Файл: Вопрос 13. Приборы и оборудование для гидродинамических исследований скважин. Глубинные автономные манометры.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 14
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Вопрос №13. Приборы и оборудование для гидродинамических исследований скважин. Глубинные автономные манометры.
Наиболее существенными являются следующие особенности работы глубинных приборов.
1. Измерения проводятся на значительном удалении от места наблюдения за показаниями приборов: глубина спуска прибора в скважину достигает 7000 м.
2. Прибор (снаряд) эксплуатируется в измеряемой, среде и подвергается действию окружающего давления, температуры и коррозионных жидкостей. В связи с увеличением глубин бурения, а также с необходимостью контроля различных процессов по интенсификации добычи нефти и газа, давление окружающей среды может достигать 1000—1500 кг×с/см2, а температура до 300—400° С.
3. Прибор спускается на проволоке или кабеле в затрубное пространство или в трубы диаметром 37—63 мм.
4. При спуске прибора в скважину через трубы на него действует выталкивающая сила тем большая, чем выше скорость встречного потока жидкости или газа и меньше проходное сечение между внутренней стенкой трубы и корпусом прибора. В отдельных случаях спуск глубинного прибора в действующие скважины представляет сложную техническую задачу.
5. Во время спуска и подъема прибор подвергается ударам, а во время работы, например, в скважине, оборудованной установками погружных электронасосов, и действию вибрационных нагрузок.
6. Время пребывания прибора в месте измерения в зависимости от вида проводимых исследований и способа эксплуатации скважин составляет от нескольких часов до нескольких месяцев.
7. Среда, в которой находится прибор, как правило, представляет собою многофазную жидкость, содержащую нефть, газ, воду и механические включения (песок, шлам и т. д.) с различными физико-химическими свойствами (плотность, вязкость, наличие солей и т. д.).
Выпускаемые промышленностью автономные (самопишущие) скважинные манометры и дифманометры, широко используемые для исследования добывающих и нагнетательных скважин, а также для испытаний с помощью трубных испытателей, по принципу действия подразделяются на:
а) геликсные;
б) пружинно-поршневые;
в) компенсационные.
Манометр типа МГН-2 с многовитковой трубчатой пружиной, предназначен для измерения давления в добывающих скважинах. Давление в скважине через отверстие в корпусе передается жидкости заполняющей внутреннюю полость разделительного и манометрической трубчатой пружине (геликсу). Под действием измеряемого давления свободный конец геликса поворачивает ось, на которой жестко крепится пластинчатая пружина с пишущим пером. Перо чертит на бланке, вставленном в каретку, линию, длина которой пропорциональна измеренному давлению.
Для получения непрерывной записи давления каретка соединяется с гайкой, которая перемещается поступательно по направляющей при вращении ходового винта. Равномерное вращение винта осуществляется с помощью часового привода.
Перед спуском приборов в скважину баланс часового привода тормозится пластинчатой пружиной, закрепленной на подпружиненной втулке, которая, в свою очередь, удерживается защелкой. После спуска прибора на заданную глубину усилие предварительного натяга пружины и усилие, действующее на уплотненный поршень, в результате воздействия давления в скважине уравновешиваются. Во время дальнейшего спуска прибора поршень начинает перемещаться и толкатель утапливает защелку. При этом втулка перемещается вверх и пружина освобождает баланс часового привода. Использование регулируемых гидровключателей обеспечивает регистрацию изменения давления по всей длине бланка в большом масштабе времени за счет выключения часового привода в период сборки испытателя пластов и спуска его на забой. Для получения полной картины изменения давления в процессе испытания пластов применяют манометр МГИ-3, ходовой винт которого имеет два шага: мелкий вначале и более крупный на основной длине. Поэтому при спуске прибора изменение давления записывается на небольшом участке бланка, а кривые притока и восстановления давления регистрируются в большом масштабе по времени на основном участке диаграммного бланка.
Пружинно-поршневой манометр МПМ-4 предназначен для исследования скважин, оборудованных насосами, через затрубное пространство. Действие его основано на уравно-вешивании измеряемого давления силой натяжения винтовой цилиндрической пружины.
Под влиянием скважинного давления р поршень, уплотненный резиновым кольцом, деформирует винтовую цилиндрическую пружину и перемещается на ход, пропорциональный измеренному давлению. Перемещение поршня регистрируется пишущим пером на бланке, вставленном в барабан. Внутренняя полость маноблока, где размещена винтовая пружина, заполнена жидкостью и предохраняется от загрязнения разделителем. В конце хода поршень садится на упор во избежание поломки пружины при дальнейшем повышении давления.
Для уменьшения трения в уплотнении поршня ему придается вращательное движение. В манометре МПМ-4 поршень жестко соединен с пишущим пером, а бланк установлен в неподвижном барабане. Вращение осуществляется с помощью электродвигателя, питаемого от батареи сухих элементов. Пишущее перо во время движения поршня чертит на диаграммном бланке винтовую линию.
Для получения четкой картины изменения давления частота вращения поршня уменьшается с помощью понижающего редуктора. Такое же медленное вращение поршня можно обеспечить, если вместо электродвигателя с редуктором применить усиленный часовой привод.
Компенсационный скважинный дифманометр «Онега-1» предназначен для измерения и регистрации давления при исследовании скважин методами гидропрослушивания и восстановления давления.
Конструктивно прибор отличается от манометра «Байкал-1» наличием узла клапана, служащего для предотвращения поломки сильфонов при заполнении его сжатым газом. Преобразователь давления через иглу предварительно заполняется сжатым газом под давлением, примерно равным забойному давлению в скважине. Под действием этого давления сильфон с клапаном закрывает входное отверстие, отсекая жидкость, заполняющую камеры. Давление сжатого газа через сильфоны передается находящейся в замкнутом объеме несжимаемой жидкости, что предохраняет эти сильфоны от разрушения. Ходовой винт уплотнен сальником.
При спуске прибора в скважину клапан открывается, когда забойное давление станет несколько большим давления сжатого газа. После открытия клапана прибор начинает регистрировать изменение забойного давления (разность между давлениями в скважине и давлением сжатого газа). При подъеме прибора клапан закрывается и сжатый газ остается в полости преобразователя.