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:
определить зависимость дебита от депрессии на забое;
исследовать явления взаимного влияния скважин и тем самым определить гидропроводимость пласта;
составить карты изобар, по которым возможно прогнозирование изменения давления в различных точках пласта;
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:
По назначению – для измерения избыточного давления и дифференциальные.
По принципу действия – с многовитковой трубчатой пружиной и пружинно-поршневые.
По степени точности – 0,6 и 1,0 класса.
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).