SU1456550A1

SU1456550A1 - Способ определени динамического уровн жидкости в скважине

Info

Publication number: SU1456550A1
Application number: SU874270075A
Authority: SU
Inventors: Семен Павлович Захаревич; Владимир Владимирович Войтеховский; Дмитрий Семенович Захаревич; Сергей Николаевич Жуков
Priority date: 1987-04-29
Filing date: 1987-04-29
Publication date: 1989-02-07

Abstract

.Изобретение относитс к измерительной технике и предназначено дл диагностировани условий работы обо-« рудовани водоподъемных скважин. Цель - повышение точности определени уровн жидкости (ЗОК) в скважине, оборудованной погруженным- насосом с 1 Изобретение относитс к измерительной технике, преимущественно к измерению уровней жидкости в скважинах , оборудованных устройствами дл подъема жидкости, и может быть использовано дл диагностировани ус- .ловий работы оборудовани скважины, в частности водоподъемных скважин. Целью изобретени вл етс повышение точности, определени уровн жидкости в скважине. На чертеже представлена схема устройства, по сн юща способ изме- напорным трубопроводом (ТИ). Дл этого сначала определ ют статический УЖ в скважине и производ т измерение веса напорного ТП с погруженным насосом при установившемс статическом УЖ. Затем скважину заполн ют жидкостью , производ т взвешивание напорного ТП с насосом и.измер ют расход жидкости и внутренний диаметр обсадной трубы. По разности весов напорного ТП с насосом при статическом УЖ и заполненной жидкостью скважине, измеренному расходу жидкости дл заполнени скважины и внутреннему диаметру обсадной трубы определ ют статический УЖ. Затем пускают погружной насос в работу и измер ют вес напорного ТП с насосом в установившемс динамическом режиме. Определ ют разность весов до и после пуска насоса в работу и по ней с учетом глубины статического УЖ определ ют динамический УЖ в скважине. 1 ил. рени уровн жидкости в скважине, общий вид. Сначала необходш о надежно соединить напорный трубопровод. 1 с насосом 2 через весо вой измеритель . 3 с подъемным устройством ,4 (соединение не показано), Затем после рассоединени фланцев 5 и 6 производитс подъем напорного трубопровода на высоту 2-3 см. В этом положении снимаетс показание весового измерител 3, после чего необходимо выждать 10-15 мин дл того, чтобы 4 СД О5 сд

Description

10

15

31456550

убедитьс , что в межтрубном пространстве 7 устаноиилс статический уровень жидкости. Если в течение данного времени показани весового измерител посто нны, то это означает , что статический .уровень в скважине стабилизирован. Это будет первое взвешивание, которое обозначим G,, т.е. взвешивание напорного трубопровода с насосом при статическом уровне жидкости в скважине.

После этого необходимо произвести заполнение межтрубного пространства 7 жидкостью, дл чего в штуцер 8 манометра 91на напорном трубопроводе 1 посредством тройника 40 подсоедин етс расходна лини , состо ща из счетчика-расходомера 11, электромагнитного вентил 12 и датчика 13 уров-20 н заполнени , который устанавливаетс на обсадной трубе 14 скважины. Затем производитс включение электромагнитного вентил 12 и одновременно счетчика-расходомера 11. При заполне- 25 НИИ межтрубного пространства 7 скважины посредством датчика уровн происходит одновременное их выключение. При этом снимаетс второе показание с весового измерител , т.е. ние напорного трубопровода с насосом при полностью заполненной скважине G,,, и со счетчика-расходомера - расход залитой жидкости в межтрубное пространство Q.

После включени электродвигател насоса и установлени динамического уровн жидкости в скважине (характеризуетс стабильным установившимс показанием весового измерител 3) ПРОИЗВОДЯТ третье взвешивание напорного трубопровода GJ. Дп определени уровней жидкости в скважине необходимо измерить внутренний диаметр обсадной трубы do5 скважины.

Определение статического уровн жидкости в скважине основано на законе Архимеда F Vpg, но, так как разность весов G,- G,j F Vpg,

тт G 4 - G-i

V

tr

объем вытесненной жидкости напорным трубопроводом с навешенной на него арматурой до статического уровн . Количество залитой воды в скважину от статического уровн и объем напорного трубопровода с-повешенной на нем арматурой (силовой кабель,.хо- . муты, муфты) в сумме должны быть равны объему обсадной трубы скважины, имеем

с

Q + V

Ст

(2)

Так как V

ск

.H

4 ст

V определ етс по уравнению (1), а Q - величина измеренна ,то после подстановки их значений в уравнение (2) и несложных преобразований имеем уравнение дл определени статического уровн жидкости в скважине

Е9ЛЯ+(С, - Ga)

Динамический уровень жидкости в скважине определ етс по разности весов при динамическом уровне G и при

взвёшива- 30 остью заполненной жидкостью скважине G.:

Н.

