10.11.2013
216.012.7e84

СКВАЖИННЫЙ ДАТЧИК

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002498061
Дата охранного документа
10.11.2013
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к устройствам, предназначенным для измерения параметров потока флюида (нефть, вода, газ и их смеси), таких как температура, скорость и фазовый состав, и может быть использовано при проведении геофизических исследований скважин, а также при контроле за транспортировкой жидких углеводородов по трубопроводной системе. Техническим результатом, достигаемым при реализации изобретения, является расширение функциональных возможностей датчика и повышение эффективности измерений. Скважинный датчик, предназначенный для измерения параметров потока флюида, содержит два идентичных полых открытых с одного конца металлических корпуса, оси симметрии которых находится на одной линии. Открытые концы корпусов обращены друг к другу и жестко закреплены в электрическом изоляторе. В каждом корпусе расположен датчик термоанемометра. Электрические выводы датчиков проходят внутри полостей корпусов и через электрический изолятор выведены наружу. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для измерения параметров потока флюида (нефть, вода, газ и их смеси), таких как температура, скорость и фазовый состав, и может быть использовано при при проведении геофизических исследований скважин, а также при контроле за транспортировкой жидких углеводородов по трубопроводной системе.

Известен скважинный термоанемометр, описанный в патенте SU №440484. Термоанемометр содержит герметичный корпус, выполненный в виде двух полостей, в одной из которых расположен нагревательный элемент, а в другой - термочувствительный элемент.

Недостатками термоанемометра являются:

- невозможность одновременного измерения температуры и скорости потока флюида, поскольку измерение температуры термочувствительным элементом осуществляется только при выключенном нагревателе;

- переход в режим измерения температуры флюида требует определенное количество времени, в течение которого нагреватель остынет и не будет влиять на работу термочувствительного элемента, при этом температура и состав флюида могут значительно отличаться от первоначального, что сказывается на достоверности получаемой информации;

- вычисление скорости потока флюида осуществляется по сложному алгоритму с учетом массового расхода флюида и его теплофизических свойств;

- отсутствует контроль за составом флюида.

Известен также скважинный датчик, описанные в патенте RU №2384699. Датчик содержит электрический изолятор и полый цилиндрический металлический корпус с расположенным в его полости датчиком термоанемометра.

Недостатками известного датчика являются:

- невозможность одновременного измерения температуры и скорости потока флюида, поскольку измерение температуры осуществляется только при выключенном нагревателе термоанемометра;

- переход в режим измерения температуры флюида требует определенное количество времени, в течение которого нагреватель остынет и не будет влиять на работу термочувствительного элемента, при этом температура и состав флюида могут существенно отличаться от первоначального, что сказывается на достоверности получаемой информации;

- наличие на наружной поверхности полого цилиндрического металлического корпуса термоанемометра диэлектрического слоя, существенно влияющего на теплообмен корпуса с флюидом., вследствие чего ухудшаются метрологические характеристики термоанемометра.

Техническим результатом, достигаемым при реализации изобретения, является расширение функциональных возможностей датчика и повышение эффективности измерений.

В соответствии с изобретением скважинный датчик, содержащий полый открытый с одного конца металлический корпус с расположенным в его полости датчиком термоанемометра и электрический изолятор, содержит второй полый открытый с одного конца металлический корпус, идентичный первому, с расположенным в его полости вторым датчиком термоанемометра. При этом оси симметрии корпусов находится на одной линии, открытые концы корпусов обращены друг к другу и жестко закреплены в электрическом изоляторе, а электрические выводы датчиков проходят внутри полостей корпусов и через электрический изолятор выведены наружу.

Электрический изолятор может быть покрыт диэлектрическим слоем, а также может иметь форму, обеспечивающую минимальность искажений струкртуры потока. Корпуса датчика также могут быть выполнены в форме, обеспечивающей минимальность искажений структуры потока, например, в форме цилиндра или конуса.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлен предлагаемый скважинный датчик.

