SU825885A1 - Deep-well pressure gauge - Google Patents

Deep-well pressure gauge Download PDF

Info

Publication number
SU825885A1
SU825885A1 SU792780066A SU2780066A SU825885A1 SU 825885 A1 SU825885 A1 SU 825885A1 SU 792780066 A SU792780066 A SU 792780066A SU 2780066 A SU2780066 A SU 2780066A SU 825885 A1 SU825885 A1 SU 825885A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
chamber
rod
length
stage
pressure
Prior art date
Application number
SU792780066A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Эльдар Ширали Оглы Алиев
Original Assignee
Azerb Gni Pi Neftyanoj Promy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Azerb Gni Pi Neftyanoj Promy filed Critical Azerb Gni Pi Neftyanoj Promy
Priority to SU792780066A priority Critical patent/SU825885A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU825885A1 publication Critical patent/SU825885A1/en

Links

Description

(54) ГЛУБИННЫЙ МАНОМЕТР(54) depth gauge

Изобретение относитс  к нефт ной промышленности, в частности к исследованию скважин. . Известен глубинный геликсный ман мерт, содержащий часовой механизм, фрикцион, ходовой винт, каретку, што с пером и геликс ll . Недостатки известного манометра - наличие остаточных деформаций геликса, привод щих к необходимости в частой тарировке после небольшого количества измерений и несовпадение показаний величины давлени  при пр мом- и обратном ходе (наличие гистерезиса ) . Наиболее близким решением из известных к предлагаемому  вл етс  глу бинный манометр, содержащий корпус с камерами, в одной из которых размещен регистратор давлени  и шток с разделителем, а друга  камера заполнена жидкостью f2. Этот манометр имеет недостаток: вли ние изменени  температуры наружной (скважинной) среды на его показани  вследствие термического расширени  жидкости в камере. При этом вли ние температуры на показани  при бора превышает вли ние самой измер емой величины - давлени . Например, при применении в качестве жидкости оливкового масла дл  перепада температур At 200С и давлений ДР ЮОО кгс/см изменение объема жидкости в камере под действием изменени  давлени  д по отношению к первоначальному объему составл ет . 5ХЗЬР. р,-др б, ,3- 10 , где |а- коэффициент сжимаемости жидкости (оливкового масла) равный 6,3-10-5 . Изменение объема жидкости в камере под действием изменени  температуры по отношению к первоначальному объему V. составл ет (.-4t 14-10 - ,8-10 где oCrjf: - коэффициент термического расширени  жидкости (оливкового масла ) равный 7410 1С. Таким образом, относительное изменение объема жидкости в камере от температуры больше его относительного изменени  от давлени  в 2,3 раза , т.е. ошибка при измерении темературы сильно вли ет на показани  анометра.The invention relates to the oil industry, in particular to the study of wells. . The well-known deep Helix man-mert is contained, which contains a clock mechanism, a friction clutch, a lead screw, a carriage, with a feather and a Helix ll. The disadvantages of the known gauge are the presence of residual deformations of the helix, which lead to the need for frequent calibration after a small number of measurements and the discrepancy between the pressure values during the forward and reverse run (the presence of hysteresis). The closest solution known to the present invention is a depth gauge comprising a housing with chambers, one of which houses a pressure recorder and a stem with a separator, and the other chamber is filled with f2 liquid. This pressure gauge has a drawback: the effect of a change in the temperature of the external (borehole) medium on its readings due to the thermal expansion of the fluid in the chamber. At the same time, the effect of temperature on the instrument readings exceeds the effect of the measured value itself — pressure. For example, when olive oil is used as a liquid for a temperature difference of At 200 ° C and pressures of DRUOO of kgf / cm, the change in the volume of liquid in the chamber under the effect of a change in pressure d relative to the initial volume is. 5ХЗЬР. p, -dr b, 3-10, where | a is the compressibility factor of the liquid (olive oil) equal to 6.3-10-5. The change in the volume of fluid in the chamber under the action of a temperature change with respect to the initial volume V. is (.-4t 14-10 -, 8-10 where oCrjf: is the coefficient of thermal expansion of the liquid (olive oil) equal to 7410 ° C. Thus, the relative the change in the volume of the liquid in the chamber as a function of temperature is 2.3 times greater than its relative change in pressure, i.e., the error in measuring the temperature of the temperature strongly influences the readings of the anometer.

Цель изобретени  - повышение точости манометра.The purpose of the invention is to increase the accuracy of the gauge.