(3)

G, - G,,

Удиир

g

(4)

35

АИМ объем вытесненной жидкости при динамическом уровне .

V

40

где

Лий Н

Лим ср

(5)

Дни

Чр

45

динамический уровень жидкости в скважине; средний диаметр напорного трубопровода с учетом навешенной на него арматуры, определ емый из выражени

V.

ст ср сгПодставив в вьфажение (4.) А« уравнени (5), S

(6)

ст

pg

(1)

(6) и VpT- - из (1) и лровед преобраер

значе- - из

зование, получим

(G3 - G-2)HcT (

р - плотность жидкостиj

выталкивающа сила жидкости ц

F V

- объем вытесненной телом

жидкостиJ

g - ускорение свободного падени ;

V

tr

с

Q + V

Ст

(2)

Так как V

ск

.H

4 ст

V опреде Е9ЛЯ+(С, - Ga)

Н.

(3)

G, - G,,

Удиир

g

(4)

V

0

где

Лий Н

Лим ср

(5)

Дни

Чр

5

V.

(6)

(6) и VpT- - из (1) и лровед преобраер

значе- - из

ц

зование, получим

(G3 - G-2)HcT (

Н

Аим

Обозначив

Н

GJ - Gi

G,G; Р

Н

п.

АНН

ст

(7)

получим (8)

Пример. Опробование способа, провод т на водоподъемных скважинах . Глубина скважины 73 м, диаметр обсадной трубы 150 мм (0,15 м), наружный диаметр напорного трубопровода 80 мм (0,08 м). В скважине установлен погружной насос ЭЦВ 6-16-110.

Все измерени по предлагаемому способу производ т в следующей после- ю ЭРСУ-ЗК, от которого подаетс довательности. Подготовительные one- питание на датчик 13 уровн . Жид- рации. Установка грузоподъемного уст- кость от приемника - водонапорной ройства (кран грузоподъемностью башни (не показана) через штуцер 8, 30 кН). На крюк подъемного устрой- тройник 10, счетчик-расходомер 11 ства 4 крана навешиваетс весовой из- is (СТВ-12), электромагнитный вентиль

кабель силовой и др.), в воздухе вы ше статического уровн и остальной ег9 части с насосом, наход щимс в воде ниже данного уровн .

Заполнение скважины жидкостью. Заполнение происходит после включени электромагнитного вентил 12 через регул тор сигнализатор уров20

35

меритель 3 (динамометр ДП-50). При помощи троса (. фМ мм) напорный трубопровод 1 присоедин етс к весовому измерителю 3. Рассоедин ютс фланцы 5 и 6. Из штуцера 8 вывинчиваетс манометр 9 и на его место устанавли- йаетс тройник 10, к которому подсоедин етс манометр 9. К тройнику 10 подсоедин етс счетчик-расходомер 11 (турбинный счетчик воды СТВ-15). На фланце 5 устанавливаетс датчик 13 уровн регул тора сигнализатора уровн ЭРСУ-ЗМ. К счетчику-расходомеру 11, посредством шланга подсоедин етс электромагнитный вентиль 12 (ЕСПА-12) 30 шланг от которого идет в межтрубное пространство скважины. В электрическую цепь ЭРСУ-ЗМ подсоедин етс датчик уровн и электромагнитный вентиль ЕСПА-12.

Производитс подъем напорного трубопровода 1 с насосом 2 на рассто ние 2-3 см между фланцами 5 и 6. Первое взвешивание. Взвешивание напорного трубопровода с насосом производитс при установившемс статическом уровне жидкости в скважине, который определ етс следующим образом. После подн ти напорн-ого трубопровода с на- сосом на рассто ние 2-3 см между фланцами снимаетс показание с весового измерител и устанавливаетс за ним наблюдение. Если в течение 10- 15 мин показание весового измерител одно и то же, то это означает, что в скважине установилс статический уровень. Это показание и вл етс первым взвешиванием напорного трубо- пройода с насосом при статическом уровне жидкости в скважине, которое 55 обозначаем Ср, . ср, 7834Н. BecCf, состоит из веса части заполненного жидкостью напорного трубопровода с навешенной на него арматурой (муфты.

12 (ЕСПА-12) подаетс в обсадную трубу 14 скважины. При достижении жидкостью датчика 13 уровн произой дет отключение электромагнитного вентил 12 через ЭРСУ-ЗМ. Затем сни маютс показани со счетчика-расход мера 11, т.е. определ етс расход залитой жидкости в скважину на ее заполнение от статического уровн J 25 Q 0,372 м.

Второе взвешивание. После отключени электромагнитного вентил 12 снимаетс показание с весового изме рител 3. Эта величина равна Ф. 6529 Н.

