DE2005545B2

DE2005545B2 - Tiefenmanometer

Info

Publication number: DE2005545B2
Application number: DE19702005545
Authority: DE
Inventors: Ah Aschraf Abdul Gusein Ahew Eldar Sirali Winogradow Konstan tin W Gamsajew Farchad Aga Mowsumsade Mir Samed Ah Pirwerdian Alexandr M Sultanow Asian Bachram Baku Ah Sade (Sowjetunion)
Original assignee: Aserbajdtschanskij nautschno issledo watel'skij Institut po dobytsche nefti, Baku (Sowjetunion)
Priority date: 1970-02-06
Filing date: 1970-02-06
Publication date: 1973-08-02
Also published as: DE2005545C3; DE2005545A1

Description

erwärmen und ausdehnen. Da aber die Wärmeausdehnungszahl der meist verbreiteten Flüssigkeiten diejenige der meist verbreiteten Metalle übertrifft, werden die Ausdehnungen gleicher Rauminhalte der Flüssigkeit in der Kammer 6 und der Wände dieser Kammer 6 einander nicht ausgleichen. Deshalb wird auch eine Temperaturänderung die Verschiebung der Stenge 7 beeinflussen.

Der Raumkompensator 10 ist zur Beseitigung dieses Einflusses bestimmt. Er wird aus einem Werkstoff gefertigt, der sowohl im Vergleich mit der Flüssigkeit in der Kammer 6 als auch mit dem Werkstoff der Wände dieser Kammer 6 eine kleinere Wärmeausdehnungszahl aufweist. Als solcher Werkstoff kann z. B. Quarzglas, das im Vergleich mit dem Werkstoff der Wände der Kammer 6, die z. B. aus Bronze hergestellt sind, eine kleinere Wärmeausdehnungszahl aufweist, verwendet werden.

Ein vollständiger Raumausgleich wird unter Einhaltung folgender Bedingung erzielt.

_v ₌ Vg (Xg - 3 !X₀)

3(<x_k — X₀)

hier ist:

Vk = Rauminhalt der Kammer 6,

Vg = Flüssigkeitsinhalt in der Kammer 6,

Xg = Wärmeausdehnungszahl der Flüssigkeit,

A₀ = Wärmeausdehnungszahl des Raumkompen-

sators,
X₁, = Wärmeausdehnungszahl des Werkstoffs

der Kammer 6.

Die Hubgröße der Stange 7 unter dem Einfluß des Druckes im Bohrloch wird durch folgende Formel ausgedrückt:

hier ist:

h = Hubgröße der Stange 7,
S = Stangen-Querschnittsfläche, V_g = Flüssigkeitsinhalt in der Kammer 6. ' β = Kompressibilitätskoeffizient der Flüssigkeit.

P = MeGdruck.

Die Hubgröße der Stange 7 kann in Abhängigkeit von der Menge und den Eigenschaften der Flüssigkeit ο sowie von der Querschnittsfläche der Stange verschieden ausfallen.

Der Betrieb des Tiefenmanometers verläuft in

folgender Weise.

Das Meßmittel in der Bohrung wirkt durch die

Öffnung 4 auf die als Gleitelement 7 ausgebildete

Stange. Die Stange verschiebt sich und übt dadurch

auf die Flüssigkeit in der Kammer 6 einen Druck aus,

der dem ßohrlochdruck gleich ist. Dabei zieht die

Schreibfeder 5 auf dem Kartogramm 2 eine Linie,

die der Stellung der St..;ge entspricht.

Somit wird der Druck in der Kammer 6 demjenigen in der Bohrung gleich sein, und es ist kein Druckgefälle an beiden Seiten der Stange vorhanden.

Aus diesem Grunde hat das erfindungsgemäße Tiefenmanometer praktisch keine Meßdruck grenze. Diese Grenze kann nur im Zusammenhang mit einem Druckwert stehen, bei dem unzulässige Änderungen der physikalischen Eigenschaften der Flüssigkeit und der Werkstoffe entstehen, aus denen das Tiefenmanometer gefertigt ist, d. h. mit einem Druck von einigen Zehntausend Atmosphären. Daraus folgt, daß das erfindungsgemäße Manometer in der Praxis die Untersuchung von beliebig tiefen Bohrungen gewährleistet. Es ist zu vermerken, daß die Meßgenauigkeit des erfindungsgemäßen Tiefenmanometers mit der Erhöhung der Druckwertgrenze nicht sinkt, sondern steigt, da viele Flüssigkeiten in d;r Praxis keine bleibende Verformung aufweisen und eine Hysteresis bei ihnen fehlt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Feder windet sich proportional dem Umgebungsdruck w,t»„t c r- κ in der Bohrune auf und betätigt einen mit einer Schreib- Hatentanspruche. fgder versehenen ZeigeT;der am Federblindende be festigt ist. Die Schreibfeder zeichnet eine Druckkurve

1. Tiefenmonometer zur Hochdruckmessung in 5 auf einem fortlaufend bewegten Registrierstreifen auf. Erdöl- bzw. Wasserbohrungen u. dgl., das ein Der Bereich der mit derartigen Tiefenmanometern geschlossenes Gehäuse mit festen Wänden sowie zu messenden Drücke ist jedoch infolge der erhebeine Öffnung für das Medium enthält, dessen liehen Hysterese, der die Meßfeder urterliegt, und Druck gemessen werden soll, mit einem auf diesen des großen Maßstabes der registrierten Kurven, der Druck ansprechenden Gleitelement, das durch io die Auswertung mit hochauflösenden Mikroskopen eine Trennwand im Gehäuse mit einer ständig erfordert, beschränkt. Außerdem sind die zur Hochnach außen hin isolierten Kammer in Verbindung druckmessung benötigten Federn mit kleinem Durchsteht, die feste, unter dem gleichen Innen- und messer sehr kompliziert und aufwendig in der Her-Außendruck stehende Wände aufweist und bei stellung.

