E‑BOOK

Spis treści

• WprowadzenieDa8UK09EpWprowadzenie

• Łyżka pomiarowaDhiVVyw4tŁyżka pomiarowa

• Pomiary echometryczne

  • Echometr1Echometr

  • Rozchodzenie się dźwięku w gazie ziemnym2Rozchodzenie się dźwięku w gazie ziemnym

  • Przykładowe rodzaje pistoletów gazowych3Przykładowe rodzaje pistoletów gazowych

    • Pistolet gazowy typu 1500 PSI Gas Gun4Pistolet gazowy typu 1500 PSI Gas Gun

    • Pistolet gazowy typu 5000 PSI Gas Gun5Pistolet gazowy typu 5000 PSI Gas Gun

    • Automatyczny pistolet gazowy typu Remote Fire Gas Gun6Automatyczny pistolet gazowy typu Remote Fire Gas Gun

    • Pistolet gazowy typu 15000 PSI Gas Gun7Pistolet gazowy typu 15000 PSI Gas Gun

• Odczytywanie prędkości rozchodzenia się fali dźwiękowej w gazie na podstawie diagramówD16TauX8OOdczytywanie prędkości rozchodzenia się fali dźwiękowej w gazie na podstawie diagramów

• Well AnalyzerDws0bxGT5Well Analyzer

• Netografia i bibliografiaDCtSzwDdsNetografia i bibliografia

Pomiary echometryczne

Echometr

Echometr to przyrząd pomiarowy, dzięki któremu można określić głębokość zwierciadła (poziomu) płynu w odwiercie eksploatacyjnym bez konieczności zapuszczania wgłębnych przyrządów pomiarowych.

Echometr pozwala określić granicę rozdziału ropy i gazu w odwiertach ropno‑gazowych. Przyrząd ten jest stosowany również w zawodnionych odwiertach gazowych do określenia poziomu wody złożowej. Informacja dotycząca głębokości poziomu ropy naftowej w odwiertach eksploatacyjnych pozwala m.in. obliczyć głębokość, na jaką należy zapuścić pompę wgłębną. Echometr umożliwia pomiar poziomu cieczy w odwiercie, zarówno w przestrzeni pierścieniowej, jak i w rurach wydobywczych.

Wykonywanie pomiaru echometrem polega na wytworzeniu przez ten przyrząd fali akustycznej na głowicy odwiertu, a następnie na zarejestrowaniu czasu, po jakim fala wraca do źródła (rejestratora) po odbiciu się od zwierciadła płynu w odwiercie. Czas, jaki upływa od momentu wytworzenia fali dźwiękowej do jej powrotu do rejestratora (mikrofonu), jest uzależniony od głębokości poziomu płynu w odwiercie oraz prędkości fali w ośrodku gazowym wypełniającym dany odwiert. Prędkość fali dźwiękowej zależy od gęstości gazu (składu gazu ziemnego) i należy ją obliczać indywidualnie dla każdego odwiertu.

Rodzaje pistoletów gazowych wykorzystywanych do pomiarów echometrycznych w polskim górnictwie otworowym:

• 1500 PSI Compact Gas Gun

• 5000 PSI Gas Gun

• Remote Fire Gas Gun

• 15 000 PSI Gas Gun

Powrót do spisu treści12Powrót do spisu treści

Rozchodzenie się dźwięku w gazie ziemnym

Obliczenie odległości do poziomu cieczy polega na wytworzeniu fali dźwiękowej na powierzchni, a następnie zmierzeniu czasu, w jakim fala ta pokona drogę do poziomu cieczy i z powrotem na powierzchnię. Znając prędkość rozchodzenia się dźwięku w gazie o danej gęstości i przy danej temperaturze, można obliczyć drogę pokonywaną przez falę dźwiękową (powierzchnia – poziom płynu – powierzchnia) jako iloczyn czasu i prędkości dźwięku. Dystans do poziomu cieczy stanowi połowę drogi, ponieważ dźwięk pokonuje drogę do cieczy i z powrotem na powierzchnię, co można opisać wzorem:

gdzie:
$D$ – odległość od głowicy odwiertu do poziomu cieczy $\left[\text{m}\right]$,
$T$ – czas pomiędzy wysłaniem fali dźwiękowej a odbiorem fali odbitej $\left[\text{s}\right]$,
$v$ – prędkość fali dźwiękowej $\left[\frac{\text{m}}{\text{s}}\right]$.

Prędkość fali dźwiękowej można określić za pomocą diagramów ciśnienia i gęstości gazu względem powietrza oraz temperatury, opracowanych przez firmę Echometer Company Texas USA.

