Скважинный датчик

Изобретение относится к скважинному оборудованию для нефтегазодобывающей промышленности, а именно к конструкциям скважинных датчиков.

Известна конструкция скважинного датчика, опубликованная в сети Интернет: https://www.halliburton.com/en-US/ps/well-dynamics/well-completions/intelligent-completions/permanent-monitoring/opsis-permanent-downhole-gauges.html, содержащая корпус для размещения в нём чувствительного элемента датчика, при этом присоединение конструкции датчика к держателю скважинного датчика осуществляется посредством четырёх болтов через мембрану и резиновое уплотнение.

Недостатками известной конструкции являются: возможность перекоса скважинного датчика при его монтаже; возможность возникновения с течением времени негерметичности по резиновому уплотнению; возможность раскручивания болтов при вибрации, что может привести к разгерметизации узла соединения скважинного датчика с держателем скважинного датчика.

Также известна конструкция скважинного датчика, описанная в патенте на изобретение «Интеграционная конструкция для скважинного датчика», RU2601347, E21B47/016, опубл. 10.11.2016, выбранная в качестве прототипа.

Известная конструкция объединяет в себе корпус, блок подвода погружного кабеля и переходник. Внутри корпуса выполнено установочное устройство, в котором размещена металлическая трубка с датчиком. С одной стороны корпус соединен с переходником, имеющим наружную резьбу для соединения с корпусом и внутреннюю резьбу для соединения с устройством.

Устройство содержит уплотнительный узел, состоящий из уплотнений для герметизации устройства с переходником и из последовательно расположенных уплотнительных колец, охватывающих трубку. Переходник выполнен с отверстиями под крепежные элементы и снабжен каналом для связи датчика с пространством внутри колонны насосно-компрессорных труб.

Недостатками известной конструкции являются: недостаточная герметичность соединения, так как возможно просачивание скважинной жидкости через резиновое уплотнение; недостаточная вибростойкость конструкции, так как при воздействии вибрации возможно раскручивание болтов, фиксирующих скважинный датчик; низкая ремонтопригодность конструкции, так как её корпусные детали соединены между собой при помощи сварки.

Решаемой технической проблемой является недостаточная надёжность конструкции скважинного датчика и его низкая ремонтопригодность.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение надёжности и ремонтопригодности скважинного датчика.

Указанный технический результат достигается за счёт того, что скважинный датчик содержит корпус, в котором размещена электронная схема и чувствительный элемент, при этом к корпусу при помощи резьбового соединения присоединён съёмный кожух, на котором для герметизации соединения установлены уплотнительные кольца, например, резиновые или тефлоновые, а также дополнительно между корпусом и кожухом установлено медное кольцо, предварительно подвергнутое термической обработке (обжигу), которое позволяет обеспечить плотность соединения, и, кроме того, на корпусе выполнен конус, служащий для обеспечения надёжного соединения по типу «металл по металлу» скважинного датчика с держателем скважинного датчика.

Такая конструкция позволяет в случае повреждения электронной схемы, чувствительного элемента или конуса в полевых условиях открутить корпус от кожуха, выполнить ремонт, например, заменить электронную плату или нарезать конус, вновь собрать датчик и повторно его использовать.

Заявляемая конструкция поясняется чертежами:

на фиг. 1 показан скважинный датчик в сборе;

на фиг. 2 показан разнесенный вид скважинного датчика.

Конструкция скважинного датчика содержит:

Кожух (1), соединённый с корпусом (2), в котором размещена электронная схема и чувствительный элемент (на фигурах не показаны), на котором для герметизации соединения установлены резиновые кольца (3) и тефлоновое кольцо (4), а также между корпусом и кожухом установлено медное кольцо (5), и, кроме того, на корпусе (2) выполнен конус (6), служащий для герметичного соединения скважинного датчика с держателем скважинного датчика.

Также для удобства откручивания кожуха от корпуса датчика дополнительно на наружной поверхности кожуха нанесены риски.

Заявляемая конструкция работает следующим образом.

При работе скважинного датчика герметичность соединения корпуса с кожухом обеспечивается при помощи уплотнительных колец, например, резиновых или тефлоновых, а также при помощи медного кольца, предварительно подвергнутому термической обработке (обжигу), а герметичность и надёжность соединения скважинного датчика с держателем скважинного датчика обеспечивается соединением «металл по металлу» по конусу, выполненному на корпусе.

В случае возникновения неполадок в работе электронной схемы, а также в случае повреждения чувствительного элемента или конуса, для быстрой диагностики или выполнения ремонта скважинный датчик может быть разобран путём отсоединения корпуса от кожуха, а после выполнения ремонта и обратной сборки эксплуатация скважинного датчика может быть продолжена.

Для проверки работоспособности предложенной конструкции скважинного датчика, входящего в состав подземного скважинного оборудования, были проведены опытные испытания в газовом стенде ООО «Научно-производственная фирма Завод «Измерон» с поддержанием скважинных условий по температуре и давлению, а также на скважинах Бованенковского и Чаяндинского газовых месторождений.

В результате проведённых испытаний при использовании известных технологий, широко применяемых в нефтегазодобывающей промышленности, применительно к газовым и газоконденсатным скважинам, была доказана работоспособность и надёжность заявляемой конструкции скважинного датчика при выполнении таких работ, как перфорация, гидроразрыв пласта и освоение скважины, а также его высокая ремонтопригодность.