187072. lajstromszámú szabadalom • Berendezés folyadékok áramlásának mérésére mélyfúvároskban
I 187 072 2 A találmány tárgya berendezés folyadékok áramlásának mérésére mélyfúrásokban, különösen a geofizikai kutatás, továbbá az olaj ill. vízkitermelés terén. A talajba mélyített mélyfúrásokban uralkodó áramlás mérésére általában lapátokkal ellátott forgó kerekes (turbinás), a következőkben áramlásmérő kerekes, áramlásmérő berendezéseket használnak a nyitott fúrásokban és a termelő fúrásokban végzett méréseknél egyaránt. Az ilyen berendezések egyik problémája a lehető legkisebb csapágysúrlódás biztosítása, ugyanakkor az áramlásmérő kerék csapágyazásának védelme a mélyfúrásban lévő folyadéktól. A kis csapágysúrlódás az alacsony áramlási sebességek kielégitő pontosságú mérése érdekében kívánatos, a csapágyak szigetelése pedig azért szükséges, mivel a mélyfúrásban lévő iszapos, szennyezett folyadék a csapágyakba jutva a súrlódást növeli, a mérési pontosságot csökkenti. Az ismert berendezések közül a legfejlettebbnek tekinthető megoldásoknál az áramlásmérő kerék egyoldalon van két helyen csapágyazva, oly módon, hogy a csapágyak között olajjal feltöltött zárt tér van. A fenti ismert megoldás hátránya, hogy a lerakódást a külső térrel, azaz a fúrásban lévő folyadékkal határos csapágyban az olajfeltöltés csak részben akadályozza meg. A csapágy külső felületén, és a forgó lapát tengelyének a csapágy felőli részén változatlanul súrlódást növelő lerakodás keletkezik, ami esetenként a csapágyba is besodródik. Jelen találmány célja, a fenti hiányosság kiküszöbölése, olyan csapágyazási megoldás, mely teljes mértékben megakadályozza a mélyfúrásban lévő folyadék érintkezését a csapággyal és a csapágy közvetlen környezetével, beleértve a forgólapát tengelyének a csapágyfelőli részét is. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy a mélyfúrásokban az áramlásmérő szondák a függőlegeshez közelálló helyzetben mozognak, így a csapágyak védelmére búvárharang rendszerű megoldásban légzsák alkalmazható. A találmányt olyan mélyfúrási áramlásmérő berendezés valósítja meg, melynek mérőszondájában forgathatóan elhelyezett forgólapátos áramlásmérő kerekéhez csatlakozó, elfordulás illetve szögsebesség elektromos távadó elfordulással ill. szögsebességgel arányos villamos jelet adó kimenete kábelen keresztül mérő és/vagy regisztráló egységhez van kötve, az áramlásmérő kerék legalább egy csapágya pedig csapágyvédő búvárharangban van elhelyezve. A csapágyvédő búvárharangban lévő levegőre ható, mélyfúrásban uralkodó (hidrosztatikai) nyomás által okozott légtérfogatcsökkenés miatt célszerű, ha a búvárharang formája lefelé szélesedően kúpos kivitelű. A mérőszondának a függőleges helyzettől eltérő helyzetében kis mélységek esetén a csapágyvédő búvárharangból a levegő megszökését akadályozza meg, ha a csapágyvédő búvárharangnak szájnyílását követően kiöblösödése van. A csapágyvédő búvárharang tisztíthatósága szempontjából célszerű, ha a csapágyvédő búvárharang bontható kivitelű, illetve több részből van felépítve. A találmány szerinti berendezés részletesebben egy lehetséges kiviteli példán keresztül ábra alapjáéként ismertetésre, ahol az ábra a berendezés blokkvázlata az ismert részek vázlatos feltüntetésével ihletve elhagyásával. A találmány szerinti megoldás megismeréséhez szükséges részeket pedig az ábra metszetben mutatja be. Amint az ábrán látható, 1 mérőszondában helyezkedik el 2 áramlásmérő kerék, a 2 áramlásmérő kereket 10 védőkosár (részben feltüntetve) fogja körül. A 2 áramlásmérő-kerék 7 tengelye 21/b felső és 21/a alsó csapágyakban van axiálisan is rögzített módon csapágyazva. A 21/b felső és 21/a alsó csapágyak közötti szabad tér teljes egészében 11 csapágyvédő olajjal van feltöltve. A 21/a alsó csapágy 2 áramlásmérő kerék felőli oldalához 6 csapágyvédő búvárharang csatlakozik. A 2 áramlásmérő kerék 7 tengelyéhez 3 elfordulás ill. szögsebesség elektromos távadó van csatlakoztatva, melynek 30 elfordulással ill. szögsebességgel arányos villamos jelet adó kimenete 4 kábelen át 5 mérő és/vagy regisztráló egységhez van kapcsolva. Az ábra az 1 mérőszondát mélyfúrásba leengedve ábrázolja, az 1 szondát körülvevő 9 folyadékban, melynek 6 csapágyvédő búvárharangban lévő 91 folyadékfelszíne felett 8 komprimált levegő helyezkedik el. A berendezés működése a szakterületen járatos szakértők által ismert működési részletek mellőzésével a találmány szerinti megoldás szempontjából rendkívül egyszerűen áttekinthető. Amikor az 1 mérőszonda még szabad légtérben, vagy a mélyfúrás levegős szakaszán tartózkodik, a 6 csapágyvédő búvárharangot teljes egészében 8 levegő tölti ki. Amikor az 1 mérőszonda a mélyfúrásban lévő 9 folyadékba merül a 9 folyadék elzárja a 6 csapágyvédő búvárharang alsó nyílását, majd ahogy az 1 mérőszonda mind mélyebbre kerül a 9 folyadékban, úgy nő a 9 folyadék hidrosztatikai nyomása is, és ennek megfelelően emelkedik a 91 folyadékfelszín a 6 csapágyvédő búvárharangban és komprimálja az ott lévő 8 levegőt. A 6 csapágyvédő búvárharangban komprimált 8 levegő 21/a alsó csapágynál helyezkedik el és megakadályozza, hogy a 21/a alsó csapágy és környezete 9 folyadékkal érintkezésbe jusson. A mélyfúrásban a kívánt helyre érve az 1 szonda mozgatását megállítják. Az áramló 9 folyadék mozgatja a 2 áramlásmérő kereket, mely a 7 tengelyen át 3 elfordulás illetve szögsebesség elektromos távadóval áll összeköttetésben, mely távadó célszerűen mágneses csatolású lehet, amikor is 30 kimenete a szögelfordulással ill. szögsebességgel arányos villamos jelet, a szögsebességgel arányos frekvenciájú impulzussorozat formájában adja 4 kábelen át az 5.mérő és/vagy regisztráló egységre. Mint ez a fenti kiviteli példából látható a találmány szerinti berendezésnél a mélyfúrásban lévő folyadék sohasem érintkezik az áramlásmérő kerék csapágyaival és azok közvetlen környezetével sem, így az elpiszkolódás, a lerakódások keletkezése eleve kizárt, és biztosított az áramlásmérő kerék szabad, járulékos súrlódásoktól mentes forgása. A találmányi gondolat megvalósulása értelemszerűen nem korlátozódik a példán bemutatott 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
