Наличие капилляра исключает возможность вытекания жидкости из геликса и смешивания ее с жидкостью термобаллона.
Заполнение термоблока двумя жидкостями, имеющими существенно различные значения коэффициента теплового расширения, обеспечивает значительное понижение влияния тепловой инерции пружины.
Рисунок 4. Термометр ТГГ - 1 в разрезе.
На рисунке: 1. Наконечник, 2. Максимальный ртутный термометр, 3. Труба, 4. Пробка; 5. Корпус термобаллона, 6. Капилляр, 7. Прокладка, 8. Штуцер, 9. Штифт.
Прибор подвешивается на проволоке при помощи подвески, состоящей из замка и зажима.
Глубинные самопишущие термометры выпускаются с диапазонами измерений 30; 40 и 60°С и верхним пределом измерения, определяемым индивидуальными изменениями температуры при исследовании. Так, если, ожидаемая в скважине максимальная температура равна 60°С, а температура на поверхности не превышает 20° С, то, очевидно, необходимо пользоваться термометром, имеющим диапазон измерений 40°С с пределом 60°С.
Максимальная ордината записи лежит в пределах 50 - 52 мм. Рабочее перемещение каретки 60 мм. Порог чувствительности прибора 0,2°С. Класс точности прибора 1.
Масштаб записи температуры определяется при тарировке и поверке прибора и приводится в паспорте.
При ходовом винте с шагом 6 мм масштаб записи времени равен 10 мин/мм, а при ходовом винте шагом 18 мм равен 3,33 мин/мм.
Порядок спуска и проведения замеров в целом идентичен манометру ММГ. Обработка диаграммы записи температур включает:
измерение ординат;
определение температуры по диаграмме записи.
Предварительно на диаграмме необходимо отметить точки, по которым будет происходить определение температуры. Измерять ординаты необходимо с точностью до 0,02 - 0,03 мм.
Определение температуры по диаграмме записи может быть выполнено одним из следующих способов:
расчетом;
интерполированием по таблице поверки;
сравнением со значениями по максимальному термометру (этим способом следует пользоваться в том случае, когда положение втулки пишущего острия па оси геликса нарушено, и нельзя пользоваться паспортными данными о начальном значении температуры.)
дополнительной поверкой при повышенной температуре (этим способом пользуются в тех случаях, когда к точности измерений предъявляются высокие требования).
Самопишущий глубинный термометр служит важным средством для исследования пластов и скважин, т.к. такие параметры, как давление, вязкость, фазовые состояния, температура в пласте и скважине зависят друг от друга, и их изучение является необходимым условием для решения задач рациональной разработки нефтяных месторождений и установления оптимальных режимов работы скважин.
Измерение температуры по стволу скважины необходимо для введения температурных поправок ь показания глубинного самопишущего манометра при измерении изменения давления по стволу скважины.
Зная изменение температуры по стволу скважины, можно также определить глубину начала выпадения парафина и соответственно определить глубину спуска депарафинизационных средств.
Таким образом, глубинный самопишущий термометр может быть применен для следующих целей.
Для точного измерения температуры на забое скважины и прослеживания изменения этой температуры при изменении отбора.
Для снятия диаграммы изменения температуры вдоль ствола скважины. В этих случаях необходимо спускать прибор с остановками на заданных глубинах с выдержкой не менее 20 мин., если изменение температуры на данном интервале глубины превосходит 10°С, и но менее 10 мин, если это изменение меньше 10°С.
Для прослеживания температуры в проделах отдельных интервалов глубин в скважине, например, вдоль фильтра. В исследуемом интервале глубины спускать прибор следует со скоростью порядка 5*м/с.
Раздел 6. Оптико - механические измерительные приборы в нефтяной промышленности
Оптико механическими называют приборы, использующие приципы физической, геометрической оптики и механические передачи. Они позволяют получать увеличенные изображения измеряемых объектов, повышать точность отсчета и точность измерений, а также уменьшать габариты приборов путем применения отражательных зеркал и преломляющих призм. К оптико-механическим измерительным приборам относятся микроскопы, пружинно-оптические измерительные головки (оптикаторы), оптиметры, ультраоптиметры, длиномеры, измерительные машины, интерферометры и др
В нефтяной промышленности (а конкретно - в нефтяной геологии) наиболее распространение получили поляризационные микроскопы.
