Чертежи-Графическая часть-Курсовая работа-Основные элементы системы скважинного расходомера, Патентно-информационный обзор, Глубинный скваженный преобразователь расхода, Деталировка

Проблема выбора расходомера для целей осуществления контроля (из-мерения) за объемом перекачиваемой жидкости (воды) без извлечения ее на поверхность далеко нетривиальна и обусловлена тем, что такие расходомеры должны соответствовать следующим критериям.
1. Наработка на отказ расходомера должна быть не менее наработки на отказ скважинного оборудования (насоса и электродвигателя).
2. Максимально простая схема съема электрического сигнала с выхода первичного преобразователя и его обработки для получения информации на поверхности об объеме перекачиваемой жидкости.
Этим двум критериям в той или иной мере удовлетворяют тахометриче-ские расходомеры, общим для которых является измерение скорости движе-ния подвижного элемента, по которой судят о расходе, а по числу оборотов или ходов судят о количестве (объем или масса) прошедшего вещества. К та-хометрическим расходомерам относятся в первую очередь турбинные и ша-риковые расходомеры [4].
Чувствительным элементом турбинного счетчика является аксиальная (осевая) турбинка с лопастями, расположенными под углом к направлению потока жидкости, и свободно вращающаяся на подшипниках. Скорость вра-щения турбинки прямо пропорциональна скорости потока и, следовательно, расходу проходящей жидкости, а число оборотов ее за определенный период - объему жидкости, прошедшей за этот период [4].
Главный недостаток первичных преобразователей турбинных расходо-меров состоит в том, что турбинки преобразователей перекрывают проход-ное сечение трубопровода, вследствие чего тяжело воспринимают гидравли-ческие удары, которые, в свою очередь, ускоряют разрушение лопаток тур-бинок и износ подшипников. Кроме того, лопатки турбинок, являясь прегра-дой движущегося потока, могут забиваться инородными телами, что также сказывается на надежности турбинок, вплоть до их заклинивания.
Подвижным элементом шарикового расходомера служит шарик, который вращается под действием закручиваемого специальным образом потока из-меряемого вещества. Частота вращения шарика, прямо пропорциональная расходу, преобразуется в информационный электрический сигнал или ин-дукционным или индуктивным, или магнитоуправляемым контактом (герко-ном) и т.п.
Шариковые расходомеры свободны от вышеперечисленных недостатков, присущих первичным преобразователям (датчикам) турбинных расходоме-ров и полностью удовлетворяют критериям: повышенной надежности (нара-ботка на отказ) и максимальной простоты съема и обработки информацион-ного электрического сигнала, пропорционального расходу.
Сравнение турбинных и шариковых расходомеров однозначно показыва-ет превосходство шариковых расходомеров над турбинными.
Таким образом, именно преобразователи расхода шариковых расходо-меров более других предпочтительны для работы в скважине в паре с электроцентробежным насосом, однако существующие конструкции наземно-го применения, безусловно, требуют существенной доработки их для адапта-ции к скважинным условиям эксплуатации в составе устройства межпласто-вой перекачки воды.
В части глубинного скважинного преобразователя расхода для устрой-ства межпластовой перекачки воды требуемый технический результат обес-печивается тем, что в глубинном скважинном преобразователе расхода устройства межпластовой перекачки воды, содержащем составной проточ-ный корпус с центральным осевым и кольцевым коаксиальным измеритель-ным каналами, причем на входе измерительного канала установлен враща-тель потока с радиальными косыми лопатками, расположенными под углом к набегающему потоку воды, на выходе этого канала установлен выпрямитель потока с радиальными прямыми лопатками, между вращателем и выпрями-телем потока выполнена торообразная кольцевая канавка, в которой с воз-можностью качения по ее поверхности размещен шар, а также узел контроля за круговыми движениями шара по этой кольцевой канавке, корпус выпол-нен в виде, как минимум, двух частей, наружная из которых содержит поса-дочное седло под вставную, с возможностью установки и съема, центральную часть корпуса, в теле наружной части корпуса размещен фиксатор взаимно-сопряженного состояния обеих частей, вращатель и выпрямитель потока жестко закреплены на вставной части корпуса, а кольцевая канавка выполне-на в теле наружной части непосредственно над посадочным седлом, при этом геометрическая образующая поверхности кольцевой канавки является поло-виной дуги окружности с концами этой дуги, лежащими на прямой, не па-раллельной оси корпуса и пересекающейся с этой осью за выпрямителем по-тока.
Глубинный скважинный преобразователь расхода (см. фиг.2) для устрой-ства межпластовой перекачки воды содержит составной проточный корпус 16 с центральным осевым (позиция 17) и кольцевым коаксиальным измери-тельным (позиция 18) каналами. На входе измерительного канала 18 уста-новлен вращатель 19 потока с радиальными косыми лопатками 20, располо-женными под углом к набегающему потоку воды (как это изображено на фиг.З), а на выходе этого канала установлен выпрямитель 21 потока с ради-альными прямыми лопатками 22. Между вращателем 19 и выпрямителем 21 потока выполнена торообразная кольцевая канавка 23, в которой размещен шар 24, а за канавкой, в теле корпуса 1, размещен узел 25 контроля за кру-говыми движениями шара, соединенный электрической связью с наземным блоком 12 вычисления расхода, содержания
мехпримесей и учета количества перекачиваемой воды. Проточный кор-пус 16 выполнен, как минимум, из двух частей, наружная часть 26 из кото-рых содержит посадочное седло 27 под вставную, с возможностью установки и съема, центральную часть 28 корпуса 16. В теле наружной части 26 разме-щен фиксатор 29 взаимно-сопряженного состояния обеих частей. Вращатель 19 и выпрямитель 21 потока жестко закреплены на вставной центральной ча-сти 28 корпуса, а кольцевая канавка 23 выполнена в теле наружной части 26 непосредственно над посадочным седлом 27, при этом геометрическая обра-зующая поверхности кольцевой канавки является половиной дуги окружно-сти с концами этой дуги (точки А и Б на фиг.2), лежащими на прямой "а-б", не параллельной оси 0-0 корпуса и пересекающейся (там же, точка К) с этой осью за выпрямителем 21 потока.