Часть 1. Исследования в скважинах. Исследования и специальные работы в скважинах

• Название: Исследования и специальные работы в скважинах
• Дата: 05.11.2022
• Размер: 2.36 Mb.
• Имя файла: Часть 1. Исследования в скважинах.doc
• Тип: Учебное пособие; #771225
• страница: 9 из 15

1.4.7. Специальные манометры, применяемые в бурении

Помимо вышерассмотренных общепромышленных манометров, в практике разведочного и эксплуатационного бурения скважин применяются специальные приборы, в основу которых положен один из принципов общепромышленных манометров. Особенностью этих манометров является специфичность их конструкций, приспособленная к конкретным условиям работ.
Глубинные манометры применяют при бурении разведочных и эксплуатационных скважин на нефть и газ для замера и регистрации пластовых и забойных давлений.

Знание величин этих давлений позволяет решать следующие задачи:

1. 
   определить зависимость дебита от депрессии на забое;
   
2. 
   исследовать явления взаимного влияния скважин и тем самым определить гидропроводимость пласта;
   
3. 
   составить карты изобар, по которым возможно прогнозирование изменения давления в различных точках пласта;
   
4. 
   решить вопрос о глубине отбора пробы нефти и др.
   

Рис. 1.16. Поршневый глубинный манометр: 1, 6 – пружины; 2 – часовой механизм; 3 – барабан; 4 – поршень; 5 – сальниковое уплотнение; 7 – фильтр; 8 – ртутный термометр; 9 – головка; 10 – канал; 11 – якорь; 12 – держатель; 13 – игла; 14 – корпус прибора

Рис. 1.17. Глубинный манометр с трубчатой многовитковой пружиной: 1 – часовой привод механизма задержки; 2 – лимб установки времени задержки; 3 – стопор баланса часов; 4 – часовой механизм записи; 5 – каретка; 6 - барабан с диаграммным бланком; 7 – игла; 8 – пружина; 9 – узел уплотнения; 10 – сильфонный разделитель; 11 – винт; 12 – редуктор

Учитывая специфику работ, глубинные манометры должны отвечать следующим требованиям:

- иметь малые наружные диаметры в связи с тем, что они помещаются внутри испытателей пластов или опускаются внутрь насосно-компрессорных труб;

- иметь достаточно прочный и герметичный корпус прибора, способный выдержать высокие гидростатические давления;

- конструкция и материалы приборов должны быть подобраны с учетом возможности работы в скважинах с высокими температурами и в агрессивной среде.

Глубинные манометры классифицируются по следующим признакам:

1. 
   По назначению – для измерения избыточного давления и дифференциальные.
   
2. 
   По принципу действия – с многовитковой трубчатой пружиной и пружинно-поршневые.
   
3. 
   По степени точности – 0,6 и 1,0 класса.
   
4. 
   По способу передачи показаний – с местной регистрацией и дистанционные.
   

Поршневый глубинный манометр. Принципиальная схема поршневого глубинного манометра показана на рис. 1.16.

Измеряемое давление через канал 10, фильтр 7 и рабочую жидкость (спиртовой раствор шампуни или масло индустриальное 50), заполняющую полость прибора 14, воспринимается поршнем 4. Поступательное перемещение поршня уравновешивается натяжением винтовой пружины 6, которая одним концом прикреплена к поршню, а вторым – к якорю 11. Посредством держателя 12 с поршнем соединена корундовая игла 13, соприкасающаяся с чувствительным слоем на фольге или на бумажном бланке диаграммы. Бланк диаграммы свертывается в цилиндр и вставляется в барабан 3. Часовым механизмом 2 барабану сообщается вращательное движение, что позволяет вести запись давления во времени. Для амортизации часового механизма помещена пружина 1. Для введения температурной поправки на показания прибора предусмотрен максимальный ртутный термометр 8. Спуск прибора в скважину производят на проволоке, присоединенной к головке 9.

Глубинные поршневые манометры типа МГП-3М выпускают с пределами измерений 15,7; 24,5; 39,2 МПа. Класс точности приборов 1,5.
Глубинный манометр с трубчатой многовитковой пружиной.На рис. 1.17 приведена схема глубинного манометра МГИ-1 с трубчатой многовитковой пружиной (геликсом).

1.5. Приборы для гидрогеологических исследова-

ний в скважинах
1.5.1. Приборы для измерения и регистрации уровня воды в

скважинах
Для измерения уровней воды в скважинах широко примняются переносные уровнемеры – электрические и рулетки с хлопушкой. Их основные характеристики приведены в табл. 1.6.

Питание электроуровнемеров УЭ осуществляется от батарей КБС-Л-0,5.

К переносным электроуровнемерам относится ленточный УЛ-50 (рис. 1.18), разработанный ВСЕГИНГЕО. Его преимущество по сравнению с электроуровнемерами УЭ и ПУ - возможность получения нормированных значений метрологических характеристик..

Табл. 1.6.