Поляризационный микроскоп - специализированный тип оптического микроскопа, предназначенный для исследования анизотропных объектов (объектов с различными свойствами сред). Ключевыми отличиями таких микроскопов от обычных является наличие следующих деталей:
Замена обычного предметного столика на круговой вращающийся предметный столик.
Добавлено устройство для освещения поляризованным светом (поляризатор);
Добавлен второй поляризационный фильтр (анализатор).
Ниже, на рисунке 5, представлена обобщенная схема устройства петрографического поляризационного микроскопа БиОптик BPR 200:
Рисунок 5.
Принцип его работы описывается следующим образом:
Луч света из осветителя идет на поляризатор, где свет естественный превращается в поляризованнный . Затем, по оптическому тракту, он поступает на ирисовую диафрагму, где усиливается его светосила, углубляется резкость и получается правильная экспозиция. После диафрагмы, свет попадает на конденсатор, который собирает поляризованный и усиленный свет и концентрирует его на исследуемом образце (срезе горной породы (керна)), размещенном на предметном столике. Поляризованный свет, проходя через вещество из - за анизотропности оптических свойств среды исследуемого образца, может менять свою плоскость поляризации, отражаться или же свободно проходить через среду образца. Пройдя через образец, свет проходит в окуляр и через него попадает, на компенсационную пластинку, где регулируется контраст деталей исследуемого образца по отношению к интенсивности и цвету фона. Потом свет попадает на анализатор. Анализатор, в сущности, аналогичен поляризатору, но плоскость поляризации анализатора повёрнута на 90є, относительно плоскости поляризации поляризатора, в результате чего свет, отраженный, или сменивший свою плоскость поляризации выявляется в виде излишнего затемнения. В итоге затемнения и прозрачные области создают цветную оптическую картину структуры исследуемого образца, видную в бинокулярную визуальную насадку исследователю.
Стоит также отметить, что все вышеописанное относиться к анизотропным (неоднородным) средам, таким как мусковит/кварцевый сланец. В изотропных (однородных средах) поляризованный свет из поляризатора проходит через изотропное вещество без изменений. Анализатор, повернутый в микроскопе на 90є по отношению к поляризатору, этот свет не пропускает. Все изотропные вещества (зерна кристаллов кубической сингонии, стекло, канадский бальзам) остаются затемненными.
Исследованию с помощью поляризационного микроскопа как правило подвергаются буровые керны, извлекаемые из недр специальными колонковыми бурами. Керн из колонкового снаряда извлекается аккуратно без нарушения его ориентировки, очищается тряпкой или бумагой от глинистого раствора и укладывается в специальные ящики. Керны могут содержать вскрышную породу, нефтематеринскую породу или искомый нефтяной коллектор.
Чтобы исследовать образцы породы под микроскопом, геологи из геологической службы вырезают из буровых кернов тончайшие пластинки. Их специально обрабатывают - шлифуют или протравливают. Эти микрошлифы имеют толщину от 0,02 до 0,03 миллиметра.
Анализ таких образцов под микроскопом дает сведения о минеральном составе, пористости и проницаемости породы, и в целом позволяет выработать понимание о дальнейшей стратегии проведения исследований.
Раздел 7. Перспективы использования регистрирующих самопишущих КИП и оптико - механических средств измерения в нефтяной промышленности
Прогресс не стоит на месте, и в части самопишущих КИП за последнее время шагнул далеко вперед, в сторону автоматизации и дистанционного управления. И хотя на данный момент в странах СНГ еще достаточно распространены устройства измерения самопишущего, регистрирующего типа, также повсеместно начинают внедряться автономные, электронно - цифровые приборы и системы телеметрии, такие как:
АЦМ-6 (Автономный цифровой манометр-термометр): предназначен для регистрации давления и температуры при гидродинамических исследованиях в процессе бурения и эксплуатации нефтяных и нагнетательных скважин. Прибор производит измерение давления и температуры через заданные интервалы времени и записывает цифровую информацию в электронную энергонезависимую память. Датчик давления является одновременно и датчиком температуры.