Поставленна  цель достигаетс  ем, что камера, заполненна  жид-остью , разделена эластичной переычкой , при этом верхн   часть ее набжена стержнем и сообщаетс  с нешним пространством, а нижн   ее асть выполнена двухступенчатой, в еньшей ступени которой размещен ерхней конец штока, причем размеры вухступенчатой камеры, перемычки и тержн  св заны соотношениемThe goal is to achieve that the chamber filled with a liquid is divided by an elastic placer, the upper part of it is packed with a rod and communicating with the external space, and its lower part is made two-step, in the lowest step of which the upper end of the stem is placed, and the dimensions of the rotary chamber jumpers and strings are related by

Di Di

oi,oi,

LCLC

Ьк Bk

odK-oic odK-oic

длина двухступенчатой Ltwo-step length L

где камеры, СМ; where are cameras, CM;

fc: длина стержн , см; диаметр верхней (большей ) ступени двухступенчатой камеры или длина перемычки,см; диаметр нижней (меньо„ шей ) ступени двухступенчатой Кс1меры,см; fc: rod length, cm; diameter of the upper (larger) stage of the two-stage chamber or lintel length, cm; the diameter of the lower (meni) neck of the two-stage Ks1mer, cm;

ж коэффициент термического расширени  жидкости в двухступенчатой камере; the coefficient of thermal expansion of the fluid in a two-stage chamber;

,с коэффициент линейного термического расширени  материалов корпуса, камеры и стержн ., with the coefficient of linear thermal expansion of the materials of the housing, chamber and rod.

На чертеже изображена схема предлагаемого глубинного манометра,общий вид.The drawing shows a diagram of the proposed depth gauge, General view.

Глубинный манометр содержит часовой механизм 1, вал 2 которого входит в камеру 3 через переходник 4 и слабо уплотнен кольцом 5 из деформируемого материала. Вал 2 св зан С картограммодержателем 6. Перо 7 укреплено на штоке 8. Картограммодержатель 6 находитс  в камере 3 корпуса 9. Шток 8 проходит через цилиндр 10, уплотненный слабо зажатым кольцом 11 из деформируемого материала в камеру 12, полностью заполненную какой-либо Жидкостью, например, оливковым маслом.Depth gauge contains a clock mechanism 1, the shaft 2 of which enters the chamber 3 through the adapter 4 and is poorly sealed by a ring 5 of a deformable material. The shaft 2 is connected to the cartogram holder 6. The pen 7 is mounted on the rod 8. The cartogram holder 6 is located in the chamber 3 of the housing 9. The rod 8 passes through the cylinder 10, compacted by a weakly clamped ring 11 of deformable material, into the chamber 12 completely filled with any Liquid, for example, olive oil.

В камере 3 имеютс  отверсти  13 с фильтром. Дл  измерени  температуры в нижнюю часть манометра помещен термометр 14. Камера 12 выполнена двухступенчатой. Нижн   ступень имеет меньший диаметр по сравнению с верхней. Над камерой 12 размещена дополнительна  камера 15, отделенна  от камеры 12 гибкой перемычкой 16, например, сильфоном. Перемычка 16 соединена с одним концом жесткого стержн  17, размещенного в дополнительной камере 15. Другой конец этого стержн  жестко прикреплен к верхней части камеры 15In the chamber 3 there are holes 13 with a filter. A thermometer 14 is placed at the bottom of the pressure gauge to measure the temperature. Chamber 12 is made in two steps. The bottom stage has a smaller diameter compared to the top. Above the chamber 12 an additional chamber 15 is placed, separated from the chamber 12 by a flexible jumper 16, for example, a bellows. The jumper 16 is connected to one end of a rigid rod 17 placed in an additional chamber 15. The other end of this rod is rigidly attached to the upper part of the camera 15

В дополнительной камере 15 выполнены сквозные отверсти  18 с фильтром, сообщающие эту камеру с наружной (скважинной) средой.In the additional chamber 15 there are made through holes 18 with a filter, which communicate this chamber with the external (borehole) medium.

Манометр работает следующим образом .The pressure gauge works as follows.

Наружное (скважинное) давление через отверсти  13 в корпусе 9 передаетс  в камеру 3 и воздействует на шток 8, который перемеща сь сжимает жидкость в двухступенчатой камере 12 до тех пор, пока давление в ней не станет равным давлению наружной (скважинной) среды.The outer (borehole) pressure through the holes 13 in the housing 9 is transferred to the chamber 3 and acts on the rod 8, which, when moved, compresses the fluid in the two-stage chamber 12 until its pressure becomes equal to the pressure of the external (downhole) medium.

