Устройство для контроля дифференциального расхода в скважине

Сеюз Севетсних

Сецнаанетичеекнх

Р4Фп блик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()969894 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 06. 04. 81 (21) 3265907/22-02 (И)М Кл з с присоединением заявки ¹ "

Ф (23) Приоритет

Опубликовано 3(11082. Бюллетень ¹40

E 21 В 47/10

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 622. 241 (088. 8) Дата опубликования описания 30 ° 10.82

М.З.Кравец, .В.П.Миронов, Э.Л.Рожанский,: и A.Ï.ÑTðàäûìoâ

Куйбышевский политехнический институт им. В.В.Куйбьааева 1 (72) Авторы изобретения (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО

РАСХОДА В СКВАЖИНЕ

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и может применяться для распознавания поглощений буровых растворов и нефтеводогаэо- > проявлений.

Известна система для распознавания поглощений и нефтеводогазопроявлений, включающая отстойные емкости, буровые насосы, расходомер на входе в скважину, приемные емкости, двухпоэиционный уровнемер, на сос откачки и расходомер потока жидкости на насосе откачки (1).

Однако такая система обладает низким быстродействием и большой погрешностью измерения дифференциального расхода.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является устройство для контроля дифференциального расхода, содержащее датчик расхода на входе в скважину, соединенный через схему . усреднения с первым входом блока вычитания, устройство усреднения выходного расхода гидравлического типа, последовательно соединенное трубопроводом с датчиком выходного расхода, выход которого связан с вторым входом блока вычитания, и блок индинации, соединенный с выходом блока вычитания (2).

Однако известное устройство обладает недостаточной точнос гью, так как время усреднения не учитывает частотные параметры пульсаций расхода, а одновременное измерение расходов на входе и выходе скважины не учитывает задержку распространения изменения расхода в колонне бурильных труб и в кольцевом пространстве скважины.

Цель изобретения - повышение точности измерения дифференциального расхода.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство дополнительно введены датчики двойных ходов и числа работающих насосов, . блок задания времени усреднения, датчик длины колонны и схема задержки, причем датчики двойных ходов и числа работающих насосов подключены ко входам блока задания времени усреднения, выход которого подсоединен к управляющим входам первого и второго блоков усреднения выход первого блока усреднения подсоединен к первому входу схемы задержки, второй вход которой связан с датчиком дли969894 ны колонны, а выход с вторым входом блока вычитания.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит датчик 1 расхода на входе в скважину, соединенный 5 через первый блок 2 усреднения и схему 3 задержки с первым входом блока

4 вычитания, выход которого связан со входом блока 5 индикации, датчик

6 двойных ходов и датчик 7 числа работающих насосов, соответственно соединенные с первым и вторым входом блока 8, задания времени усреднения, датчик 9 выходного расхода соединен- 15 ный 5 через второй блок 10 усреднения с,вторым входом блока 5 вычитания, датчик 11 длины колонны, связанный с управляющим входом схемы задержки. Выход блока 8 задания времени усреднения связан с управляющими входами первого и второго блоков 2 и 10 усреднения.

В основу работы системы положен принцип синхронизации времени усреднения с периодом пульсации расхода 25 промывочной жидкости н циркуляционной системе буровой и сдвиг времени измерения выходного расхода по отношению ко времени измерения входного расхода на время задержки пере- 30 дачи изгленения расхода в системе колонны бурильных труб и кольцевом пространcTне скважины.

Как изнестно, полный период пульсаций расхода можно записать н виде:

Т = — с, и (1) где Т„ — полный период пульсаций расхода, с; с — число двойных ходон насоса в минутуу и — число работающих насосов.

Для обеспечения максимального быстродействия системы принимаем время усреднения расходов на входе и выходе скважины равным одному периоду пульсации расхода

JJCP и(2)

Время задержки распространения изменения расхода Т можно определить50 иэ зависимости (3) о где Ь вЂ” длина колонны бурильных

К труб; 55

V — скорость звука н промывочной жидкости.

Система работает следующим обра зом.

По информации о числе двойных 60 ходов в минуту и числе работающих насосов, поступающей с датчиков б и 7, в блоке 8 задания времени ус; реднения определяется нремя усреднения согласно уравнениям (1) и 65 (2) и на его основе вырабатывается управляющий сигнал, который поступает на управляющие входы первого.и второго блоков соответственно 2 и 10 усреднения. В результате этого время усреднения сигналов и датчика 1 расхода на нходе скважины и датчика 9 выходного расхода устанавливается равным Т„. Одновременно информация о длине колонны поступает на управляющий вход схемы 3 задержки.

По значению L „ и информации о ско-.. рости эвуха в промывочной жидкости, вводимой предварительно в схему .задержки по данным последнего очередного кантроля параметров промывочной жидкости, время задержки устанавливается равным Т согласно уравнению (3) .

Таким образом, сигналы, пропорциональные средним значениям расхода промывочной жидкости на входе и выходе скважины, поступают на первый и второй входы блока 4 вычитания с заданным сдвигом но времени. В блоке

4 вычитания вычитается истинное значение дифференциального расхода, информация о котором выводится на блок 5 индикации.

Предлагаемое устройство позволяет уменьшить погрешность измерения дифференциального расхода за счет синхронизации времени, усреднения с пульсацией расхода и учета конечной скорости передачи изменения расхода по колонне бурильных труб и кольцевому пространству скважины, что особенно нажно для распознавания начальной стадии поглощений и проявлений. Ранее распознавание таких видов осложнений позволит принять необходимые меры по их ликвидации и предупредить возгложность возникновения аварий, ликвидация которых сняэана с большими затратами как трудовых, так и материальных ресурсов.

Формула изобретения

Устройство для контроля дифференциального расхода в скважине, содержащее датчики расхода на входе и выходе скважины, подключенные соответственно к первому и второму блокам усреднения, и блок вычитания, первый вход которого снязан с выходом второго блока усреднения, а выход подсоединен к блоку индикации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, в него дополнительно введены датчики двойных ходов и числа работающих насосов, блок задания времени усреднения, датчик длины колонны и схема задержки, причем датчики двойных ходов и числа работающих НВСо 969894

Составитель А.Наэаретова

Редактор В.Пилипенко Техред Ж.Кастелевич Корректор А.Гриценко

Эакаэ 8339/36 Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3O35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент,, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 с сов подключены ко входам блока задания времени усреднения, выход которого подсоединен к управляющим входам первого и второго блоков усреднения, выход первого блока усреднения подсоединен к первому входу схемы задержки, второй вход которой связан с датчиком длины колонны, а выход со вторым входом блока вычитания.

Источники инФорМации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР (9 775305, кл. Е.21 В 47/10.

5 2. Maus L.D., Peters В.А., Meador D.I. Sensitive dicta-flaw method

detects kicks or. бова returus. ,01Pand Gos Х, 1979, 77, 9 34, р.125132 (прототип) .