11.2 Комплексные приборы

Для получения наиболее достоверных результатов исследо­вания скважин необходимо контролировать не только характер изменения давления, температуры и расхода жидкости, но и со­держание в ней воды и газа, вязкость, плотность и другие па­раметры.

В последние годы при исследованиях скважин стали приме­нять глубинные комплексные приборы, предназначенные для определения в процессе исследования нескольких физических величин: давления, температуры, расхода и содержания нефти, воды и газа в потоке.

Для определения фазовых соотношений потока используют конденсаторы. Емкость плоского или цилиндрического конден­сатора зависит от его геометрических размеров и диэлектриче­ской проницаемости среды, находящейся между обкладками. Изменение диэлектрической проницаемости среды при постоян­ных размерах вызывает соответствующее изменение емкости конденсатора, что позволяет определить процентное отношение, например, воды и нефти по известным диэлектрическим посто­янным отдельно воды и нефти.

Глубинные влагомеры обычно применяют в сочетании с дебитомерами. При исследованиях скважин с помощью таких комплексных приборов получают ценную информацию о местах притока жидкости и ее обводненности по отдельным пластам и пропласткам.

Комплексные приборы ВРГД-36 и Кобра-36РВ со­держат преобразователи расхода и влажности, а также пакети­рующее устройство. Преобразователь влагомера, в полости ко­торого смонтирован магнитный прерыватель датчика расхода, выполнен в виде цилиндрического конденсатора.

Емкость конденсатора зависит от его геометрических разме­ров и диэлектрической проницаемости среды, находящейся между обкладками. Изменение диэлектрической проницаемости среды при постоянных размерах конденсатора вызывает изме­нение его емкости, что позволяет определять фазовое соотноше­ние в потоке воды и нефти по известным диэлектрическим по­стоянным отдельно воды и нефти.

Нижний конец преобразователя влагомера используется в качестве верхней опоры оси турбинки, на которой укреплены магниты, взаимодействующие с магнитным прерывателем тока. Последовательное расположение турбинки и проточного кон­денсатора способствует образованию части конденсата мелко­дисперсной смеси, проходящей за счет турбулизирующего эф­фекта вращения турбинки.

Эти приборы снабжены пакером с электромеханическим приводом, конструкция которого унифицирована с пакерующим устройством расходомера РГД-2М или Кобра-36РВ. Выходной сигнал, передаваемый на поверх­ность по одножильному кабелю, несет двойную информацию: о со­держании воды в нефти и час­тоте вращения турбинки.

Частотный сигнал, модулиро­ванный по амплитуде, по кабелю поступает на вход наземного блока, где происходит его уси­ление и разделение на два ка­нала. В первом канале происхо­дит выделение несущей частоты, характеризующей влажность по­тока жидкости, во втором — мо­дулирующей частоты, характери­зующей частоту вращения тур­бинки.

Рис. 11.3. Комплексный прибор «По­ток-5»

Комплексный прибор «Поток-5» предназначен для из­мерения четырех величин: давле­ния, температуры, расхода и влажности жидкости. Этот при­бор (рис. 11.3), опускаемый в сква­жину на одножильном кабеле 1, состоит из преобразователей ука­занных величин и пакера с элек­тромеханическим приводом. Ло­катор сплош-ности, в который входят трансформаторы 2, вклю­ченные совместно, и электронный блок, обеспечивает точную при­вязку данных к разрезу сква­жины. Датчик давления состоит из геликсной пружины 8 и индук­тивного преобразователя. Сво­бодный конец геликса соединен с ферритовым полукольцом, вхо­дящим в катушку 4. С повыше-нием или понижением давления в скважине ферри-товый сердечник перемещается внутри ка­тушки, изменяя ее индуктивность. В качестве преобразо-вателей температуры использованы полупроводни-ковые элементы 6. Изменение сопротивления этих элементов, пропорциональное уменьшению или увеличению температуры окружающей среды, преобразуется в частоту. Расход измеряют с помощью датчика с заторможенной турбинкой 9. Поток жидкости, воздействуя на турбинку, вызывает закручивание струн на определенный угол, что приводит к перемещению ферритового полукольца 8 внутри катушки и изменению ее индуктивности. Содержание воды в нефти опреде-ляется с помощью емкостного датчика 10. Катушки индуктивности датчиков давления и расхода вхо­дят в состав колебательных контуров LC-генераторов. Поэтому при изменении индукти-вности изменяется частота выходного сигнала. Преобразование индуктивности в частоту происхо-дит в электронных блоках 5 и 7. Датчики подклю-чаются к наземной аппаратуре последовательно посредством вызова сигнала или автоматически через 10-12 с. При подключении по вызову время измерения неограниченно. В автоматическом режиме ра­боты время измерения составляет 2-3 с.

Пакерующее устрой­ство состоит из пакера, образованного металлическими пласти­нами 12, пары винт—гайка 15 и электродвигателя 17. Пла­стины пакера, образующие каркас, закреплены во втулках в два ряда. Нижняя подвижная втулка 14 соединена с гайкой, переме­щающейся по ходовому винту 13, который через редуктор 16 со­единен с валом электродвигателя. При открытии пакера по сиг­налу с поверхности гайка вначале совершает движение по вин­товой линии, перемещаясь по пазу со скосом. Пластины 12 каркаса изгибаются и прижимают надетую на них оболочку к стенкам скважины. В конце хода гайка перемещается поступа­тельно по пазу, параллельному осевой линии, в результате чего усиливается прижатие пластин к стенкам скважины. При дви­жении гайки по винтовой линии пластины каркаса, закреплен­ные шарнирно на втулке 14, поворачиваются под углом к обра­зующей. Закрытие пакера происходит в обратном порядке. Диаметр корпуса при­бора составляет 40 мм при длине 2800 мм. Предел измерения давления 25 МПа, погрешность ±1,5%. Диапазоны измеряе­мых расходов мо­гут быть 1—60 или 2—150 т/сут. Предел измерения темпера­туры -100 °С с погрешностью ±1,5%. Масса глубинного при­бора не более 15 кг.