SU1745914A1

SU1745914A1 - Downhole temperature measuring unit

Info

Publication number: SU1745914A1
Application number: SU904826808A
Authority: SU
Inventors: Михаил Анатольевич Диченко
Priority date: 1990-05-17
Filing date: 1990-05-17
Publication date: 1992-07-07

Abstract

Использование: в нефтегазодобывающей промышленности дл измерени температуры в скважине. Сущность изобретени : устройство содержит часовой привод, втулку, термобаллон, регистрирующий блок с пером, которое закреплено на втулке, упругий чувствительный элемент в виде трубчатой пружины, на одном конце которой закреплена втулка, а на другом - термобаллон и механизм задержки включени часового привода с фиксатором, который контактирует с втулкой. 1 ил.Use: in the oil and gas industry to measure the temperature in a well. SUMMARY OF THE INVENTION: The device comprises a clock actuator, a sleeve, a thermowell, a recording unit with a feather fixed on the sleeve, an elastic sensitive element in the form of a tubular spring, at one end of which the sleeve is fixed, and on the other end a thermal balloon and a timed delay mechanism with a lock which is in contact with the sleeve. 1 il.

Description

Изобретение относитс к измерительной технике, а именно к скважинным термо- метрам с автономной регистрацией измер емого параметра.The invention relates to a measurement technique, namely to downhole thermometers with autonomous registration of the measured parameter.

Известны конструкции скважинных термометров с автономной регистрацией изме- р емого параметра, состо щие из термометрического блока и механизма регистрации , причем в последний входит, как правило, часовой привод, позвол ющий производить запись измер емого параметра во времени.Designs of borehole thermometers with autonomous registration of the measured parameter are known. They consist of a thermometric unit and a registration mechanism, and the latter usually includes a clock drive that allows recording of the measured parameter in time.

Недостатком таких конструкций вл етс невозможность подбора оптимальной скорости записи измер емого параметра во времени (или оптимального парамасштаба его записи) из-за противоречивых свойств примен емых в скважинных приборах часовых приводов. Примен емые типоразмеры привода характеризуютс посто нством полного числа рабочих оборотов выводного вала или св занным с этим посто нством произведени продолжительности ходаThe disadvantage of such constructions is the impossibility of selecting the optimal recording speed of the measured parameter in time (or the optimal parascale of its recording) due to the contradictory properties of clock drives used in downhole tools. The drive sizes used are characterized by the constant number of working revolutions of the output shaft or the associated stroke duration

привода на скорость вращени его выводного вала. Это означает, что при выборе часового привода, например, с увеличенной продолжительностью хода масштаб записи уменьшаетс . И, наоборот, при выборе привода с уменьшенной продолжительностью хода масштаб записи возрастает. Следовательно , в скважинах, требующих больших потерь времени на спуско-подъемных операци х , не возможен в принципе подбор привода с большим масштабом записи, т.е. обнаруживаетс вно узкое место в эксплуатационных свойствах скважинного термометра .drive to the speed of rotation of its output shaft. This means that when you select a clock drive, for example, with an increased stroke duration, the recording scale decreases. Conversely, when choosing a drive with a reduced stroke length, the write scale increases. Consequently, in wells that require large losses of time for tripping, it is not possible in principle to select a drive with a large recording scale, i.e. a distinct bottleneck is found in the performance properties of the downhole thermometer.

Известен также скеажинный термометр ТГИ-1М дл работы с трубным испытателем пластов, унифицированный с аналогичным по назначению манометром МГИ-1М.The TGI-1M skeleton thermometer for working with a pipe formation tester, standardized with an MGI-1M pressure gauge similar in purpose, is also known.

В этих приборах дл экономии энергии завода часового привода на операци х спуска применен механизм задержки включени часового привода. Часовой привод включаетс не оператором на поверхностиIn these devices, to save the energy of the factory of a clock drive on operations of descent, a clock drive start-up mechanism is applied. The clock drive is activated by an operator on the surface.

