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Elektrische LotYo'richtnng.
Die Erfindung betrifft eine Lotvorrichtung, die dazu dient, die Lage eines Flüssigkeitsspiegels von einem darüberliegenden Ort aus zu bestimmen. Sie eignet sich besonders zur Ermittlung der Charakteristik von Ölsonden.
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Diese Stoffe liegen schichtenweise im Bohrloch übereinander. Unmittelbar auf der Bohrloehsohle setzt sich der von den zuströmenden Fliissigkeiten mitgenommene Sand oder Schlamm ab, darüber sammelt sich die Salzsole, über der Salzsoleschicht das spezifisch leichtere Erdöl, das mehr oder weniger stark gashaltig ist. Über dem Erdöl befindet sich ein sehaumartiges Gemisch von Erdöl und Gas, aus dem nach oben ständig Gas entweicht. Soll die Förderung des Erdöles eingeleitet werden, so muss vor dem Absenken der Fördereinrichtung erst die richtige Eintauchtiefe festgestellt werden. Der Saugteil der Förderpumpe darf nicht zu tief eintauchen, weil er sonst nur Sand und Schlamm fasst, so dass die Pumpe in kurzer Zeit verunreinigt wird.
Sie muss dann, um eine Fortsetzung des Förderbetriebes zu ermöglichen, ausgebaut und gereinigt werden. Auch unmittelbar über der Sand-und Schlammschicht darf die Pumpe nicht angebracht werden, weil sie sonst nur die dort vorhandene Salzsole fördert. Sie darf aber auch nicht zu hoch im Bohrloch sitzen, da sie dann nur Gas oder Schaum schluckt. Die Pumpe muss vielmehr in die Erdölschicht eintauchen und, wenn eine Förderung mit günstigem Wirkungsgrad erzielt werden soll, in den unteren gasÅarmeren Tei1 dieser Schicht.
Die Eintauchtiefe wurde bisher entweder mittels eines am Schöpfseil abgesenkten Löffels oder durch aneinandergereihten Stange ermittelt. Beide Messmethoden sind umständlich und beanspruchen viel Zeit. Die Messung mittels Schöpfseiles liefert ausserdem nur angenähert richtige Werte. Durch die Messung geht viel Zeit für die Förderung verloren. Bei ungenauer Messung ist ausserdem ein Nachstellen der Fördereinrichtung nach dem Absenken unvermeidlich, was auch wieder eine gewisse Zeit beansprucht.
Dabei besteht die Gefahr, dass die Pumpe durch zu tiefes Absenken versandt und nochmals ausgebaut werden muss. Der Zeitverlust bedeutet aber einen Ausfall an Produktion und einen Verlust an Geld.
Die Erfindung hat den Zweck, diese Mängel zu beseitigen und eine genaue Ermittlung des Flüssigkeitsspiegels in kurzer Zeit zu ermöglichen.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Loteinrichtung derart ausgerüstet, dass damit auch andere, für Erdölsonden charakteristische Grössen ermittelt werden können, z. B. die Bohrlochtiefe und die Lage des Grenzniveaus zwischen Erdöl und Salzsole. Durch periodisch wiederholte
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ermittelt werden.
Von grösster Bedeutung ist ferner die Ermittlung des sogenannten Exploitationsniveaus, d. h. jenes Erdölniveaus, das sich bei fortgesetzter Förderung nach dem Eintreten stationärer Verhältnisse einstellt. Seine Ermittlung ist nur möglich, wenn sofort nach wiederholtem Auslöffeln eines gewissen Ölquantums die Messung ausgeführt werden kann, da sonst unterdessen das Niveau wieder steigt. Auch dieses Niveau kann durch die Lotvorrichtung, die den Gegenstand der Erfindung bildet, ermittelt werden, da sie eine rasche Ausführung der Messung gestattet.
