation of the damper compensates for the weight

0 длинного плеча ма тника с пластиной 4 и устанавливает равенство моментов сил веса плеч ма тника 5 относительно оси 6, установленной в подп тниках 7. Балансировка устран ет вли ние силы т жести элементов0 of the long arm of the tambourine with the plate 4 and establishes the equality of the moments of force of the weight of the shoulders of the tiller 5 relative to the axis 6 installed in the caps 7. The balancing eliminates the influence of the force of the elements

5 ма тника 5 на показани расходомера в св зи с возможностью отклонени оси исследуемой скважины от вертикали.5 is 5 on the meter indications in connection with the possibility of deviating the axis of the investigated well from the vertical.

Работоспособность расходомера обеспечиваетс в широком температурном диа0 пазоне от -50°С до 120°С за счет сильфона 12, который позвол ет вследствие эластичности увеличивать объем изол ционной жидкости в камере при ее тепловом расширении вследствие повышени температуры.The efficiency of the flow meter is provided in a wide temperature range from -50 ° C to 120 ° C due to bellows 12, which allows, due to elasticity, to increase the volume of insulating liquid in the chamber during its thermal expansion due to an increase in temperature.

5 Кроме того, сильфон 12 исключает вытекание изол ционной жидкости из камеры, т.е. вл етс эластичным уплотнительным элементом. Через сильфон 12 осуществл етс передача давлени внешней среды в5 In addition, the bellows 12 prevents leakage of the insulating liquid from the chamber, i.e. is an elastic sealing element. Through the bellows 12, the pressure is transferred to the environment in

0 полость камеры. Давление через полость гнезда А по каналу С проходит в полость Б и воздействует с обеих сторон мембраны 14. обеспечива компенсацию вли ни внешнего давлени на показани датчика.0 chamber cavity. The pressure through the cavity of slot A through channel C passes into cavity B and acts on both sides of the membrane 14. to compensate for the effect of external pressure on the sensor reading.

5 Дл предохранени пластины 4 и ма тника 5 при спуске в скважину на расходомере имеетс обтекатель 3, представл ющий собой два клиновидных тела В, св занные между собой двум ребрами Г. Клиновид0 ные тела В направл ют поток на пластину 4, а ребра Г расположены со стороны плоскостей пластины 4, т.е. со стороны, с которой наиболее сильно подвержена вли нию потока пластина 4. Ребра Г обеспечивают воз5 действие на пластину 4 только продольных потоков, идущих вдоль скважины, и затен ют плоскости пластины от потоков, направленных перпендикул рно к геометрической оси скважины.5 To protect plate 4 and tiger 5 when descending into the well, a flow meter has a fairing 3, which is two wedge-shaped bodies B, interconnected by two ribs G. The wedge-shaped bodies B direct the flow to plate 4, and the ribs G are located from the planes of the plate 4, i.e. on the side from which the plate 4 is most strongly influenced by the flow. The ribs D provide only 5 longitudinal flows along the wellbore to the plate 4 and shade the plane of the plate from flows directed perpendicular to the geometric axis of the well.

00

Claims

Invention Formula: Downhole flowmeter, comprising a housing and a plate installed therein, a tandem on an axis installed in supports on

5 housing, a chamber with electrically insulating liquid, a damper connected to a drill, and a sensor with a sensing element installed in the chamber, a sealing element characterized in that, in order to increase sensitivity, it is equipped with a rod with a hollow cylindrical tip and fairing with two ribs, where the tandem is made of two unequal arms, the short of which at the end is made in the form of a ball mounted in the hollow cylindrical tip of the rod, the opposite end of which is connected to the sensing element the sensor, the plate is mounted on the end of the long arm of the tandem protruding beyond the body, parallel to its axis, the sealing element is designed as

0

elastic bellows. fixed on the end of the case and on the long arm of the tandem, the fairing is mounted on the case and is made in the form of two wedge-shaped bodies connected by two edges installed diametrically opposite to each other in the plane of the tang of the taller, the damper is made in the form of a hollow sleeve the shoulder of the tambourine, the axis is made with cores at the ends, and the supports are made in the form of liners.

eleven

15

AT

1

five

Thebes. 2