Одновременно наружное давление .через отверстие 18 передаетс  в до5 полнительную камеру 15 и воздействует на гибкую перемычку 16. В результате сжати  жидкости в двухступенчатой камере 12 штоком 8 давление в этой камере посто нно сохран етс  равным давлению наружной среды, т.е. перепады давлени  отсутствуют . Таким образом полностью устран ютс  услови  дл  каких-либопропусков жидкости из двухступенчатой камеры 12 между штоком 8 и кольцом 11 и вместе с тем создаютс  услови  дл  измерени  любых высоких давлений.At the same time, the external pressure. Through the opening 18 is transferred to the additional chamber 15 and acts on the flexible jumper 16. As a result of the fluid being compressed in the two-stage chamber 12 by the rod 8, the pressure in this chamber is constantly kept equal to the external pressure, i.e. pressure drops are absent. In this way, the conditions for any passage of liquid from the two-stage chamber 12 between the rod 8 and the ring 11 are completely eliminated and, at the same time, the conditions for measuring any high pressures are created.

Движение штока 8 передаетс  жестко св занному с ним пишущему перу 7, которое прочерчивает на картограмме , укрепленной на картограммодержателе 6.The movement of the rod 8 is transmitted to a writing pen 7 which is rigidly associated with it and which it draws on a cartogram attached to the cartographic holder 6.

. При увеличении температуры жидкость в двухступенчатой камере 12 расшир етс . Дл  компенсации этого расширени  объем двухступенчатой камеры 12,. материалы корпуса на длине двухступенчатой 12 и дополнительной 15 камер,а также стержни 17 подобраны таким образом,чтобы изменение объема двухступенчатой камеры 12 за счет перемещени  гибкой перемычки 16 вверх, вызванного термическим расширением корпуса на длине камер 12 и 15 равн лось приросту объема жидкости в двухступенчатой камере 12 за счет термического расширени  этой жидкости. В результате этого шток 8 с укрепленным на нем пером 7, остаетс  неподвижным при посто нном давлении, вследствие чего изменение температуры не отражаетс  на показани х манометра . . As the temperature increases, the fluid in the two-stage chamber 12 expands. To compensate for this expansion, the volume of the two-stage chamber 12 ,. the materials of the body over the length of the two-stage 12 and the additional 15 chambers, as well as the rods 17 are selected so that the change in the volume of the two-stage chamber 12 by moving the flexible jumper 16 upward, caused by thermal expansion of the body over the length of the chambers 12 and 15, is equal to the increase in the volume of the fluid in the two-stage chamber 12 due to thermal expansion of this fluid. As a result, the rod 8 with the pen 7 fixed on it remains stationary at constant pressure, as a result of which the temperature change does not reflect on the manometer readings.

Условием компенсации термического расширени  жидкости в двухступенчатой камере 12  вл етс  баланс приращений объемов, вызванных термичесКИМ . расширением этой жидкости aV , а также термическим расширением корпуса на длине камер 12 и 15 л V,.. , и стержн  17 д Vj,...The condition for compensating for thermal expansion of a fluid in a two-stage chamber 12 is the balance of volume increments caused by thermal expansion. expansion of this fluid aV, as well as thermal expansion of the body on the length of the chambers 12 and 15 liter V, .., and the rod 17 d Vj, ...

(1)(one)