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Nach der Erfindung ist an dem Lot ein Schalter angebracht, der über ein Kabel in einem Strom- kreis mit einer Stromanzeigevorriehtung liegt und der durch einen am Lo1körper angebrachten Hilfs- körper geöffnet oder geschlossen wird, wenn der Hilfskörper beim Eintauchen in die Flüssigkeit bewegt wird. Zur Betätigung des Schalters eignet sich am besten ein beweglich am Lot angebrachter Schwimmkörper, der beim Eintauchen des Lots durch den Auftrieb der Flüssigkeit, angehoben wird. Um auch die Tiefe des Bohrlochs messen zu können, ist am Lot ein Taster angebracht, der beim Auftreffen des
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durch den Schwimmkörper hervorgerufene Schalterbewegung rückgängig macht.
Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung näher erläutert werden. Fig. 1 zeigt die Gesamtansicht der Lotvorrichtung in der Seitenansicht und teilweise im Schnitt. Fig. 2 in der Ansicht von oben, Fig. 3 zeigt eine Ansführungsform des Lotgewiehtes im Schnitt. Die Fig. 4 : und 5 zeigen in zwei verschiedenen Ansichten eine weitere Ausführungsform des Lotgewiehtes im Schnitt. Fig. 6 zeigt eine
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stellen weitere Ausführungsbeispiele des Lotgewichtes dar. Fig. 9 zeigt eine Einzelheit des Lotgewichtes nach Fig. 8.
Auf der Erdoberfläche 1 ist mittels der Böcke 2, 3 die Kabeltrommel 4 mit dem zweiadrigen
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den Griff 15 in die Nullage zurückgestellt werden kann.
Seitlich der Kabeltrommel 4 ist die Bandbremse 16 mit dem Bremshebel 77 angebracht, der an dem Ausleger 9 gelagert ist. Das eine Ende 18 des Kabels, das in das Innere der Trommel 1 geführt und durch die Schelle 19 festgeklemmt ist, ist an den Klemmenkasten 20 angeschlossen, von dem der Strom zu den seitlich der Trommel angebrachten Schleifringen 27, 22 mit den Bürsten 23, 24 geführt wird. An den Klemmenkasten 20 ist mittels des Steckers 25 die Taschenlampenbatterie 26 angeschlossen, die mit dem Summer 27 in Reihe geschaltet ist.
An dem andern Ende 28 des Kabels ist das hohle Lotgewieht 29 befestigt. Es bildet ein Gehäuse für die im Innern gelagerten bewegliehen Teile. An dem Rahmen 30, Fig. 3, ist mittels des Lenkers 31 und des Winkelhebels. 3. 2 der Korksehwimmer 33 gelagert. An dem Lenker 31 ist der Quecksilberschalter 34 befestigt, der an die beiden Leiter 35, 36 des Kabels 28 angeschlossen ist. Mit dem Arm : 37 des Winkelhebels 32 arbeitet der Kegel 38 zusammen, der an dem verschiebbar im Rahmen 30 gelagerten Taster 39 mit der Fussplatte 40 befestigt ist. Sein Hub ist einerseits durch den Kegel'j8, anderseits
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zu dem Schwimmer 33 gelangen kann.
Durch die Türe 43, Fig. 1, kann man zu den beweglichen Teilen im Gehäuse gelangen.
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für die ausgelaufene Länge des Kabels zu schonen, sind die Rollen 6, 12, 1, und das Zählwerk 14, Fig. 1. in einem besonderen Rahmen 44 gelagert, der lösbar mit dem Ausleger 9 verbunden ist.