слcl

сwith

VI слVi cl

N0N0

при подготовке прибора к спуску, а автоматически , в скважине, с использованием устройства гидровключени , настроенного на определенное давление. Так как в процессе спуска часовой привод застопорен и не расходует энергию завода, общее врем измерительного цикла сокращаетс на величину периода спуска, и по вл етс возможность использовани часового привода с меньшей продолжительностью хода и с большей скоростью вращени выводного вала. Конструктивно механизм запуска часового привода от давлени оформл етс как дополнительный (по отношению к манометрическому или термометрическому блокам прибора) датчик давлени , механически взаимодействующий с балансным колесом часового привода. В качестве дополнительного датчика применена пружинно-поршнева пара.when preparing the device for descent, and automatically, in the well, using a hydraulic shut-off device adjusted for a certain pressure. Since during the descent the clock drive is locked and does not consume the energy of the plant, the total time of the measuring cycle is reduced by the length of the descent period, and it is possible to use the clock drive with a shorter run time and a higher speed of rotation of the output shaft. Structurally, the start-up mechanism of the time-driven pressure actuator is designed as an additional (with respect to the gauge or thermometric units of the device) pressure sensor mechanically interacting with the balance wheel of the hour-drive. A spring-piston pair is used as an additional sensor.

Существенным недостатком известного термометра вл етс то, что задержка момента включени часового привода осуществл етс датчиком давлени , а не температуры. Если дл скважинного манометра это вполне естественно, позвол ет при измерени х точно планировать технологический процесс и подбирать требуемый масштаб записи, то при работе с термометром зачастую приводит к грубым ошибкам. Последнее обь сн етс отсутствием однозначной св зи между температурой и давлением в скважине. Недостатком известного термометра вл етс также переусложненность конструкции, св занна с наличием дополнительного датчика давлени .A significant disadvantage of the known thermometer is that the time delay of the activation of the clock drive is made by a pressure sensor, not a temperature sensor. If it is quite natural for a downhole gauge, it allows to accurately plan the process during measurements and select the required recording scale, then when working with a thermometer it often leads to gross errors. The latter is explained by the absence of an unambiguous relationship between temperature and pressure in the well. A disadvantage of the known thermometer is also the design over-complexity associated with the presence of an additional pressure sensor.

Цель изобретени - повышение качества работы.The purpose of the invention is to improve the quality of work.

Эта цель достигаетс тем, что механизм задержки включени часового привода выполнен сфиксатором, установленным с возможностью контактировани с втулкой, а перо закреплено на втулке.This goal is achieved by the fact that the clock drive start-up mechanism is made with a latch installed so as to be in contact with the sleeve, and the feather is fixed on the sleeve.

На чертеже показано предложенное устройство , продольный разрез.The drawing shows the proposed device, a longitudinal section.

Упругий чувствительный элемент 1 термометра , выполненный в виде трубчатой (геликоидальной) пружины, св зан одним концом с термобаллоном 2 и образует совместно с ним термометрический блок, за- полненныйпароконденсатомThe elastic sensing element 1 of the thermometer, made in the form of a tubular (helicoidal) spring, is connected at one end to the thermoball 2 and together with it forms a thermometric unit filled with condensate condensate

низкокип щей жидкости, например фреона. Другим, заглушенным концом чувствительный элемент св зан с подпружиненным пером 3 блока регистрации. Перо 3 прижато к диаграммному бланку, закрепленному в свернутом виде в барабане 4 записи. Барабан через гайку 5 и ходовой винт 6 кинематически св зан с часовым приводом 7, что позвол ет преобразовать вращательноеlow-boiling liquor, for example, freon. Another, plugged end sensing element associated with a spring-loaded pen 3 block registration. The pen 3 is pressed to the chart form, fixed in a collapsed form in the drum 4 record. The drum through the nut 5 and the lead screw 6 is kinematically connected to the clock drive 7, which allows the rotational

движение вала 8 часового привода в поступательное перемещение барабана 4.the movement of the shaft 8 hour drive in the translational movement of the drum 4.

Механизм запуска часового привода, взаимодействующий с пусковой кнопкой 9,The start-up mechanism of the watch drive, interacting with the start button 9,

выполнен в виде направл ющего стакана 10, установленного внутри трубчатой пружины 1 и соосно ей, жестко соединенного с корпусом прибора. В стакане 10 смонтированы пружина 11 и толкатель 12, имеющийmade in the form of a guide cup 10 installed inside the tubular spring 1 and coaxially rigidly connected to the body of the device. In the glass 10 mounted spring 11 and the plunger 12, having

0 фиксатор 13. Фиксатор 13 входит в Г-образ- ную прорезь, образованную поперечной 14 и продольной 15 прорез ми стакана 10. Концы пружины 11 жестко соединены, соответственно , с дном стакана 10 и внутренним0 clamp 13. Clamp 13 enters the L-shaped slot formed by the transverse 14 and the longitudinal 15 slots of the bowl 10. The ends of the spring 11 are rigidly connected, respectively, with the bottom of the cup 10 and the inner

5 торцом толкател 12, который имеет предварительные круговое и осевое поджати . При этом фиксатор 13, расположенный в поперечной прорези 14, прижимаетс усилием поджати пружины 11 к регулируемо0 му ограничителю 16, соединенному с трубчатой пружиной 1.5 end pusher 12, which has a preliminary circular and axial preload. In this case, the retainer 13, located in the transverse slot 14, is pressed by pressing the spring 11 against the adjustable stop 16 connected to the tubular spring 1.