Скважинный датчик содержит первый полый металлический корпус 1 с расположенным в его полости датчиком 2 термоанемометра и второй полый металлический корпус 3 с расположенным в его полости датчиком 4 термоанемометра. Оси симметрии корпусов 1 и 3 датчиков находятся на одной линии О -О, корпуса датчиков электрически изолированы друг от друга с помощью изолятора 5 и жестко заделаны в нем со стороны открытых концов. Металлические корпуса 1 и 3 датчиков термоанемометра, к внутренним поверхностям которых подведены электрические выводы 6 и 7, являются электродами резистивного датчика состава флюида. Датчик 2 термоанемометра, равно как и датчик 4, состоит из нагревательного элемента и датчика температуры (на чертеже не показано), имеет тепловой контакт с внутренней поверхностью соответствующего полого металлического корпуса и электрически изолирован от него, при этом нагревательный элемент и датчик температуры также электрически изолированы друг от друга. Такие датчики описаны, например, в Скважинный термокондуктивный дебитомер СТД. И.Г. Жувагин, С.Г. Комаров, В.Б. Черный. - М., Недра, 1973, или в Геофизические исследования скважин: справочник мастера по промысловой геофизике / под. общ. ред. В.Г. Мартынова, Н.Е. Лазуткиной, М.С. Хохловой. - М.: Инфра-инженерия, 2009. Электрические выводы датчиков 2 и 4 проходят внутри полостей соответствующих корпусов и далее через электрический изолятор 5 выводятся наружу и подключаются к электронному блоку (на чертеже не показано). Для повышения влагостойкости и химической стойкости электрический изолятор может покрываться дополнительным диэлектрическим слоем (на чертеже не показано), а форма изолятора и корпусов 1 и 3 может быть выполнена такой, чтобы вносить минимальные искажения в структуру потока, например, в виде цилиндра или конуса.

Скважинный датчик работает следующим образом.

Скважинный датчик размещают в скважине таким образом, чтобы ось датчиков совпадала с осью скважины, при этом датчик 2 направлен в сторону зумпфа скважины, а датчик 4 направлен в сторону устья скважины. В зависимости от направления потока флюида и/или направления движения скважинного датчика относительно потока (проведение спуско-подъемных операций в скважине) датчик 2 и датчик 4 могут использоваться в режиме измерения температуры потока или в режиме измерения скорости потока. При спуске в скважину или статическом положении скважинного датчика, когда поток флюида направлен навстречу корпусу 1, датчик 2 термоанемометра используют в режиме измерения температуры, а датчик 4 термоанемометра в режиме измерения скорости потока. В этом случае нагревательный элемент датчика 2 отключен и задействован только его термочувствительный элемент, а у датчика 4 термоанемометра задействованы нагревательный и термочувствительный элементы, и тепло, выделяемое нагревательным элементом датчика 4 не влияет на работу термочувствительного элемента датчика 2. Одновременно по изменению электропроводимости флюида между корпусами 1 и 3 датчиков термоанемометра определяют состав флюида (см., например, Геофизические исследования скважин: справочник мастера по промысловой геофизике / под. общ. ред. В.Г. Мартынова, Н.Е. Лазуткиной, М.С. Хохловой. - М.: Инфра-инженерия, 2009).

При смене направления потока, т.е. при подъеме прибора или при работе скважины в нагнетательном режиме, когда поток направлен навстречу корпусу 3, датчик 4 термоанемометра используют в режиме измерения температуры, а датчик 2 термоанемометра в режиме измерения скорости потока. В этом случае нагревательный элемент датчика 4 отключен и задействован только его термочувствительный элемент, а у датчика 2 задействованы нагревательный и термочувствительный элементы, и тепло, выделяемое нагревательным элементом датчика 2 не влияет на работу термочувствительного элемента датчика 4.

Аналогичным образом датчик используют для проведения измерений температуры, скорости и фазового состава многофазного потока (нефть, вода, газ и их смеси) в трубопроводах. Скважинный датчик размещают в трубе таким образом, чтобы ось датчиков совпадала с осью трубы, при этом датчик 2 и датчик 4 направлены противоположно друг другу, в сторону зумпфа скважины. В зависимости от направления потока флюида датчик 2 и датчик 4 могут использоваться в режиме измерения температуры потока или в режиме измерения скорости потока. В случае, когда поток флюида направлен навстречу корпусу 1, датчик 2 термоанемометра используют в режиме измерения температуры, а датчик 4 термоанемометра в режиме измерения скорости потока. В этом случае нагревательный элемент датчика 2 отключен и задействован только его термочувствительный элемент, а у датчика 4 термоанемометра задействованы нагревательный и термочувствительный элементы, и тепло, выделяемое нагревательным элементом датчика 4 не влияет на работу термочувствительного элемента датчика 2. Одновременно по изменению электропроводимости флюида между корпусами 1 и 3 датчиков термоанемометра определяют состав флюида.

При смене направления потока, т.е. когда поток направлен навстречу корпусу 3, датчик 4 термоанемометра используют в режиме измерения температуры, а датчик 2 термоанемометра в режиме измерения скорости потока. В этом случае нагревательный элемент датчика 4 отключен и задействован только его термочувствительный элемент, а у датчика 2 задействованы нагревательный и термочувствительный элементы, и тепло, выделяемое нагревательным элементом датчика 2 не влияет на работу термочувствительного элемента датчика 4.