Die Vorrichtung arbeitet in folgender Weise : Es soll die Lage des Flüssigkeitsniveaus N-N im Bohrloch 10 ermittelt werden. Zu diesem Zwecke wird durch Öffnen der Bandbremse 76 mittels des Hebels 17 das Lotgewieht 29 ins Bohrloch abgesenkt. Das Zählwerk 14 registriert dabei die ausgelaufene
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und die Stromquelle 26 geschlossen. Durch das Ansprechen des Summers wird das Messpersonal darauf aufmerksam gemacht, dass das Flüssigkeitsniveau erreicht ist. Nun wird durch Schliessen der Bandbremse die Trommel 4 stillgesetzt und durch wiederholtes Auf- und Abwinden des Kabels der Punkt ermittelt, an dem gerade der Summer anspricht. Der Abstand des Niveaus von der Erdoberfläche 7 ist dann gleich der Länge des ausgelaufenen Kabels und kann an dem Zählwerk 14 unmittelbar abgelesen werden.
Zur Ermittlung der Bohrlochtiefe wird das Lotgewicht 29 noch weiter abgesenkt, bis die Fussplatte 40 auf die Bohrlochsohle auftrifft. Der Taster 39 wird beim weiteren Absenken des Lotgewiehtes in das Gehäuse 29 geschoben und bringt mittels des Kegels 38 den einen Arm des Winkelhebels 32 aus der Stellung 7a in die Ausgangsstellung 37 zurück. Der Schwimmer 33 wird entgegen dem Auftrieb aus der Stellung in die Ausgangsstellung 33 herabgezogen, desgleichen gelangt der Quecksilberschalter aus der Sehliessstellung 34a in die Offenstellung 34 zurück und der Stromkreis wird geöffnet. Das Verstummen des Summers zeigt dem Messpersonal an, dass die Bohrlochsohle erreicht ist,
die Bohr- lochtiefe kann an dem Zählwerk 14 abgelesen werden.
Hierauf wird das Kabel wieder aufgewunden und das Lotgewicht hochgezogen. Beim Durchgang durch das Niveau 2V--A* kann die erste Messung nachkontrolliert werden. Sobald das Lotgewicht
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dadurch die Bohrloehmündung für das Einbringen der Fördereinrichtung freigemacht.
In der Ausführungsform nach Fig. 4 und 5 ist in dem Innern des Lotgewichtes 29 an den
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An der Achse 48 ist mittels der Schelle 49 der Quecksilberschalter 50 mit den Elektroden 51, 52 und dem
Quecksilbertropfen 53 befestigt. Seine Elektroden sind mittels der flexiblen Leitungen 54, 55 mit den
Hülsen 56, 57'im oberen Teil des Lotgewiehtes verbunden, in die die Stifte J. S, J9 des am unteren Kabel- ende befestigten Steckers 60 gesteckt sind. Der Stecker ist durch die Überwurfmutter 61 mit dem
Lotgewieht 29 verbunden.
In der Normallage ruht der Schwimmer 47 mit dem Teil 62 auf dem Anschlag 63. Sobald Flüssigkeit in das Gehäuse dringt, wird er im Drehsinn des Uhrzeigers geschwenkt und dabei der Quecksilber- Schalter ? geschlossen. Der untere Teil 64 des Gehäuses ist als Taster ausgebildet. Er wird beim Auftreffen auf die Bohrlochsohle ins Innere des Gehäuses geschoben und gelangt dadurch in die Stellung 64a, Fig. 5. Er trifft dabei auf den Teil 62 des Schwimmers und bringt diesen in die Normalstellung zurück.
In Fig. 6 besteht der Schwimmer 65 aus einem Glasbaiion, der zusammen mit dem Quecksilberschalter 66 einen Glaskörper bildet.
In Fig. 7 ist der Queeksilberschalter 67 in einem ampelartigen Körper 68 im Gehäuse 29 aufgehängt.
Auf der einen Seite des Körpers 68 sitzt das Korkstück 69, das durch ein Gegengewicht 70 austariert ist. Sobald der Körper 68 in die Flüssigkeit taucht, wird seine rechte Seite durch den Schwimmer 69 emporgehoben und dadurch der Quecksilberschalter 67 geschlossen. Beim Auftreffen des Gerätes auf die Bohrlochsohle wird der Körper 68 durch den Hohlkegel 71 des Tasters. 39 wieder in die horizontale Lage gebracht und dadurch der Quecksilberschalter geöffnet.