Powrót do spisu treści12Powrót do spisu treści

Przykładowe rodzaje pistoletów gazowych

Pistolet gazowy typu 1500 PSI Compact Gas Gun

Kompaktowy pistolet gazowy oferujący bardzo dobrą jakość pomiaru ze względu na wytrzymałą i zwartą konstrukcję oraz dokładnie wychwycenie szumów dzięki zastosowaniu podwójnego mikrofonu. Wyposażony jest w komorę gazową o pojemności $10\,\text{in}^3$ ($163,87\,\text{cm}^3$) oraz szybko działający spust otwierający komorę gazową. Zakres pracy od $0$ do $1500\,\text{PSI}$ ($10,3\,\text{MPa}$). Pomiar przy użyciu eksplozji lub implozji. W przypadku eksplozji komorę pistoletu wypełnia się dwutlenkiem węgla lub azotem do ciśnienia wyższego od ciśnienia panującego w odwiercie. W momencie pociągnięcia spustu wytwarza się impuls ciśnienia, który przemieszcza się przez gaz w odwiercie. Ciśnienie w komorze pistoletu musi być odpowiednio wysokie, aby mógł wytworzyć się impuls o właściwej wielkości. Jeżeli ciśnienie w odwiercie jest na tyle wysokie, że po pociągnięciu za spust może przemieścić uwolniony gaz z odwiertu do komory pistoletu, otrzymamy impuls ciśnienia określa się jako implozję. Przy każdym pomiarze wielkość ciśnienia dobierana jest indywidualnie.

RpfiqojedB1De

Na zdjęciu przedstawiono schemat budowy pistolet gazowy typu Compact Gas Gun $1500\text{PSI}$. Pistolet wykorzystywany jest do pomiarów w odwiercie polegających na wytworzeniu impulsu ciśnienia poprzez implozje lub eksplozję.
Widoczne na zdjęciu urządzenie składa się z trzech części. Dolna część ma kształt krótkiego cylindra o orientacji pionowej. Element ten jest opisany jako ochronnik mikrofonu. Środkowa część ma kształt prostopadłościanu. W górnej części prostopadłościanu na przedniej ścianie widać dwa okrągłe elementy. Czarny element po lewej opisany jest jako złącze do napełnienia komory zawór upustowy ciśnienia komory. Zamknięty otwór po prawej opisany jest jako zawór upustowy ciśnienia z przestrzeni. Na prawej ścianie graniastosłupa znajduje się kolucho. Opisane jest ono jako dźwignia zamykająca komorę. Na lewej ścianie znajduje się złącze do mikrofonu. Na górnej ścianie po lewej stronie widać mały cylinder o orientacji pionowej. Jest to złącze do mikrofonu.
Górną częścią urządzenia stanowi manometr. Manometr ma kształt okręgu. Centralną jego częścią jest tarcza oraz wskazówka wskazująca wartość ciśnienia. Manometr jest przyłączony cienką szyjką o kształcie cylindra do środkowej części pistoletu.

Powrót do spisu treści12Powrót do spisu treści

Pistolet gazowy typu 5000 PSI Gas Gun

Pistolet o bardzo prostej budowie. Składa się z komory na mikrofon, komory ciśnieniowej, manometru, zaworu otwierającego komorę gazową oraz zaworu upustowego ciśnienia z komory.

Zakres pracy od $200$ do $5000\,\text{PSI}$ ($1,4-35\,\text{MPa}$). Pomiar przy użyciu eksplozji lub implozji.

Przy implozji otwierany jest gwałtownie zaworek $\raisebox{1ex}{$1$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$2$}\right.\text{'}\text{'}$, tak aby w trakcie przemieszczenia się gazu pod ciśnieniem z odwiertu nastąpiło uderzenie ciśnienia w pustą komorę pistoletu.

Pomiar metodą eksplozji z użyciem tego pistoletu stosujemy w odwiertach, w których ciśnienie głowicowe jest niższe niż $200\,\text{PSI}$ ($1,4\,\text{MPa}$).

Prosta budowa pistoletu pozwala na jego szybkie rozmontowanie i przepłukanie rozpuszczalnikiem lub mechaniczne usunięcie nagromadzonych wewnątrz zanieczyszczeń.

R3uqcRCZtYpvp

Na zdjęciu przedstawiono schemat budowy pistolet gazowy typu $5000\text{PSI}$ Gas Gun. Pistolet wykorzystywany jest do pomiarów w odwiercie polegających na wytworzeniu impulsu ciśnienia poprzez implozje lub eksplozję.
Widoczne na zdjęciu urządzenie jest w orientacji poziomej. Składa się ono z sześciu elementów. Po lewej stronie widoczna jest komora z mikrofonem. Komora ma kształt prostopadłościanu. Na niej znajduje się mały walec o orientacji pionowej. Na górnej podstawie walca widać element i kształcie młotka. Jest to złącze do mikrofonu.
Od prawego boku walca odchodzi cylindryczny element z czerwoną rączką. Cylinder jest o orientacji poziomej. Jest to zawór pół calowy. Zawór łączy się z dużym cylindrem o orientacji poziomej. Element ten jest opisany jako komora gazowa. Z lewej strony komory na jej górnej ścianie osadzony jest okrągły manometr. Centralną częścią manometru jest białą tarcza i wskazówka. Wskazówka pokazuje wartość ciśnienia. Od prawej ściany komory odchodzi element o kształcie cienkiego walca o orientacji poziomej. Walec ulega stopniowemu rozszerzaniu przez co przypomina pałkę teleskopową. Jest to zawór upustowy ciśnienia z komory. Na środku zaworu widać czerwone pokrętło.

