Устройство для определения уровня жидкости в скважине Советский патент 1988 года по МПК E21B47/04 

Изобретение относится к контролю уровня жидкости в скважинах акусти™

:ческим методом и может быть использовано при измерении статического и ди намического уровней в нефтяных скважинах

Целью иэобратения является повышение помехоустойчивости.

На чертеже представлена структур™

.ная схема устройства,

I Устройство -ДЛЯ определения уровня

:жидкости в скважинб содержит генератор 1 акустических импульсов, приемник 2 сигналов, соединенньш с усияи- телем 3, анализатор 4 входных сигналов, блок 5 запоминания прямого сигнала, компаратор 6, блок 7 запоминания отраженных сигналов, формирова:тель 8 импульсов по отраженному сиг- налу, блок 9 сравнения, счетчик 10 метров, формирователь 11 импульса по npHHOi iy сигналу, генератор 12 эталонной частоты, корректор 13, блок 14 световой и звуковой индикации, блок

15изменения чувствительности, блок

16имитации и контроля. Устройство устанавливается на усть

скважины 17 с уровнем 18 промывочной жидкости..

Выход усилителя 3 соединен с входами блока 14 световой индикации и анализатором 4 входного, сигнала, пер- вьм выход которого соедине.н с первым входом компаратора 6 и входом блока 5 запоминания прямого сигнала, второй вход подключен к блоку 7 запоминания отраженных сигналов и формирователю .8 импульса по отраженному сигналуj :выход которого соединен с третьим входом блока 9 сравнения, первьм и второй входы которого подключены} соответственно, к выходам блока 7 запоминания отраженных сигналов и блока 5 запоминания прямого сигнала, а вы- ход соединен с третьим входом счетчика 10 метров, первьй вход которого через формирователь 11 импульса по прямому сигналу соединен с выходом компаратора 6, второй вход которого подключен к блоку 15 изменения чувствительности. Выход генератора 12 эталонной частоты соединен с синхронизирующими входами блока 5 и 7 и- входом корректора 13, выход которого подключен к второму входу счетчика 10 метров.

Устройство работает следующим образом.

г

O

5

0 5

0

Q

5

0

5

При помощи генератора 1 возбуждают акустическую волну (прямой сигнал) , которая распространяется вдоль колонны скважины 17 со скоростью звука в газе при данном давлении. Дойдя до уровня 18 жидкости5 она возвращается в виде отраженного сигнала к приемнику 2„ Приемник 2 преобразует акустические сигналы в электрические, которые подаются на вход yci-шителя 3, Таким олразом, на вход анализатора 4 входных сигналов подается прямой сигнал, отраженные сигналы и сиг- напы помех (от привода насосов, вибрации колонны, турбулентности потоков

)СИ.ЦКОСТИ) .

в функцию анализатора 4 входных сигнапов входит распознавание прямого и отраженного сигналов. Распознавание прямого сигнала может осуществляться по различным критериям, в частности по амплитз де, которая на порядок выше отраженного сигнала или сигнала помехи.

Прямой сигнал из анализатора 4 поступает на вход блока 5 запоминания прямого сигнала, где осуществляется запоминание длительности прямого сигнала; т.е. осуществляется преобразование время-двоичный код.

Прямой сигнал через компаратор 6 и формирователь 11 импульса осуществляет запуск счетчика 10 метров, торьй начинает подсчет эталонных импульсов.

После прямого сигнала на вход анализатора Л поступают сигналы помехи и полезный отраженньм сигнал. Анализатор 4 входных сигналов направляет их в блок 7 запоминания отраженного сигнала, где также осуществляется преобразование время-двончньй код. Формирователь В импульса по отраженному сигналу по концу отраженного сигнала или помехи определяет момент сравнения двоичных кодов, соответствующих прямому и отраженному сигналам. Если коды не совпадают, запрет счетчику 10 метров не выдаетс-я и счетчик 10 продолжает отсчитывать глубину скважины. Запрет на счет вьщается тогда, когда в момент окончания сигнала блок 9 сравнения обнаружит равенство кодов5 -соответствующих прямому и отраженному сигналам.

Корректором 13 путем и-зменения коэффициента деления осуществляют подстройку частоты, поступающей с гене

3-14

ратора 12 на вход счетчика 10 метров в зависимости от давления газа в скважине.