После проведения измерений данные считываются в компьютер для обработки, анализа, вывода на экран (принтер) в графическом или цифровом виде и передачи в другие программы обработки. АЦМ-6 имеет три режима работы "экономичный" (минимальное потребление тока), "прецизионный" (максимальная чувствительность канала давление), "скоростной" (для измерения быстротекущих изменений давления); Существует модификация прибора с дополнительным датчиком температуры и датчиком влагомера.
Скважинный телеметрический комплекс Электрон - ТМС. Комплекс погружной телеметрии ТМС позволяет измерять расширенный состав параметров скважины и предназначен для измерения:
температуры погружного электродвигателя и окружающей среды;
давления на приеме насоса;
давления на забое скважины;
вибрацию по осям X, Y и Z.
температуры пластовой жидкости;
температуры статора ПЭД, измеряемой выносным датчиком;
давления масла ПЭД;
В состав комплекса входит контроллер погружной телеметрии наземный (ТМСН), устанавливается в станцию управления; блок погружной телеметрии «ТМСП-12-РН» устанавливается в нижнюю часть ПЭД; контроллер устьевой телеметрии (КТМ) - опционален (снимает показатели с устья скважины). Телеметрическая информация с погружного блока передаётся через силовой кабель питания ПЭД, обрабатывается в наземном блоке и поступает на станцию управления.
Как можно видеть из приведенных примеров, основной тенденций является внедрение систем, не требующих присутствия человека и способных давать информацию в готовом для дальнейшей обработки с помощью программных средств.
К сожалению, повсеместному широкому внедрению автономных, электронно - цифровых приборов и систем телеметрии мешают несколько факторов, среди которых можно отметить:
Низкая квалификация обслуживающего персонала.
Устаревшая инфраструктура месторождений
Высокая цена внедрения, окупаемая только при массовом внедрении на всем месторождении.
Однако спрос на такие системы и приборы растет, и в дальнейшем будет только увеличиваться, что обусловлено большим удобством использования и точностью получаемой информации, по сравнению с традиционными самопишущими системами.
В части оптико - механических средств измерения также происходят значительные изменения. В частности, кроме использования поляризационных микроскопов, для анализа срезов керна в лабораторных условиях широко стали использоваться растровые электронные микроскопы. Данные микроскопы работают по принципу фокусирования пучка электронов на образце, часть которых отражается от него и улавливается детектором, который преобразует их в растровое изображение с последующей передачей сигнала от детектора электронов на ТВ экран или монитор компьютера. Среди достоинств такого микроскопа, можно отметить высокую разрешающую способность и возможность работать как с анизотропными, так и с изотропными средами. Недостатками таких микроскопов можно назвать техническую сложность и высокую стоимость.
В целом, можно сказать, что прогресс не стоит на месте, и в части контрольно - измерительных приборов для нефтяной промышленности он шагнул достаточно далеко, предоставив более точные и функциональные приборы.
Заключение
В соответствии с поставленной во введении целью работы, в данной работе было освещено устройство и принципы работы регистрирующе - самопищущего типа, в частности:
Самопищущих глубинных манометров МГГ/МГП
Самопищущего глубинного термометра ТГГ.
Были освещены вопросы их эксплуатации, предельных значений измерения и некоторые технологические характеристики. Кроме того, было проведено сравнение манометров МГГ и МГП, позволившее определить сильные и слабые стороны обоих приборов, применимость их к различным ситуациям.
Также было приведена информация о оптико - механическом приборе КИП, применяемом в нефтяной промышленности, поляризационном микроскопе. Кратко описано его применение при исследовании образцов керна, область применяемости различных исследуемых средств.