Powrót do spisu treści12Powrót do spisu treści

Automatyczny pistolet gazowy typu Remote Fire Gas Gun

Automatycznie sterowany pistolet gazowy wyposażony w bardzo czuły mikrofon cechujący się dużym stosunkiem sygnału do szumu. Zaworek upustowy sterowany jest za pomocą solenoidu, który wypuszcza gaz z komory do odwiertu. Solenoid sterowany jest automatycznie.

Automatyczny pistolet gazowy stosowany jest przy długotrwałych pomiarach prowadzanych na odwiertach.

Zakres pracy od $0$ do $1500\,\text{PSI}$ ($10,3\,\text{MPa}$). Pomiar jedynie przy użyciu eksplozji.

R13NztmvS3ABU

Na zdjęciu przedstawiono przykładowy automatyczny pistolet gazowy. Pistolet wykorzystywany jest do automatycznych pomiarów w odwiercie polegających na wytworzeniu impulsu ciśnienia poprzez implozje lub eksplozję.
Widoczne na zdjęciu urządzenie jest w orientacji poziomej. Centralną jego częścią jest prostopadłościenny korpus. Na przedniej ścianie prostopadłościanu widać brązowy walec o orientacji poziomej. Na górnej podstawie walca znajduje się sześciokątna główka śruby. Obok walca widać cienki cylindryczny element o orientacji poziomej. Do lewej ściany walca przyłączony jest element o kształcie o kształcie walca którego podstawa widoczna po lewej stronie ma kształt półkuli. Do górnej ściany pistoletu przymocowany jest manometr. Manometr ma kształt okręgu. Centralną jego częścią jest tarcza oraz wskazówka wskazująca wartość ciśnienia. Manometr jest przyłączony do korpusu cienką szyjką o kształcie cylindra. Od prawej ściany korpusu odchodzi element o kształcie walca. Po lewej jak i po prawej stronie elementu znajduje się gwint.

Powrót do spisu treści12Powrót do spisu treści

Pistolet gazowy typu 15 000 PSI Gas Gun

Pistolet stosowany przy wysokich ciśnieniach do $15000\,\text{PSI}$ tj. $103,46\,\text{MPa}$. Ze względu na pracę przy bardzo wysokich ciśnieniach pistolet wykorzystuje tylko zjawisko implozji. Służy głównie do określania poziomu cieczy, ciśnienia dennego statycznego oraz miejsc występowania różnych anomalii.

Przed wykonaniem pomiarów za pomocą tego pistoletu należy zmniejszyć różnicę ciśnień pomiędzy komorą pistoletu a odwiertem poprzez dopuszczanie ciśnienia do komory.

Praca przy bardzo wysokich ciśnieniach sprawia, że zastosowany w tym pistolecie mikrofon nie posiada tak dokładnej redukcji stosunku sygnału do szumu jak mikrofony zamontowane w innych pistoletach gazowych.

R1dVGliUgsZuc

Na zdjęciu przedstawiono schemat budowy pistolet gazowy typu $15000\text{PSI}$ Gas Gun >. Pistolet wykorzystywany jest do pomiarów w odwiercie polegających na wytworzeniu impulsu ciśnienia poprzez implozje lub eksplozję.
Centralną częścią urządzenia jest podłużny korpus o kształcie prostopadłościanu. Korpus jest w orientacji poziomej. Do dolnej ściany korpusu przyłączony jest po lewej stronie cylindryczny element. Dodatkowo po prawej stronie znajduje się nóżka. Nóżka jest wykonana z dwóch elementów. Cienkiego cylindra o orientacji poziomej do którego przyłączona jest czerwona okrągła podstawa. Do górnej ściany pistoletu przymocowany jest manometr. Manometr ma kształt okręgu. Centralną jego częścią jest tarcza oraz wskazówka wskazująca wartość ciśnienia. Manometr jest przyłączony do korpusu cienką szyjką o kształcie cylindra. Na prawej ścianie korpusu widać czerwony przełącznik o kształcie cienkiego prostopadłościanu.
Na korpusie widoczny jest pionowy napis: High Pressure GAS GUN Model HP $15000\text{PSI WP}$ Poniżej znajduje się dodatkowy napis: Read manual before use.

Powrót do spisu treści12Powrót do spisu treści

Powiązane materiały multimedialne

• Pomiar ciśnienia i temperatury w odwiercie eksploatacyjnymD5XWQEcMYPomiar ciśnienia i temperatury w odwiercie eksploatacyjnym

• Urządzenia stosowane do pomiarów wgłębnych w odwiertach eksploatacyjnychDTIVmb0YnUrządzenia stosowane do pomiarów wgłębnych w odwiertach eksploatacyjnych