Л V, Д М - д Vet Изменение объема, вызванное рас ширением жидкости и удлинением сте н , выражаетс  соответственно форму лами ) LL-Oimit. ci nbcoteit-- , V - первоначальный объем . жидкости в двухступен чатой камере 12; S - площадь перемычки 16; L - длина двухступенчатой камеры 12; L - первоначальна  длина стержн  17; А-,ЛС - коэффициенты термического- расширени  соответственно жидкости и материала стержн  (линейный ) ; At- изменение температуры Dg, Оц -диаметры соответственн верхней (большей) и ни ней (меньшей) ступеней двухступенчатой -камеры 12 . Изменение емкости двухступенчато камеры 12, обусловленное термически расширением стенки корпуса камер, происходит как в продольном (осевом так и поперечном направлени х. Однако, вли ние расширени  в поперечном направлении, как показываю расчеты, пренебрежимо малы по сравнению с продольным удлинением, кото рое происходит по всей длине корпус камер, включа  длину камер двухступенчатой 12 (L|4,) и дополнительной 15 (LC) . Последн   равна длине стер н  17 (LCJ. Неучтенное расширение камеры -12 в поперечном направлении только улучшает услови  компесации термического расширени  жидкости в камере 12. Увеличение объёма камеры 12,обус ловленное удлинением корпуса камер, представл ет собой произведение пло щади, равной площади перемычки 16 диаметром On, на изменение длины корпуса -(L + Lc;).t, (4) где коэффициент термического расширени  (линейный) материала, корпуса, камер. Учитыва  выражени  (2), (3) и ( получаем из услови  (1) условие ком пенсации термического расширени  жидкости в двухступенчатой камере в видеL V, D M - d Vet The change in volume caused by the expansion of the fluid and the elongation of the walls is expressed by the formulas LL-Oimit, respectively. ci nbcoteit--, V is the initial volume. liquids in a two-stage chamber 12; S - square jumper 16; L is the length of the two-stage chamber 12; L is the initial length of the rod 17; A-, LS are the coefficients of thermal expansion of a liquid and a rod material, respectively (linear); At - change in temperature Dg, Ots - diameters, respectively, of the upper (greater) and lower (smaller) stages of the two-stage - chamber 12. The change in capacitance of the two-stage chamber 12, due to the thermal expansion of the chamber body wall, occurs both in the longitudinal (axial and transverse directions. However, the effect of expansion in the transverse direction, as shown by calculations, is negligible compared to the longitudinal elongation the entire length of the camera body, including the length of the two-stage chambers 12 (L | 4,) and an additional 15 (LC). The latter is equal to the length of the stubs 17 (LCJ. Unaccounted for -12 expansion in the transverse direction only improves the and thermal expansion of the fluid in chamber 12. The increase in the volume of chamber 12, due to the elongation of the chamber body, is the product of an area equal to the area of jumper 16 with diameter On, by changing the length of the body - (L + Lc;). t, (4) where the coefficient of thermal expansion (linear) of the material, housing, chambers. Taking into account the expressions (2), (3) and (we obtain from the condition (1) the condition of compensation of the thermal expansion of the liquid in the two-stage chamber in the form

При испытании глубинного манометра , в качестве рабочей жидкости ис 96 смWhen testing the depth gauge, 96 cm is used as a working fluid.

Длина корпуса камер равнаThe length of the camera body is equal to

11 + 96 107 см. Обща 11 + 96 107 cm. Overall

+ L+ L

65 длина испытанного образца глубинного пользовано оливковое масло, имеющее коэффициент термического расширени , равный 1- и коэффициент сжимаемости равный f, б,3-10 . Корпус камер изготовлен из дюралюмини  с коэффициентом линейного расширени  равным - 2,0-10 -//°С а стержень 17 - из суперинвара с коэффициентом линейнойго термического расширени  равным с. 0,1510 При расчете размеров опытного образца предварительно задано: Длина верхней камеры 12 L 0,5 см Длина хода штока 8 LUI 10 см Диаметр штока 8D 0,4.см Диаметр перемычки 16 Og 3,0 см Размеры штока 8 выбраны в соответствии с размерами стержней. Длина штока, кроме этого, обеспечивает достаточную длину записи на картограмме . Уменьшение емкости камеры 12 при полном ходе штока 8 составл ет ,. , .., 5-0,4 .-, „, V ,26 Это уменьшение происходит за счет упругого сжати  жидкости в камере 12 под действием наружного давлени  и поэтому величине д v. придан индеке р. Исход  из того, что увеличение авлени  в камере 12 происходит от О до 1000 кгс/см ( кгс/см ), то необходимый Начальный объем каеры составл ет 20 см % 6,3. 1000 Как указывалось, ход штока 1ц, авен 10 см. Чтобы вместить этот ток, камера 12 должна иметь несолько большую длину, например, L 11 см. Поэтому внутренний иаметр верхней ступени камеры 12 авен D, A.-0|U ° 1,4 СМ I u I ±i,u -i;,j Длину .стержн  17 L. можно рассчиать , исход  из форглулы (5), описыващей условие компенсации термичесого расширени  жидкости,заключенной камере 12, -14-10 -2-10 2,00-10- -0,15- 10-565 length of the tested sample of the deepest used olive oil, having a coefficient of thermal expansion equal to 1 - and compressibility factor equal to f, b, 3-10. The camera body is made of duralumin with a linear expansion coefficient of - 2.0-10 - // ° C, and the rod 17 is made of a superinvar with a coefficient of linear thermal expansion equal to с. 0,1510 When calculating the dimensions of the prototype, the following was preset: Length of the upper chamber 12 L 0.5 cm Stroke stroke length 8 LUI 10 cm Rod diameter 8D 0.4 cm The jumper diameter 16 Og 3.0 cm The dimensions of the rod 8 are selected in accordance with rod sizes. The length of the rod, in addition, provides a sufficient length of the record on the chart. A decrease in the capacity of the chamber 12 at full stroke of the rod 8 is,. , .., 5-0.4 .-, V, 26 This decrease is due to the elastic compression of the fluid in chamber 12 under the action of external pressure and therefore the value of d v. attached to the india r. Based on the fact that the increase in the profile in chamber 12 is from 0 to 1000 kgf / cm (kgf / cm), then the required initial volume of the chamber is 20 cm% 6.3. 1000 As indicated, the rod stroke 1c, aven 10 cm. To accommodate this current, chamber 12 must be of a greater length, for example, L 11 cm. Therefore, the inner diameter of the upper stage of the chamber is 12 Aven D, A.-0 | U ° 1, 4 CM I u I ± i, u - i;, j A length of 17 L. can be calculated on the basis of forglula (5), which describes the condition for compensating for thermal expansion of the fluid enclosed in chamber 12, -14-10 -2-10 2 , 00-10- -0.15- 10-5