Технические характеристики переносных уровнемеров

Прибор	Тип	Диапазон измерений, м	Диаметр датчика, мм	Масса, кг	Габариты, мм
Уровнемер электрический	УЭ-50	0-50	12	2,5	215 80 134
	УЭ-75	0-75	12	3,1	215 80 134
	УЭ-200	0-200	12	4,3	200 152 155
	ПУ-100	0-100	12	2,2	265 142 193
	ПУ-150	0-1500	12	2,7	265 142 193
	ПУ-200	0-200	12	3,3	265 142 193
	ПУ-300	0-300	12	3,5	265 142 193
	ПУ-500	0-500	12	4,2	265 142 193
Рулетка	РС-20	0-20	16	0,6	100 (диаметр)
	РС-50	0-50	40	1,2	105 140 50
Катушка	ГГП-12б	0-100	40	2,3	370 160 76

Уровнемер состоит из основания с ручкой, к которому прикреплен корпус уровнемера, и катушки с измерительной лентой. Один конец ленты жестко связан с катушкой, другой соединен с электродом, в котором размещены элементы питания – батареи 314. Ход катушки управляется ленточным тормозом. В основание прибора встроен микроамперметр для индикации достижения электродом уровня воды. Глубина залегания уровня определяется измерительной лентой, вытягиваемой электродом под действием его веса до момента соприкосновения с водой. Фиксация момента достижения электродом уровня воды основана на свойстве электропроводности воды.
Основная техническая характеристика:

Диапазон измеряемых глубин, м..............................................................	0-50
Допустимая основная погрешность, см...................................................	± 3
Диаметр электрода, мм..............................................................................	30
Масса, кг.....................................................................................................	3

Среди стационарных уровнемеров наибольшее применение нашли поплавковые приборы. Поплавковые уровнемеры делятся на показывающие и регистрирующие.

Из показывающих приборов ранее выпускался уровнемер УБ-1, предназначенный для измерения уровня воды в скважинах диаметром около 100 мм на глубинах до 60 м. Он состоит из поплавка, противовеса, соединяющего их троса, который перекинут через блок, жестко связанный со счетчиком, указывающим глубину уровня воды в данный момент времени. При условии замены поплавка диаметром 250 мм поплавком меньшего диаметра для измерения уровня воды в скважинах могут использоваться самописцы СУВ-М «Валдай» и ГР-38.

Уровнемер для наблюдательных скважин УСР предназначен для автоматического измерения и регистрации изменений уровня воды в скважинах режимной сети (рис. 1.19). Прибор состоит из блоков первичного преобразователя, управления, регистрации, источника питания, кабелей связи и контрольного прибора.

Датчики уровня пружинные ДУП предназначены для получения оперативной информации об уровне воды в скважинах различного назначения. Датчик состоит из упругого чувствительного элемента, выполненного в виде сильфона, связанного стержнем и якорем с измерительной пружиной, и электронного преобразователя. Частота выходного сигнала электронного преобразователя изменяется линейно в диапазоне 2-4 кГц (4-8 кГц) в зависимости от перемещения стержня упругого чувствительного элемента в пределах 0-2 мм. В процессе измерений датчик размещается в скважине на глубине ожидаемого изменения уровня.



Р ис. 1.19. Уровнемер УСР:

1 – датчик; 2 – кабель связи; 3 – блок регистрации;

4 – блоки питания, преобразования и управления
Рис. 1.18. Ленточный уровнемер

УЛ-50:

1 – катушка; 2 – корпус; 3 – электрод;

4 – измерительная лента; 5 – основание;

6 - ручка
Основная техническая характеристика УСР:

Глубина установки блока первичного преобразователя в скважине, м...................................................................................................................	50
Диапазон измерений, м..............................................................................	От +3 до -3
Предел допускаемой погрешности, см.....................................................	± 3
Время безнадзорной работы, мес..............................................................	6
Регистрация результатов измерения.........................................................	Цифровая
Габариты блока первичного преобразователя, мм: длина................................................................................................. диаметр.............................................................................................	460 70
Разработчик и изготовитель......................................................................	ВСЕГИНГЕО

Основная техническая характеристика ДУП:

Верхние пределы измерения, м.............................................................	25, 40, 101,50
Предел приведенной основной погрешности, %................................	1,5
Выходной сигнал....................................................................................	Непрерывный, с частотной амплитудой 1,2 В
Напряжение питания от внешнего источника, В................................	24
Потребляемая мощность, В •А..............................................................	0,6
Габариты, мм: длина........................................................................................... диаметр.......................................................................................	690 46
Масса, кг..................................................................................................	5
Изготовитель...........................................................................................	Опытный завод (ВИОГЕМ, Минчермет СССР)

Рис. 1.20. Измерительный комплекс КПВ-4: 1 – скользящий контакт; 2 – опоры поплавкового колеса и качалки контакта; 3 – противовес; 4 – провод ГСП; 5 – нихром; 6 - поплавковое колесо

Для автоматического измерения уровня воды в наблюдательных скважинах и расхода воды на изливе при проведении откачек предназначен комплекс КПВ-4, способный одновременно измерять и автоматически регистрировать уровни в кусте наблюдательных скважин, расход воды из откачанных скважин (рис. 1.20). Комплекс включает: уровнемеры, самопишущие мосты КСМ-4, линию связи.
Основные технические характеристики КПВ-4:

Диапазон измерения: уровня, м.................. расхода, м3/ч............	0-10 5-100
Основная погрешность регистрации: уровня, см................ расхода, %................	± 3 2,5
Напряжение питания то ка, В..............................	220
Частота, Гц.......................	50
Разработчик и изготови тель...............................	ВСЕГИНГЕО

При использовании одного самопишущего моста КСМ-4 уровень регистрируется в двенадцати скважинах. Комплекс позволяет в течение длительного времени круглосуточно и одновременно проводить измерения и автоматическую регистрацию в процессе откачек.