Категории: ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника |
ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ В СКВАЖИНАХ
Для измерения температуры в действующих и остановленных фонтанных, газлифтных, глубиннонасосных и пьезометрических скважинах применяют термометры. Температура на забое зависит от глубины скважины и различна для различных географических районов. На нефтяных промыслах Татарии, Башкирии и Куйбышева температура на глубине 1900— 2000 м не превышает 40 °С. В отдельных районах Азербайджана, Грозного и Краснодара на глубине 3000—4000 м она составляет 150—170 °С, а в некоторых местах и 200 °С. Таким образом, для различных районов и различных технологических целей необходимы скважинные термометры с верхним пределом измерения 60; 100; 150; 200 и 250 °С. По принципу действия термометры разделены на две группы: с местной регистрацией и дистанционные. С местной регистрацией выпускают манометрические и биметаллические термометры, а дистанционные (электрические термометры сопротивления)— с металлическим или полупроводниковым резистором. Манометрический термометр состоит из термобаллона, манометрической пружины, часового механизма с регистрирующим устройством и узла подвески. Скважинный манометрический термометр (рис. 6.5) состоит из манометрического конденсационного термометра с использованием в качестве термобаллона змеевика 2 и преобразователя—геликсной пружины 4, соединенных каналом в переводнике 3. Свободный конец геликсной пружины запаян и соединен с осью, проходящей через переводник 5. На оси закреплено устройство 6 с пером 7, записывающее линию, длина которой пропорциональна углу раскручивания (а следовательно, и измеренной температуре), на диаграммном бланке, закрепленном в барабане 8. Барабан с помощью ходового винта 9, получающего вращение от часового механизма 11 через редуктор 10, перемещается поступательно. Таким образом, на диаграммном бланке получается запись изменения температуры во времени. Температуру по записи на диаграммном бланке определяют измерением ординаты интересующей точки с использованием поверочной таблицы, приведенной в паспорте прибора. Характеристика прибора, так же как и глубинного геликсного манометра, нелинейна, поэтому при определении значения температуры приходится пользоваться интерполяционной формулой. Конструкции механизмов регистрации манометрических термометров и манометров МГН-2 унифицированы. Прибор опускают в скважину на проволоке, которая крепится в головке 1. Термометр имеет пределы измерения 60; 100; 140; 180; 220 и 250 °С. Основная приведенная погрешность измерения ±1 %, инерционность 5 мин, рабочее давление до 100 МПа, диаметр прибора 32 мм, длина 1200 мм. ВНИИКАнефтегазом разработан манометрический термометр компенсационного типа с силовой компенсацией. Применение принципа силовой компенсации обеспечило повышение точности и снижение тепловой инерции прибора. Прибор имеет пределы измерения 20—100°С. Основная погрешность 0,3—0,5 % от предела измерения. Диаметр 36 мм, длина 2200 мм. Скважинный биметаллический термометр (рис. 6.6) состоит из термочувствительного элемента с пером, угла каретки, уплотнительной муфты, часового механизма и узла подвески. Термобиметаллическая пластина 12, свернутая в цилиндрическую спираль, одним концом крепится к корпусу 13. Свободный конец ее втулкой 10 скреплен с осью 5, на которой закреплен держатель с пером 4. В корпусе прибора сделаны прорези 11 для того, чтобы окружающая измеряемая среда имела непосредственный контакт с термочувствительным элементом. Ось уплотнена в корпусе сальниковыми устройствами 7 и 8. На оси 5 закреплена упорная втулка 9, препятствующая вдавливанию оси внешним давлением в герметичную камеру механизма регистрации. При изменении температуры термобиметаллическая пластина 12 раскручивается и поворачивает ось 5 на угол, пропорциональный измеряемому параметру. Закрепленное на оси корундовое перо чертит на диаграммном бланке, изготовленном из алюминиевой фольги, линию, ордината точек которой пропорциональна измеряемой температуре. Бланк вставлен в каретку 6, перемещаемую поступательно ходовым винтом 3, вращение которому от часового механизма 1 передается через зубчатую муфту 2. Таким образом, на диаграммном бланке получается запись изменения температуры во времени. Скважинные биметаллические термометры рассчитаны на пределы измерения 20—150°С, погрешность их составляет ±1°С, чувствительность 0,5 °С, масштаб записи температуры 2,3 °С в 1 мм, времени—10 мин в 1 мм, предельное давление окружающей среды до 40 МПа. Наружный диаметр 35 мм, длина 1000 мм. Дистанционные термометры представляют собой электрические термометры сопротивления, опускаемые в скважину на трехжильном каротажном кабеле. Применяют их при геофизических исследованиях. Измерительная схема такого прибора состоит из моста сопротивлений, все плечи которого смонтированы в глубинном снаряде. Дистанционный термометр ТЭГ показан на рис. 6.7. Температуру определяют по изменению частоты RC-генератора, имеющего в цепи RC два термочувствительных резистора Rt и две термостатированные емкости С. В термометре ТЭГ-36 резисторы выполнены из медного провода, вследствие чего характеристика их близка к линейной. Изменение температуры окружающей среды приводит к изменению сопротивлений резисторов, вследствие чего изменяется частота колебаний тока генератора. Переменный ток с выхода генератора 1 по трехжильному кабелю поступает на вход частотомера 2, находящегося на поверхности. Выходное напряжение частотомера пропорционально частоте поступающего на его вход переменного тока, а следовательно, и значению измеряемой температуры. Напряжение на выходе частотомера измеряется либо вольтметром 3, либо регистрирующим прибором каротажной станции. Пределы измерения температур устанавливаются потенциометром 4. Питание глубинного снаряда осуществляется от стабилизированного источника с напряжением 250 В через балластное сопротивление Rб. Для калибровки ТЭГ-36 дополнительно снабжен поверхностным калибратором, представляющим собой RС-генератор с двумя фиксированными периодами автоколебании, соответствующими температурам 20 и 100°С. Этот термометр изготавливают с пределом измерения температуры 150°С. Тепловая инерция составляет 2 с, диаметр прибора 360 мм, длина 2000 мм.
Контрольные вопросы 1. Назовите методы измерения температуры. 2. Объясните принцип действия и устройство манометрического термометра. 3. Какие вы знаете манометрические термометры? Дайте их сравнительную характеристику. 4. Расскажите о принципе действия электрических термометров сопротивления и укажите их достоинства и недостатки. 5. Как устроен электрический термометр сопротивления, какие для него применяют материалы? 6. Какие приборы применяют в качестве вторичных в измерительной системе электрического термометра сопротивления? 7. Какие вы знаете типы термометров для измерения средней температуры продукта в резервуаре? Как они устроены?
8. Расскажите о принципе действия и устройстве скважинного манометрического термометра. 9. Объясните принцип действия и устройство биметаллического скважинного термометра. 10. Расскажите принцип действия глубинного дистанционного термометра.
Глава 7 |
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-08-28 lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда... |