Переход каждого датчика с режима измерения температуры на режим измерения скорости потока флюида осуществляется по команде, поступающей из электронного блока.

Температура, скорость и состав флюида определяются по результатам предварительной градуировки соответствующих датчиков. Данные градуировок хранятся в элементах памяти электронного блока.

Использование датчиков термоанемометра попеременно в активном и пассивном режимах позволяет определять направление потока. Например, сначала датчик 4 термоанемометра используют в пассивном режиме (нагревательный элемент датчика 4 отключен и задействован только его термочувствительный элемент) измерения температуры, а датчик 2 термоанемометра в активном режиме (у датчика 2 термоанемометра задействованы нагревательный и термочувствительный элементы) измерения. Регистрируют разницу температуры между показаниями датчика 2 и датчика 4 ΔT1. Далее, наоборот, датчик 4 термоанемометра используют в активном режиме измерения температуры, а датчик 2 термоанемометра - в пассивном режиме измерения температуры. Регистрируют разницу температуры между показаниями датчика 2 и датчика 4 ΔТ2. Если величина ΔT1 по модулю больше величины ΔТ2 по модулю, то поток направлен навстречу корпусу 3. Если величина ΔT1 по модулю больше величины ΔТ2 по модулю, то поток направлен навстречу корпусу 1.

Использование двух термоанемометров помимо своего прямого назначения еще и для определения состава флюида расширяет функциональные возможности предлагаемого скважинного датчика, а локализация датчиков температуры, скорости и состава флюида в одном малообъемном модуле повышает достоверность получаемой информации непосредственно в точке измерения в режиме реального времени.


СКВАЖИННЫЙ ДАТЧИК
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 112.
27.01.2013
№216.012.206a

Способ увеличения проницаемости призабойной зоны пласта

Изобретение относится к области обслуживания скважин, в частности к способам увеличения проницаемости призабойной зоны пласта посредством интенсификации притока флюидов в скважину - гидроразрывом. Обеспечивает повышение надежности и эффективности интенсификации притока флюидов в скважину,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473799
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.2070

Способ определения акустических характеристик глинистой корки

Изобретение относится к способу определения акустических характеристик глинистой корки, образующейся при бурении скважины, таких, как подвижность флюида и пьезопроводность глинистой корки. Техническим результатом является создание простого, эффективного и точного способа определения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473805
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.02.2013
№216.012.23e1

Способ определения профиля притока флюидов многопластовых залежей

Изобретение относится к нефтедобыче, а именно к устройствам для измерения количества нефти и нефтяного газа, извлекаемого из недр, и может быть использовано для оперативного учета дебитов продукции нефтяных и газоконденсатных скважин, как отдельных, так и кустов. Техническим результатом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474687
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.02.2013
№216.012.23e2

Способ определения акустических характеристик глинистой корки

Изобретение относится к способу определения акустических характеристик глинистой корки, образующейся при бурении скважины, таких как подвижность флюида и пьезопроводность глинистой корки. Техническим результатом является создание простого и эффективного способа определения характеристик...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474688
Дата охранного документа: 10.02.2013
20.05.2013
№216.012.41ff

Способ исследования образцов мерзлых пород

Изобретение относится к области исследования образцов мерзлых пород и может быть использовано для изучения пространственного распределения и концентрации ледяных и/или газогидратных включений в поровом пространстве образцов, определения размера включений, открытой или закрытой пористости и т.п....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482465
Дата охранного документа: 20.05.2013
10.06.2013
№216.012.48e1

Способ очистки трещины гидроразрыва пласта

Изобретение относится к извлечению углеводородов из подземных продуктивных пластов, в частности к способам очистки трещины гидроразрыва. При осуществлении способа создают электропроводящую упаковку расклинивающего агента, осуществляют гидравлический разрыв с помощью электропроводящей жидкости...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484237
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.06.2013
№216.012.48e7

Способ гетерогенного размещения расклинивающего наполнителя в трещине гидроразрыва разрываемого слоя

Изобретение относится к извлечению жидкостей из подземных формаций и может быть применено при интенсификации потока через формацию путем гидравлического разрыва. Способ включает гидравлический разрыв отдельного разрывного коллекторного слоя подземной формации с целью обеспечения гетерогенного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484243
Дата охранного документа: 10.06.2013
27.06.2013
№216.012.51a6