В момент появления на выходе уси- лителя 3 прямого и отраженного сигналов блоком 14 осуществляется звуковая и световая индикация прохождения импульсов. Блоком 15 изменения чувст- вительности осуществляется регулировка порога срабатывания компаратора 6, Блок 16 имитации и контроля подключают для проверки работоспособности формирователя 11, счетчика 10 метров, корректора 13, генератора 12,

Коррекция учета изменений скорости звука может осуществляться вр чную (в приведенной схеме) ипи автоматически (на схеме не показано). В первом случае оператор устанавливает переключатель бл ока 13 согласно показаниям манометра (не показан) на усть скважины. В автоматическом режиме до начала измерения уровня (после установки устройства) с приемника 2 снимается сигнал, пропорциональный давлению в скважине, которьй устанавливает коэффициент деления в корректоре 13 по давлению, для чего формирователя 11 подключают к корректору 13.

Так как устройство запоминает первичный Упрямой) сигнал и сравнивает его с поступающими, то все сигналы помех (акустические и электрические) не оказывают влияния на результат измерения вследствие того, что.параметры первичного сигнала отличаются от параметров помех, а их случайное совпадение в данный момент времени маловероятно. Таким образом, обеспечивается высокая помехозащищенность проводимых измерений, что исключает необходимость проведения нескольких контрольных замеров.

0

5

0

Формула и 3 о б ij ч- 1 е и li . З стройство для определения зфовня жидкости в скважине, содержащее генератор акустических импульсов, приемник сигналов, соединенньм с усилителем, компаратор, выход которого соединен с первы входом формирователя импульса по прямому сигналу, выход которого подключен к первому входу счетчика метров, второй вход которого соединен с выходом корректора, выход которого подключен к генератору эталонной частоты, блок световой и звуковой индикации, о тл ич афщ е- е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, оно снабжено анализатором входных сигналов, блоком запоминания прямого сигнала, блоком запоминания отраженных сигналов, блоком сравнения, формирователем импульса по отраженному сигналу, блоком изменения чувствительности, блоком имитации и контроля, причем блок световой и звуковой индикации соединен с входом анализатора входных сигналов, первый выход которого подключен к первому входу KONmapaTopa и входу блока запоминания прямого сигнала, второй выход соединен с входом блока запоминания отраженных сигналов и входом формирователя и myльca по от раженному сигналу, выход которого подключен к третьеьгу входу блока сравнения, первьш и второй входы которого соединены соответственно с выходами блоков запоминания отраженного и прямого сигналов, выход подключен к третьему входз счетчика метров, при этом выходы генератора эталонной частоты, блока изменения чувствительности, блока имитации и контроля соединены, соответственно, с синхронизирующим- входами блоков запоминания отраженного и прямого сигналов, вторым входом компаратора и вторым входом формирователя импульса по пpямo f5 сигналу .

Изобретение относится к контролю технологических параметров в нефтяных скважинах. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости. Устр-во содержит генератор 1 акустических импульсов, приемник 2 сигналов (С) с усилителем 3, анализатор 4 входных С, блок (Б) 5 запоминания прямого С, компаратор 6, Б 7 запоминания отраженных С, формирователь 8 импульса отраженного С. Устр-во имеет Б 9 сравнения, счетчик 10 метров, формирователь 11 импульма прямого С, генератор 12 эталонной частоты, корректор 13, Б 14 световой и звуковой индикации, Б 15 изменения чувствительности, Б 16 имитации и контроля, Устр-во устанавливают на устье скважины 17 с уровнем 18 промьточной жидкости. На вход анализатора 4 поступает прямой С, отраженные С и С помех, и тельность прямого С запоминается в Б 15, а сам С через компаратор 6, формирователь 11 запускает счетчик 10 метров. Отраженный С и С помехи на- . правляются анализатором 4 в Б 7, где запоминается их длительность. По С с формирователя 8 сравниваются коды в Б 9. При совпадении кодов с Б 9 сравнения постзшает С, останавливающий счетчик 10. Корректор 13 изменяет частоту импульсов, поступающих на вход счетчика 10, в зависимости от давления газа в скважине. При приме™ нении данного устр-ва измеряемые параметры первичного сигнала отличаются от параметров помех, а их случайное совпадение маловероятно, 1 ил. ю СП ЮюА 1чЭ

Редактор А.Долинич

Составитель А.Рыбаков

Техред М.Дидык Корректор Г.Решетник

Заказ 5310/29

Тираж 531

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. д. 4/5

Подписное