Компенсационные манометры и дифманометры.

Автономные компенсационные манометры типа «Байкал-1» предназначены для измерения и регистра­ции небольших (до 2,5 МПа) давлений в сква­жинах.

Действие манометра основано на уравновешивании измеряе­мого давления натяжением винтовой цилиндрической пружины. В отличие от пружинно-поршневых манометров прямого дей­ствия (МПМ-4) трение в записывающем устройстве этого при­бора не влияет на его погрешность и чувствительность, так как деформация чувствительного элемента служит только для замыкания электрической цепи питания электродвигателя, ко­торый перемещает пишущее перо на ход, пропорциональный измеренному давлению.

Конструктивно манометр «Байкал-1» (рис. 10.5) состоит из преобразователя давления I, регистрирующего устройства II и блока питания III.

В качестве чувствительного элемента использованы сильфоны 16 и 18 разного диаметра, имеющие общее дно 17, кото­рое жестко соединено штоком 15 с винтовой цилиндрической пружиной 13. Второй конец пружины навинчен на якорь 12, вы­полненный в виде гайки, поступательно перемещающейся по ходовому винту 11, вращаемому с помощью электродвигателя постоянного тока 6. Вал электродвигателя одним концом сое­динен через понижающий редуктор с промежуточным винтом 9 и далее с основным винтом 11, а вторым концом также через понижающий редуктор — с винтом 5 регистрирующего устрой­ства.

Рис. 10.5 Компенсационный манометр «Байкал-1»

Рис. 10.6. Преобразователь давления дифманометра «Онега-1»

Измеряемое давление через разделитель 19 воздействует на кольцевую площадь сильфона большего диаметра 18, в ре­зультате чего он деформируется и перемещает шток 16 с за­крепленным на нем плечом пружинного контакта 14. При этом подвижной контакт замыкает электрическую цепь питания электродвигателя, вал которого приводит во вращение ходо­вые винты преобразователя давления и регистрирующего уст­ройства. При вращении винта 11 гайка 12 деформирует пру­жину 13 до тех пор, пока ее натяжение не станет равным усилию, действу-ющему на сильфон 18. При равенстве усилий подвижной контакт вернется в нейтральное положение и ра­зомкнет цепь питания электродвигателя. Частота вращения вала электродвига-теля, а следовательно, и деформация пру­жины будут пропорциональны измеренному давлению.

Одновременно пишущее перо 4 переместится по ходовому винту 5 на расстояние, также пропорциональное частоте вра­щения вала, а следовательно, измеренному давлению. Таким образом, на бланке, вставленном в барабан 3 часового при­вода 2, будет прочерчена линия, длина которой характеризует измеренное давление. С понижением давления подвижной кон­такт отклонится в другую сторону и вновь замкнет цепь элек­тродвигателя, вал которого начнет вращаться в обратную сто­рону до тех пор, пока усилие, действующее на сильфон, не уравновесится натяжением пружины. В этот момент подвиж­ной контакт снова переместится в нейтральное положение и разомкнет цепь питания электродвигателя.

Для предотвращения прибора от поломки при повышении давления служат микровыключатели 7, которые прерывают цепь питания электродвигателя в крайних положениях пол­зуна 8, перемещающегося по промежуточному винту 9. Элек­трическое питание двигателя осуществляется с помощью элементов 1, установленных в блоке питания I, а реверс дви­гателя - с помощью электронного переключателя 10, смонти­рованного в блоке электродвигателя.

Компенсационный скважинный дифманометр «Онега-1» предназначен для измерения и регистрации давления при исследовании скважин методами гидропрослу­шивания и восстановления давления.

Конструктивно прибор отличается от манометра «Байкал-1» наличием узла клапана, служащего для предотвращения по­ломки сильфонов при заполнении его сжатым газом. Преобра­зователь давления (рис. 10.6) через иглу 4 предварительно за­полняется сжатым газом под давлением, примерно равным за­бойному давлению в скважине. Под действием этого давления сильфон 5 с клапаном 6 закрывает входное отверстие 7, отсе­кая жидкость, заполняющую камеры 8 и 9. Давление сжатого газа через сильфоны 3 передается находящейся в замкнутом объеме несжимаемой жидкости, что предохраняет эти силь­фоны от разрушения. Ходовой винт 2 уплотнен сальником 1.

При спуске прибора в скважину клапан 6 открывается, когда забойное давление станет несколько большим давления сжатого газа. После открытия клапана прибор начинает ре­гистрировать изменение забойного давления (разность между давлениями в скважине и давлением сжатого газа). При подъ­еме прибора клапан 6 закрывается и сжатый газ остается в по­лости преобразователя.

В таблице 10.4 приведена характеристика манометров «Бай­кал-1» и «Онега-1».Пределы измерения давления дифманометром «Онега-1» определяются только жесткостью винтовой цилиндрической пружины. Они не зависят от давления сжатого газа. Поэтому с его помощью можно проводить гидропрослушивание скважин, когда максимальные приращения забойного давления со­ставляют порядка 0,5—2 % от начального значения.

Таблица 10.4

Характеристика манометров «Бай­кал-1» и «Онега-1»

Продолжительность работы компенсационных приборов не зависит практически от времени их пребывания в скважине, так как в период, когда давление не изменяется, питание элек­тродвигателя автоматически отключается.