Отличительной особенностью конструкции прибора вл етс то, что трубчата пружина 1 с термобаллоном 2, образующиеA distinctive feature of the design of the device is that the tubular spring 1 with a thermal bulb 2, forming

5 термометрический блок, вл ютс общим как дл измерительной части прибора, так и дл механизма запуска часового привода датчиком (т.е. в механизме запуска отсутствует свой самосто тельный датчик). Кроме5, the thermometric unit is common both for the measuring part of the device and for the mechanism of starting the clock drive by the sensor (i.e., there is no self-contained sensor in the trigger mechanism). Besides

0 того, датчик механизма запуска вл етс датчиком температуры, а не давлени . Конструктивно это осуществлено таким обр-азом , что часовой привод 7 повернут к измерительной части и блоку регистрацииIn addition, the trigger mechanism sensor is a temperature sensor, not a pressure sensor. Structurally, this is carried out in such a manner that the clock drive 7 is turned to the measuring part and the recording unit

5 не выводным валом 8, а тыльной стороной, оборудованной пусковой кнопкой 9. Выводной вал 8 отцентрирован относительно корпуса 17 прибора при помощи втулки 18 и гнезда в корпусе и застопорен по отноше0 нию к корпусу 17 от проворота.5 not with the output shaft 8, but with the back side equipped with the start button 9. The output shaft 8 is centered relative to the device body 17 with the aid of the sleeve 18 and the slot in the body and locked against the body 17 from turning.

Корпус часового привода 7 неподвижно закреплен во внутренней полости ходового винта 6, выполненного трубчатым. Винт взаимодействует наружной винтовой поверх5 ностью с ходовой гайкой 5 и через нее с барабаном 4 записи, который дл защиты от проворота снабжен штифтом 19, скольз щим в процессе поступательного перемещени барабана записи по продольнойThe case of the clock actuator 7 is fixed in the inner cavity of the lead screw 6, made tubular. The screw interacts with the outer screw surface with the drive nut 5 and through it with the recording drum 4, which, for protection against twisting, is provided with a pin 19, which slides in the process of translational movement of the recording drum along the longitudinal axis.

0 прорези направл ющей втулки 20. В полости выступающего за тыльную часть часового привода конца ходового винта расположены подшипники 21 кругового перемещени , соедин ющие с ходовым вин5 том рабочий конец направл ющего стакана 10. На направл ющем стакане 10 закреплена также (на шариках) втулка 22, имеюща возможность вращени . Втулка 22 жестко св зана с рабочим концом трубчатой пружины 1 и позвол ет без искажений передавать0 slots of the guide sleeve 20. In the cavity of the end of the drive screw protruding behind the hour-drive end there are 21 circular movement bearings connecting the working end of the guide cup 10 with the screw screw. The guide sleeve 10 is also fixed to the guide glass 10 having the possibility of rotation. The sleeve 22 is rigidly connected to the working end of the tubular spring 1 and allows to transmit without distortion

угловое перемещение пружины закрепленным на втулке перу 3 и регулируемому ограничителю 16.the angular displacement of the spring mounted on the sleeve feather 3 and an adjustable stopper 16.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

В процессе спуска прибора в скважину одновременно с глубиной растет температура среды, котора воздействует на термо- баллон 2. При этом внутри термометрического блока возрастает давле- ние наполнител , и упругий чувствительный элемент - геликоидальна пружина 1 - раскручиваетс на пропорциональный температуре угол, перемеща втулку 22 и размещенные на ней перо 3 и регулируемый ограничитель 16. Несмотр на угловое перемещение пера 3 записи измер емого параметра во времени (и расходовани энергии часового привода 7) в первоначальный момент не происходит, так как часовой привод застопорен (пускова кнопка 9 находитс в крайнем наружном положении), барабан 4 записи неподвижен. Одновременно с пером 3 перемещаетс регулируемый ограничитель 16, передвига (толка ) вдоль попереч- ной прорези 14 стакана 10 фиксатор 13, поджатый закрученной и сжатой пружинойIn the process of launching the device into the well, the temperature of the medium that acts on the thermo-balloon 2 increases simultaneously with depth. At the same time, the pressure of the filler increases inside the thermometric unit, and the elastic sensing element — the helical spring 1 — is unwound by an angle proportional to temperature, moving the sleeve 22 and placed on it a pen 3 and an adjustable stop 16. Despite the angular movement of the pen 3, the measured parameter is recorded over time (and the energy consumption of the clock actuator 7) at the initial moment does not occur, as the clock's drive is locked (the start button 9 is in its extreme outward position), the drum 4 of the recording is stationary. Simultaneously with the feather 3, the adjustable stop 16 moves, moving (sense) along the transverse slot 14 of the cup 10, the clamp 13, pressed by the twisted and compressed spring