der Herstellung des Manometers unter Atmosphä- 15 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch rendruck mit einem elastischen Medium gefüllt Anwendung eines auf einem anderen Prinzip aufgewird, wobei das Gleitelement auf den Druck des bauten Druckgebers ein Tiefenmanometer anzugeben, elastischen Mediums der Kammer ansprechbar das eine einwandfreie und leicht auswertbare Messung ausgebilue: ist, und mit einer Vorrichtung zur auch bei den in der Praxis auftretenden hohen und Registrierung der Verschiebung des Gleitelementes, 20 höchsten Drücken (800 bis 2000 at) gewährleistet, entsprechend dem zu messenden Druck, d a- Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß

durch gekennzeichnet, daß die Auf- die Aufnahme des aen zu messenden Druck ausübennahme des den zu messenden Druck ausübenden den Mediums auf der Seite des Gleitelements vorge-Mediums auf de^r Seite des Gleitelements (7) vor- sehen und das Gleitelement zur wechselseitigen Angesehen und das Gleitelement (7) zur wechsel- 25 passung des Druckes in der Kamn.er an den zu messenseitigen Anpassung des Druckes in der Kammer (6) den Druck ausgebildet sind,
an den zu messenden Druck ausgebildet sind. Vorteilhaft ist das elastische Medium in der Kammer

2. Tiefenmanometer nach Anspruch 1, dadurch eine Flüssigkeit.

gekennzeichnet, daß das elastische Medium in Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Tiefender Kammer (6) eine Flüssigkeit ist. 30 manometers nach der Erfindung ist gekennzeichnet

3. Tiefenmanometer nav,n Anspruch 2, gekenn- durch einen Kompensator zum Ausgleich der Volumenze'chnet durch einen Kompensator (10) zum Aus- ausdehnung der Flüssigkeit, der aus einem Werkstoff gleich der Volumenausdehi.ung der Flüssigkeit, besteh*, dessen Wärmeausdehnungszahl kleiner als der aus einem Werkstoff besteht, dessen Wärme- diejenige des Werkstoffes der Kammer ist.
ausdehnungszahl kleiner als diejenige des Werk- 35 Durch die Erfindung wird ein Tiefenmanometer stoffes der Kammer (6) ist. angegeben, das in der Praxis die Messung von unbeschränkt hohen Druckwerk ·τ> :nit hoher Genauigkeit ermöglicht.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Be-

40 Schreibung eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung ist eine der Ausführungsarten des erfindungsgemäßen Tiefenmanometers dargestellt.
1 Das Uhrwerk 1 dient zum Drehen des Karto-

Die Erfindung bezieht sich auf ein Tiefenmanometer 45 grammhalters mit einem Kartogramm 2, wobei die zur Hochdruckmessung in Erdöl- bzw. Wasserbohrun- letzteren im Gehäuse 3 mit der Öffnung 4 angeordnet gen u. dgl., das ein geschlossenes Gehäuse mit festen sind. Die Schreibfeder 5 ist mit dem Druckgeber Wänden sowie eine Öffnung für das Medium enthält, gekoppelt, der als eine mit Flüssigkeit (z. B. mit dessen Druck geinessen werden soll, mit einem auf Glyzerin) gefüllte Kammer 6 ausgeführt ist und eine diesen Druck ansprechenden Gleitelement, das durch sp diese Kammer von dem Meßmittel trennende Stange eine Trennwand im Gehäuse mit einer ständig nach als Gleitelement 7 enthält, die durch die Trennwand 8 außen hin isolierten Kammer in Verbindung steht, läuft, den Druck dieses Mittels aufnimmt und dendie feste, unter dem gleichen Innen- und Außendruck selben auf die Flüssigkeit dieser Kammer überträgt, stehende Wände aufweist und bei der Herstellung Die Schreibfeder 5 zieht einen Strich auf dem Kartodes Manometers unter Atmosphärendruck mit einem 55 gramm 2 des Kartogrammhalters, der vom Uhrwerk 1 elastischen Medium gefüllt wird, wobei das Gleit- angetrieben wird. Das Uhrwerk 1, der Kartogrammelement auf den Druck des elastischen Mediums der halter mit dem Kartogramm 2 und die Schreibfeder 5 Kammer ansprechbar ausgebildet ist, und mit einer bilden ein Registrierwerk. An Stelle der Stange mit Vorrichtung zur Registrierung der Verschiebung des der Trennwand 8 können ein Wellrohr, eine Mera-Gleitelementes, entsprechend dem zu messenden 60 brane oder andere Glieder benutzt werden. Die Um-Druck. gebungstemperatur am Tiefenmanometer wird durch

Aus der USA.-Patentschrif. 2 259 867 ist ein Tiefen- das Thermometer 9 gemessen. Der in der Kammer 6 manometer dieser Art bekannt, bei dem als Druck- befindliche Körper 10 dient zum Raumausgleich der geber eine Spiralfeder dient, die aus einem Hohlrohr Wärmedehnung der Flüssigkeit dieser Kammer,
gefertigt ist. Die Feder ist mit einer Flüssigkeit gefüllt 65 Das Bedürfnis nach einem Kompensator ist dadurch und steht an ihrem offenen Ende mit dem Meßmittel hervorgerufen, daß beim Hinablassen des Tiefenin Verbindung. Das Meßmittel wirkt dabei auf die manometers in die Bohrung die Flüssigkeit in der Flüssigkeit ein, mit der die Feder gefüllt ist. Die Kammer 6 und die Metallwände dieser Kammer sich