10. Глубинные автономные манометры

Так как условия, при которых проводятся измерения параметров в скважинах, существенно отличаются от условий работы измери­тельных приборов общепромышленного назначения, приборы для глубинных измерений следует рассматривать как отдельную группу средств измерительной техники.

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.

В соответствии с указанными выше особыми условиями работы к конструкции глубинных приборов предъявляется ряд требований. Вследствие воздействия на них встречного потока жидкости или газа и необходимости спуска в геометрически ограниченное про­странство наружный диаметр корпуса приборов в основном не дол­жен превышать 32—36 мм, а при спуске через 37-мм трубы или в затрубное пространство — 20—25 мм. Длина его также ограни­чена: обычно не превышает 2000 мм, так как увеличение ее сверх этого предела значительно осложняет операции, связанные с под­готовкой прибора к спуску в фонтанные скважины.

Кроме того, должна быть обеспечена полная герметичность вну­тренней полости прибора от внешнего давления. Особые требования предъявляются также к устройствам, расположенным в глубинном приборе и эксплуатируемым в условиях повышенной температуры, ударов и вибраций.

По способу получения измерительной информации глубинные приборы делятся на:

а) автономные, результаты измерения которых можно получить только после извлечения их из скважины;

б) дистанционные, обеспечивающие передачу сигнала измерительной информации по кабелю.

Класс точности приборов обозначается числом, совпадающим со значением допускаемой погрешности.

Например: Манометр имеет класс точности 0,5 это значит, что его допускаемая погрешность равна 0,5% от предела измерения. Т.е. если манометр имеет предел измерения 30 МПа, то погрешность прибора не должна превышать ± 0,15 МПа.

Для регистрации изменения давления и температуры в процессе исследования скважин глубинные манометры и термометры снабжаются специальными часовыми приводами. Краткая техническая характеристика часовых приводов, применяемых в автономных приборах, приведены в табл. 10.1.

Таблица 10.1

Основные характеристики часовых приводов

Показатель		МПЧ-0,125		МПЧ-0,25	МПЧ-0,5	МПЧ-1	МПЧ-2
Продолжительность хода от одной заводки, ч		2		4	8	16	32
Продолжительность одного оборота вала, ч (мин)		0,125(7,5)		0,25(15)	0,5(30)	1(60)	2(120)
Момент на валу, Н?см		2,0		2,0	2,0	2,5	2,5
Диапазон рабочей темпера-туры, °С		От –10 до + 160°С
Габариты, мм		?22232
	Рис. 10.1 Часовой привод		Часовые приводы состоят из пружинного двигателя, редук­тора и регулятора хода (рис. 10.1). Двигатель имеет заводные спиральные пружины 2, соз­дающие крутящий момент на выходном валу 1. Этот момент расходуется на перемещение диаграммного бланка и на поддержание коле­баний регулятора хода с целью обеспечения равномерности вращения выходного вала. Мо­мент от двигателя к регулятору хода переда­ется через понижающий редуктор с храпови­ком 3. Для преобразования вращательного движения выходного вала редуктора в коле­бания баланса 5 служат анкерная вилка 7 и колесо хода 4. Период колебаний баланса (время одного колебания) регулируется спи­ральной пружиной—волоском 6. Частота вра­щения выходного вала часового привода зави­сит от передаточного отношения редуктора и периода колебаний баланса, а точность хода (постоянство скорости)—от стабильности пе­риода колебаний. Механизм часовых приво­дов помещен в корпус 8 (металлическую трубу с отверстиями для осмотра и проверки взаимодействия деталей), на который надева­ется защитный кожух 9, предохраняющий механизм от загрязнения. Разработаны также механизмы часовых приводов с продолжительностью хода от одной заводки 64, 128 и 256 ч. Их краткое обозначение обозначение соответственно: МПЧ4; МПЧ8 и МПЧ16. Длина часовых приводов составляет 830 мм при диаметре корпуса 22 мм.

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.