[其他]檢測流體流速的方法和裝置

無效

• 申請號: 86105519
• 申請日: 1986-07-28
• 公開（公告）號: CN86105519A
• 公開（公告）日: 1988-02-10
• 發明（設計）人: 克里斯琴·巴丁;皮埃爾·莫林
• 申請（專利權）人: 法國石油公司
• 主分類號: G01P5/00
• 分類號: G01P5/00
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 陶增煒,章社杲

本發明涉及在石油鉆井區檢測流速的裝置及方法，特別與在鉆井的操作區有關。事實上，在那種操作時常常需要從地面向井底發送信息，特別是為了起動和停止機構。

常規的技術是采用電纜或從表面發送一個球。第一種技術的主要缺點是，由于包括電纜的鉆具組不能轉動或者至少需要很貴的鉆桿配合設備，它的應用僅限于渦輪機鉆井。把球釋放到鉆桿中的用法對鉆桿的使用影響不大，但是某些鉆井中使用的測量儀器及鉆孔底馬達和渦輪機不允許這個球通過。

先有技術可以參閱下述文件US-A-1，635，040，US-A-3，717，208，DE-A-2，643，996。

本發明提供一種孔底傳感器，它可感受一個或幾個流速閾值。通過正確調節流經這個傳感器的鉆井流體流速，孔底傳感器可以檢測一個或幾個從地面送來的信號或訊息。

另外，這種傳感器可以在裝置的上游建立過壓，可以用它來操作不同的機構。

本發明裝置包括機體、活塞和使該活塞回復到初始或靜止狀態的機構。機體構成被測流體的通道。活塞也可稱為檢測器活塞，它有兩個面與活塞室配合，活塞和活塞室把空間分成兩個區，分別在該活塞兩面的外側。

通道本身至少包含兩個不同的橫截面。

每個區的壓力實際上分別與通道內兩個橫截面上的壓力相等。通道可有文氏管的形狀，即它可由一個狹窄部接著一個擴大部構成。

活塞可有一個足夠長的行程，使它在運動時至少部分阻塞流體流過的通道。

活塞室可為園筒形，它的通徑實際上與流體在通道中的流動方向垂直。

上面所討論的一個區可與最小的截面連通。

本發明裝置可包含幾個活塞，此外每個活塞包括與之合適的回復機構。至少由活塞限定的一個區可以與通道內一個橫截面通過可動的或可變形的壁連通。

本發明裝置可包括檢測活塞運動的系統。

本發明裝置可包含一個輔助活塞，它本身規定兩個區，其中一個區和通道內一截面上的壓力大體相等。

檢測器活塞可有一個足夠長的沖程，因它的運動而引起壓力的增加可去推動輔助活塞。

在本發明的一種改型中輔助活塞可以支撐流體通道和檢測器活塞。

依然在本發明的范圍內，該裝置可有一導管連通輔助活塞限定的一個區和檢測器活塞限定的一個區。另一個導管使這兩個區的壓力實際上與通道內按流動方向位于檢測器活塞上游的橫截面上的壓力相等。

本發明也提供檢測某種流體至少一個閾值流速和應用因這種流速產生的控制作用的方法。這種方法使該流體通過至少有兩個不同橫截面的通道，當達到閾值流速時，通道至少部分被阻塞以引起該流體壓力下降，應用在阻礙物兩邊存在的壓力差作為控制作用。

通過舉例結合附圖對本發明進行說明，圖1和圖2扼要地顯示本發明裝置的簡單實施方案。

圖3給出在一固定裝置中壓力差作為流速函數的變化特征曲線，

圖4說明本發明的另一種實施方案，

圖5顯示在給定條件下本發明系統上游壓力變化曲線，

圖6、7、8、9、10和11顯示本發明系統的各種改進機型和不同的應用。

圖1簡要地顯示了本發明裝置的一種實施方案。

這個裝置包括：

一個阻礙體接在文氏管1流體通道擴大部的前面。文氏管內至少構成一個鏜孔20，孔的軸實際上與流體通過文氏管的流向垂直。這個鏜孔開口在文氏管中，該處流體通道SC的橫截面小于文氏管流體通道入口SE橫截面或出口SS橫截面。這個截面SC最好是文氏管中最小的流體通道截面，但也可是別的。在圖1的情況，在擴大部和阻礙體之間存在截面恒定的區;

與鏜孔20配合的活塞2，最好是園筒形，它有兩個面記為17，23，限定的兩個區記為24和15;

系統12用于活塞2和鏜孔20之間的密封，為O環形密封;

使活塞回到活塞室的系統，施加與活塞伸出方向相反的回復力F。這個回復系統有下列部件構成，桿3與活塞2組成整體，墊圈5與桿3組成整體，彈簧4位于墊圈5和文氏管1一部分的肩部21之間。彈簧4一旦裝入就被壓縮以便在活塞2上加上力F，這力保持該活塞壓到肩部21上;

如果需要可以提供系統18來檢測活塞的運動。這個系統可以是機械的如杠桿，電氣的如觸頭、開關，液壓的如分配器，氣動的，磁的，電子的或任何其他類型的;