11к ограничителю 16 и верхней кромке прорези 14.11k to the stop 16 and the upper edge of the slot 14.

Механизм запуска срабатывает после совмещени фиксатора 13 с продольной прорезью 15 стакана 10, так как толкательThe trigger mechanism is triggered after the latch 13 is aligned with the longitudinal slot 15 of the cup 10, since the pusher

12расфиксируетс и удар ет по пусковой кнопке 9 часового привода 7, освобожда колесо осцилл тора (балансное колесо) от торможени и придава ему первоначальный ходовой импульс. Запущенный часовой привод 7 начинает вращать выводной вал 8,12 will lock and strike the start button 9 of the clock actuator 7, freeing the oscillator wheel (balance wheel) from braking and giving it an initial driving pulse. Started clock drive 7 begins to rotate output shaft 8,

но из-за заторможенности выводного вала 8 при помощи втулки 18 в гнезде корпуса 17 вращение передаетс корпусу часового привода.but due to the deceleration of the output shaft 8 by means of the sleeve 18 in the seat of the housing 17, the rotation is transmitted to the watch drive body.

Одновременно с корпусом 7 вращаетс ходовой винт 6, преобразу угловое перемещение гайки 5 и барабана 4 записи в посту- Simultaneously with the housing 7, the lead screw 6 rotates, converting the angular movement of the nut 5 and the drum 4 of the recording into a post

нательное. С этого момента начинает расходоватьс запас энергии часового привода и осуществл етс запись измер емого параметра во времени. Так как положение ограничител 16 поддаетс предварительной регулировке, путем его углового перемещени относительно втулки 22 устанавливаетс величина температуры срабатывани механизма запуска, т.е. производитс настройка механизма задержки.next to skin. From this point on, the energy supply of the clock drive starts to be consumed and the measured parameter is recorded over time. Since the position of the limiter 16 is pre-adjusted, by angularly moving it relative to the sleeve 22, the temperature of the trigger mechanism is set, i.e. setting up the delay mechanism.

Анализ конструктивных особенностей и работы устройства показывает, что обеспечение возможности контактировани фиксатора 13 механизма запуска часового привода с втулкой 22 трубчатой пружины 1 позволило использовать измерительный блок термометра дл осуществлени дополнительной функции - включени часового привода 7 от температуры в скважине. Избавлени механизма задержки от собственного (дополнительного) датчика позволило уменьшить общее количество расположенных в цепочку элементов прибора, упростить и удешевить конструкцию, уменьшить габаритную длину. Использование дл запуска часового привода датчика температуры , а не давлени позволило точнее подбирать временной режим работы термометра в рамках измерительного цикла, т.е. повысить качество работAnalysis of the design features and operation of the device shows that ensuring that the latch 13 of the clock actuator’s triggering mechanism is in contact with the sleeve 22 of the tubular spring 1 allowed the use of a thermometer measuring unit to perform an additional function - switching on the clock actuator 7 from the temperature in the well. By removing the delay mechanism from its own (additional) sensor, it was possible to reduce the total number of instrument elements arranged in a chain, simplify and reduce the cost of construction, and reduce the overall length. The use of a temperature sensor, rather than pressure, for starting the time-driven drive made it possible to more accurately select the time mode of operation of the thermometer within the measurement cycle, i.e. improve the quality of work

Claims

The invention The device for measuring the temperature in the well, which includes a clock drive, a sleeve, a thermometer, a recording unit with a feather, a mechanism for delaying the activation of a clockwise drive, an elastic sensing element in the form of a tubular spring, at one end of which a sleeve is fixed, and on the other end a thermal cylinder, characterized by By the fact that, in order to improve the quality of work, the clock drive start-up mechanism is made with a latch installed so as to be in contact with the sleeve, and the pen is fixed on the sleeve.