In Fig. 8 ist der Schwimmer 72 in der Hülse M im Innern des Gehäuses 29 gefiihrt. An dem Schwimmer 72 ist der Queeksilberschalter 74, der in Fig. 9 noch besonders dargestellt ist, mit dem einen Ende 75 aufgehängt. Das andere Ende 76 ist an den Taster 39 angelenkt. Solange das Lotgewieht sich ausserhalb der Flüssigkeit befindet, ist der Quecksilberschalter offen. Wird der Schwimmer beim Eintauchen in die Flüssigkeit aus der Stellung 72 in die Stellung 72a gehoben, so gelangt dadurch der
Quecksilberschalter in die Stellung 74a, in der das Quecksilber 53 seine Kontakte 51, 52 verbindet.
Beim Auftreffen auf die Bohrlochsohle wird der Schalter durch den Taster. 39 in die Stellung 74b gebracht und dadurch der Schalter wieder geöffnet.
In Fig. 10 sind an dem Lotgewicht 29 isoliert die Tauehelektroden 77, 78 angebracht, die mit den Leitern 35, 36 verbunden sind. Axial verschiebbar mit dem Lotgewicht 29 ist das Sehwimmergefäss 79 mit den Spülöffnungen 80 gelagert. Es enthält die gutleitende Kontaktflüssigkeit 81. Der Hub des Schwimmergefässes 79 wird durch die Wulste 82, 8 : 3 am Lotgewicht 29 begrenzt.
Das Gerät arbeitet auf folgende Weise : Beim Absenken liegt das Sehwimmergefäss 79 auf dem Wulst 82 auf, die Elektroden 77, 78 sind ausgetauscht. Sobald das Gerät auf das Flüssigkeitsniveau auftrifft, wird das Schwimmergefäss 79 durch den Auftrieb festgehalten, beim weiteren Nachlassen des Kabels tauchen die Elektroden 77, 78 in die Flüssigkeit 81. Dadurch wird der Signalstromkreis geschlossen.
Dem Messpersonal wird dadurch angezeigt, dass das Erdölniveau erreicht ist. Zur Ermittlung der Lage des Grenzniveaus zwischen Erdöl und Salzsole wird das Schwimmergefäss 79 durch weiteres Nachlassen des Lotgewichtes 29 in das Öl eingetaucht.
Durch Füllen des Gefässes 79 mit dem durch die Öffnungen 80 eindringendem Öl wird sich das Gefäss durch das Gewicht dieses Öles von selbst gegenüber dem Gewicht 29 erneut in seine tiefste Lage einstellen und daher den Kontakt zwischen den Elektroden 77, 78 öffnen. Nunmehr wird das Gerät weiter abgesenkt bis das Niveau der Salzsole erreicht ist. Man erkennt dies an dem abermaligen Ansprechen der Signalvorrichtung, da die Stromleitung zwischen den Elektroden 77, 78 durch die in das Gefäss 79 eindringende und das Öl verdrängende gutleitende Sole wiederhergestellt wird.
Mit diesem Gerät kann auch der Leitwert der Flüssigkeit im Bohrloch gemessen werden. Zu diesem Zweck wird durch Ziehen des Steckers 26, Fig. 1, der Summer 27 und die Taschenlampenbatterie 26 ausgeschaltet und statt dessen eine andere Stromquelle und ein Messgerät über die Bürsten 23, 24, Fig. 2, und die Schleifringe 21, 22 an die Kabelleiter angeschlossen.
In dem Lotgewicht 29 können auch die Geber von Fernthermometern, Fernmanometern, von Vorrichtungen zur Messung des spezifischen Gewichtes od. dgl. angebracht werden. Das Kabel enthält dann eine entsprechend grössere Zahl von Leitern und auf der Trommel der Winde wird eine entsprechend grössere Zahl von Schleifringen angebracht.
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