манометра составл ет 152 см при наружном диаметре 3,8 см.the pressure gauge is 152 cm with an outer diameter of 3.8 cm.

Предлагаемый глубинный манометр позвол ет обеспечить получение объективных значений давлени  в скважинах путем автоматического устранени  вли ни  термического расширени  жидкости на показани  манометра.The proposed depth gauge allows obtaining objective pressure values in the wells by automatically eliminating the effect of thermal expansion of the fluid on the gauge readings.

В нефтедобывающей промышленности применение предлагаемого манометра позволит улавливать динамику давлени  за годы разработки и принимать на основании этого меры по увеличению нефтеотдачи пластов; улавливать изменение давлени  в процессе исследова ии  глубоких скважин, и сделать эти исследовани  практически осуществимыми , что, со своей стороны, позво/1ит составить обоснованные проекты разработки месторождений, основанные на понимании сущности происход щих в пласте изменений в процессе разработки .In the oil industry, the application of the proposed pressure gauge will capture the dynamics of pressure over the years of development and take on the basis of this measures to increase oil recovery; catch pressure changes in the process of deep well exploration, and make these studies practically feasible, which, for its part, will allow to develop sound development projects based on understanding the nature of the changes occurring in the reservoir during the development.

Claims (2)

1.. Каменецкий С.Т. и др. Нефтеромысловые исследовани  пластов. ., Недра, 1974, с. 151-153.1 .. Kamenetsky S.T. and others. Oilfield reservoir studies. ., Nedra, 1974, p. 151-153. 2. Авторское свидетельство СССР 462020, кл. Е 21 В 47/06, 1974 (прототип).2. USSR author's certificate 462020, cl. E 21 B 47/06, 1974 (prototype). tt
SU792780066A 1979-08-20 1979-08-20 Deep-well pressure gauge SU825885A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792780066A SU825885A1 (en) 1979-08-20 1979-08-20 Deep-well pressure gauge

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792780066A SU825885A1 (en) 1979-08-20 1979-08-20 Deep-well pressure gauge

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU825885A1 true SU825885A1 (en) 1981-04-30

Family

ID=20833729

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792780066A SU825885A1 (en) 1979-08-20 1979-08-20 Deep-well pressure gauge

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU825885A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7240545B1 (en) Test apparatus for direct measurement of expansion and shrinkage of oil well cements
US3199341A (en) Method and apparatus for measuring compressibility of porous material
RU2398186C2 (en) Strain measurement with temperature compensation
CN111982692B (en) Long-term deformation testing method for rock under different stress components and application thereof
US3777573A (en) Instrument for indicating the length and number of decompression pauses in undersea diving
US1969141A (en) Deep well pressure gauge
US3184965A (en) Apparatus for examining fluid-filled bore holes
SU825885A1 (en) Deep-well pressure gauge
EP2754852A1 (en) Downhole pressure compensator
US2259867A (en) Pressure recorder seal
RU2483284C1 (en) Hydrostatic downhole densitometer
SU953195A1 (en) Apparatus for measuring pressure and temperature in a well
US2503676A (en) Viscometer
SU857453A1 (en) Device for registering axial load
RU2751301C1 (en) Cell for study of phase equilibrium in gas-liquid system (variants)
SU1332009A1 (en) Measuring device for geophysical deep-well instrument
Krook et al. Downhole density of heavy brines
US2602331A (en) Fluid pressure recorder
US3805620A (en) Depth pressure gauge
SU1375734A2 (en) Apparatus for determining strength and strain properties of soil sample
SU1125484A1 (en) Depth manometer
SU951088A1 (en) Depth manometer
SU1245704A1 (en) Apparatus for determining deformation properties and strain of rock body
SU949585A1 (en) Well deformograph
SU387237A1 (en) DEVICE FOR MEASUREMENT AND RECORDING OF RADIAL EFFORTS ACTING ON A DRILLING COLUMN