Скважинный уровнемер Советский патент 1985 года по МПК E21B47/04 

ел

1 4 Изобретение относится к области исследования гидрогеологических скважин. Известен поплавковый скважинный уровнемер для регистрации уровня воды l . Недостатком данного уровнемера является его инерционность, не позволякнцал точно регистрировать уровень жидкости в скважине при высоки скоростях его перемещения при возбу дении скважины. Указанный уровнемер не позволяет одновременно с замерами уровня проводить геофизические гидрокаротажные исследования. Наиболее близким к изобретению техническим решением является скважинный уровнемер, содержащий измерительную цепь в виде набора резисторов, контактных площадок и регист рирующего устройства 2j . Недостатком известного устройств является нарушение целостности косы за счет трения о стенки скважины, низкая точность, вызываемая изменением сопротивления косы во влажной и неоднородной по температуре среде и неравномерностью шкалы, обусловле ной последовательным соединением резисторов. Кроме того, выход из строя одно го резистора приводит к отказу всег устройства. Цель изобретения - повьшенИе надежности и точности измерения уровня жидкости. Поставленная цель достигается тем что скважинный уровнемер, содержащий измерительную цепь в виде набора ре зисторов, контактных площадок и регистрирующего устройства, снабжен коммутатором, а резисторы включены параллельно и через коммутаторы соединены с контактньми площадками. На фиг. 1 схематически изображен уровнемер, на фиг. 2 - схема соединения резисторов и контактных площадок, на фиг. 3 - график изменения силы тока в измерительной цепи уровнемера при подъеме (или понижении) уровня воды в скважине. Скважинный уровнемер включает в себя измерительную цепь в виде коммутатора резисторов 1, контактных площадок, сплетенных в косу 2, и регистрирующего устройства 3. Коса под ключается к коммутатору с помощью штепсельного разъема 4 и помещается в скважину 5. При исследовании герметизированнь(х скважин устье скважин оборудуется оголовком 6, а коса пропускается через сальник 7. Измерительная цепь питается источником 8 постоянного тока. Резисторы (фиг. 2) R,, R, Rg, ..., R., , R выбираются одинаковыми по сопротивлению и соединяются параллельно. Количество резисторов зависит от выбранной степени детальности исследований. Каждая из контактных площадок представляет собой гибкий вывод, изготовленный из изолированного провода 9, соединенного с одной стороны через штепсельный разъем с соответствующим резистором, а с другой стороны имеющего на своем конце металлический злектрод 10 для осуществления контакта с водой. Провода контактных площадок имеют различную длину и электроды благодаря этому находятся в скважине 5 на различной глубине. Для удобства провода сплетаются в косу 2, а электроды защищаются буферами 11 для предотвращения замыкания их на стенку скважины. Если электроды находятся в воздухе, выше уровня воды, тока в цепи нет. При подъеме уровня воды электроды поочередно замыкаются. Замыкание очередного электрода сопровождается .подключением к электрической цепи соответствующего резистора, вследствие чего общее электрическое сопротивление цепи меняется и меняется величина тока, что отмечается регистратором. Для проверки резисторов схема дополняется многопозициониым переключателем (не показан), с помощью которого резисторы поочередно заземляются через регистратор Отсутствие тока в цепи при зазекпении очередного резистора будет свидетельствовать о выходе его из строя. Выход из строя резистора не исключает работоспособности схемы. Кривые 12 и 13 (фиг, 3) изображают зависимость силы тока в цепи уровнемера от количества П замкнутых водой электродов. Кривая 12 получена в результате лабораторных испытаний, а кривая 13 - в результате испытания уровнемера на скважине, Кривые получены для уровнемера, со3держащего 27 контактных площадок с расстоянием между электродами 2 м и 27 резисторов по 300 Ом каждый. Так как расположение каждого электрода соответствует известной глубине, то по величине тока на регистраторе определяется уровень воды. Поэтому ось ординат на.фиг. 3 имеет две шкалы: шкалу количества электродов и шкалу глубины уровня воды. При форме графика 12, в среднем близкой к линейной, шкалы тока и глубины являются равномерньми, что достигает ся параллельным соединением резисторов. При выходе из строя резистора график фиг. 3 по форме не меняется, если на шкале количества резисторов номер i -го неисправного резистора исключается, а номера резисторов, начиная с i +1 и по п , сдвигаются на единицу к накалу координат. Соответственно корректируется и шкала глубины уровня воды. 474 Для наглядного изображения положения уровня воды по кривой 13 достаточно применять регистратор, содержащий записьгоающий прибор, например перописец. Предлагаемое устройство для измерения уровня воды обладает повышенной надежностью и точностью измерений по сравнению с известным. При полевых испытаниях известной косыуровнемера имели место разгерметизация и обрывы резисторов, недолговечность косы, нелинейность и нестабильность выходного сигнала Эти недостатки устранены в предлагаемом устройстве. Затраты при использовании предлагаемого скважинного уровнемера уменьшились по сравнению с известньм уровнемером вдвое вследствие отсутствия необходимости герметизации $}езисторов и сокращения времени .изготовления и ремонта.

СКВАЖИННЫЙ УРОВНЕМЕР, содержащий измерительную цепь в виде набора резисторов, контактных площадок и регистрируницего устройства, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности и надежности измерений, он снабжен коммутатором, а резисторы включены параллельно и через коммутатор соединены с контактными площадками.

Фиг. г