Вес Pj состоит из веса части заполненного жидкостью напорного трубопровода с арматурой в воздухе выше плоскости фланца 6 и остальной его части с насосом, наход щемс в жидкости ниже плоскости фланца 6.

Третье взвешивание. Взвешивание производитс при установившемс динамическом уровне жидкости в скважине.

Дл установлени динамического уровн жидкости в скважине производитс включение электродвигател насоса и ведетс наблюдение за показа- 45 кием весового измерител 3. Если показание весового измерител в течение 10-15 мин посто нно, то это свидетельствует об установившемс в скважине динамическом уровне. В данном случае эта величина равна

40

50

РЗ 9897 Н.

По полученным измерени м производитс определение статического по формуле (3) и динамического по форму ле (7) уровней жидкости в скважине: Н 28,450 м, НАИН 69,199 м.

ЭРСУ-ЗК, от которого подаетс питание на датчик 13 уровн . Жид- кость от приемника - водонапорной башни (не показана) через штуцер 8, тройник 10, счетчик-расходомер 11 (СТВ-12), электромагнитный вентиль

кабель силовой и др.), в воздухе выше статического уровн и остальной ег9 части с насосом, наход щимс в воде ниже данного уровн .

Заполнение скважины жидкостью. Заполнение происходит после включени электромагнитного вентил 12 через регул тор сигнализатор уров

12 (ЕСПА-12) подаетс в обсадную трубу 14 скважины. При достижении жидкостью датчика 13 уровн произойдет отключение электромагнитного вентил 12 через ЭРСУ-ЗМ. Затем снимаютс показани со счетчика-расходомера 11, т.е. определ етс расход залитой жидкости в скважину на ее заполнение от статического уровн J Q 0,372 м.

Второе взвешивание. После отключени электромагнитного вентил 12 снимаетс показание с весового измерител 3. Эта величина равна Ф. 6529 Н.

Дл установлени динамического уровн жидкости в скважине производитс включение электродвигател насоса и ведетс наблюдение за показа- кием весового измерител 3. Если показание весового измерител в течение 10-15 мин посто нно, то это свидетельствует об установившемс в скважине динамическом уровне. В данном случае эта величина равна

РЗ 9897 Н.

По полученным измерени м производитс определение статического по формуле (3) и динамического по формуле (7) уровней жидкости в скважине: Н 28,450 м, НАИН 69,199 м.

7 1456550 нализ формул (3) и (7) показывача ре ко ме из ро эл из пр ра то

ет, что точность величин Н

СТ

и Н

АМН

зависит от точности измерени величин Q, Р, , 9 и Ф, . Отсюда следует что определение .статического Н и динамического Н уровней жидкости в скважине по предлагаемому способу может быть произведено с заранее заданной точностью. Например, если величины ф, , 9j и , определить с точностью до 1 кг, что не составл ет больших сложностей, Q - до 0,1 м, то точность определени статического Нр и динамического Нд„ц уровней жидкости в скважине, произведенных по формулам (3) и (7), составит не- более 0,005 м.

Такой точности данных величин (Нр и Ндщ) получить по известному способу нельз из-за измерени статического уровн жидкости в скважине с помощью электроуровиемёра, например электроуровнемера ЭВ-Ш.

Основной причиной низкой точности статического уровн с помощью электроуровнемера (других технических средств не имеетс ) вл етс то, что при опускании гр-уза с электроконтактом (датчиком) при помощи каната, (провода) нельа установить сколько раз произойдет наматьшание каната (провода) вокруг напорного трубопровода . Следовательно нельз уста8

чаетс больша погрешность при измерении длины самого каната (длина которого достигает 200 м), При измерении Такой длины каната точность измерени составит дес тки сантиметров (по технической характеристике электроуровнемера ЭВ-1м, точность измерени ±0,2 м), кроме того, .в процессе работы на канате возникают различные перегибы и закрутки каната (провода), которые ведут к снижению точности измерени .

Claims

Формула изобретени

Способ определени динамического уровн , жидкости в скважине, оборудо- ванной погружным, насосом с напорным трубопроводом, включающий определение статического уровн , измерение веса напорного трубопровода t погружным насосом до и после пуска его в работу , определение разности весов, по которой опреде:7 ют динамический уровень с учетом глубины статического уровн , отличающийс тем, что, с целью повьшени точности определени , заполн ют скважину жидкостью и производ т взвешивание напорного трубопровода с насосом, измер ют расход жидкости и внутренний диаметр обсадной трубы, а статический

новить, с какой точностью произведе-35 уровень определ ют по разности весов

но измерение статического уровн . Здесь точность измерени может достигать даже нескольких метров.

Второй причиной низкой точности измерени Н вл етс то, что полу-

напорного трубопровода с насосом при статическом уровне и заполненной жидкостью скважине, измеренному расходу жидкости дл заполнени скважины и внутреннему диаметру обсадной трубы.