Способ исследования образцов неконсолидированных пористых сред

Использование: для исследования образцов неконсолидированных пористых сред. Сущность: заключается в том, что образец предварительно замораживают, замороженный образец в условиях отрицательной температуры приводят в контакт с замороженным раствором рентгеноконтрастного агента, по окончании...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486495
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.06.2013
№216.012.51ae

Способ определения местоположения и размеров неоднородных образований на стенках трубопровода

Использование: для диагностики состояния трубопроводов. Сущность: заключается в том, что осуществляют излучение акустического сигнала звукового диапазона в стенку трубопровода, граничащую со средой, окружающей трубопровод или протекающей внутри трубопровода, регистрацию отраженных от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486503
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.08.2013
№216.012.652c

Способ определения свойств пористых материалов

Изобретение относится к области исследования свойств пористых материалов, в частности к методам определения величины смачиваемости и распределения пор по размерам. Способ определения свойств пористых материалов заключает в том, что сперва образец пористого материала помещают в ячейку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491537
Дата охранного документа: 27.08.2013
Показаны записи 1-10 из 87.
27.01.2013
№216.012.206a

Способ увеличения проницаемости призабойной зоны пласта

Изобретение относится к области обслуживания скважин, в частности к способам увеличения проницаемости призабойной зоны пласта посредством интенсификации притока флюидов в скважину - гидроразрывом. Обеспечивает повышение надежности и эффективности интенсификации притока флюидов в скважину,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473799
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.2070

Способ определения акустических характеристик глинистой корки

Изобретение относится к способу определения акустических характеристик глинистой корки, образующейся при бурении скважины, таких, как подвижность флюида и пьезопроводность глинистой корки. Техническим результатом является создание простого, эффективного и точного способа определения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473805
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.02.2013
№216.012.23e1

Способ определения профиля притока флюидов многопластовых залежей

Изобретение относится к нефтедобыче, а именно к устройствам для измерения количества нефти и нефтяного газа, извлекаемого из недр, и может быть использовано для оперативного учета дебитов продукции нефтяных и газоконденсатных скважин, как отдельных, так и кустов. Техническим результатом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474687
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.02.2013
№216.012.23e2

Способ определения акустических характеристик глинистой корки

Изобретение относится к способу определения акустических характеристик глинистой корки, образующейся при бурении скважины, таких как подвижность флюида и пьезопроводность глинистой корки. Техническим результатом является создание простого и эффективного способа определения характеристик...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474688
Дата охранного документа: 10.02.2013
20.05.2013
№216.012.41ff

Способ исследования образцов мерзлых пород

Изобретение относится к области исследования образцов мерзлых пород и может быть использовано для изучения пространственного распределения и концентрации ледяных и/или газогидратных включений в поровом пространстве образцов, определения размера включений, открытой или закрытой пористости и т.п....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482465
Дата охранного документа: 20.05.2013
10.06.2013
№216.012.48e1

Способ очистки трещины гидроразрыва пласта

Изобретение относится к извлечению углеводородов из подземных продуктивных пластов, в частности к способам очистки трещины гидроразрыва. При осуществлении способа создают электропроводящую упаковку расклинивающего агента, осуществляют гидравлический разрыв с помощью электропроводящей жидкости...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484237
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.06.2013
№216.012.48e7

Способ гетерогенного размещения расклинивающего наполнителя в трещине гидроразрыва разрываемого слоя

Изобретение относится к извлечению жидкостей из подземных формаций и может быть применено при интенсификации потока через формацию путем гидравлического разрыва. Способ включает гидравлический разрыв отдельного разрывного коллекторного слоя подземной формации с целью обеспечения гетерогенного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484243
Дата охранного документа: 10.06.2013
27.06.2013
№216.012.51a6

Способ исследования образцов неконсолидированных пористых сред

Использование: для исследования образцов неконсолидированных пористых сред. Сущность: заключается в том, что образец предварительно замораживают, замороженный образец в условиях отрицательной температуры приводят в контакт с замороженным раствором рентгеноконтрастного агента, по окончании...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486495
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.06.2013
№216.012.51ae

Способ определения местоположения и размеров неоднородных образований на стенках трубопровода

Использование: для диагностики состояния трубопроводов. Сущность: заключается в том, что осуществляют излучение акустического сигнала звукового диапазона в стенку трубопровода, граничащую со средой, окружающей трубопровод или протекающей внутри трубопровода, регистрацию отраженных от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486503
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.08.2013
№216.012.652c

Способ определения свойств пористых материалов

Изобретение относится к области исследования свойств пористых материалов, в частности к методам определения величины смачиваемости и распределения пор по размерам. Способ определения свойств пористых материалов заключает в том, что сперва образец пористого материала помещают в ячейку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491537
Дата охранного документа: 27.08.2013