Устройство для измерения уровня жидкости в скважине Советский патент 1990 года по МПК E21B47/04 

Изобретение касается измерения уровня и может быть использовано в у гпойствах для измерения уровня воды в скважинах.

Целью изобретения является повышение надежности измерения уровня.

На фиг. 1 представлена электри- ческа я схема устройства; на фиг. 2 - корпус электрода, вид спереди.

Устройство содержит катушку 1, индикатор 2, стабилитрон 3, в качестве которого используется диод, включенный в прямом направлении, гибкое измерительное звено 4, источник 5 тока, ограничительный резистор 6, электрод 7, расположенный в цилиндрическом корпусе 8 на изоляторе 9. К нижней части корпуса 8 присоединена токопроводящая насадка 10, выполненная в виде полого стального цилиндра с продольными окнами 11. Источник 5 тока, резистор 6 расположены внутри корпуса 8 и соединены последовательно с измерительным звеном 4 посредством контактного элемента 12. Изолятор 9 выполнен в виде колокола. Его полость 13 герметична в верхней полости и имеет длину, большую диаметра. Торец 14 изолятора заострен по контуру и скошен. Корпус 8 электрода выполнен с возможностью размещения в скважине 15. Наружная поверхность насадки 10 и электрод 7 имеют анодное относительно стали покрытие. Электрод 7 установлен соосно изолятору 9 на расстоя нии до его внутренней поверхности большем, чем диаметр электрода V. Торец электрода 7 расположен за скошенным торцом 14 изолятора 9.

5

0

5

0

5

0

5

При работе устройства индикатор 2 подключается к стенке скважины 15. Измерительное звено 4 сматывается с катушки 1 до соприкосновения с водой. Отсчет уровня производиться в момент касания электродом 7 воды. Индикатор 2 срабатывает под действием тока,.проходящего по цепи источника 5 тока - резистор 6 - электрод 7 - насадка 10 - стенка скважины 15-индикатор 2 - измерительное звено 4 - источник 5 тока. При этом ток вырабатывает источник 5 тока и гальванические нары электрод 7 - насадка 10, насадка 10 - стенка скважины 15.

Конструктивная форма токопрово- дящей нлсадки 10 и изолятора 9 исключает попадание воды, стекающей со стенок скважины 15 на электрод 7. Так как в полости изолятора 9, выполненного в виде колокола, при погружении в воду остается воздух, его внутренняя поверхность остается сухой. Это исключает ложное срабатывание- индикатора 2 при закорачивании цепи электрод 7 - стенка скважины 15 пленкой водь на поверхности изолятора 9. Для исключения смачивания поверхности полости изолятора 9 водой при перекосах корпуса в момент погружения (что наблюдается при упоре токопроводящей насадки 10 в стык труб, а при измерениях в скважинах большего диаметра перекос может достигать 45°), а также для предотвращения образования пленки воды на этой поверхности из-за возмож-р ного попадания случайных брызг при

езком погружении, полость имеет лину, большую ее диаметра, и вы- олнена из гидрофобного материала (например, фторопласта). После погруения в воду на торце изолятора 9 может висеть капля (пленка) жидкости, закорачивающая цепь электрод - стенка скважины. Для предотвращения ее оявления диаметр внутренней полости изолятора 9 выбирается максимальным, а зазор между ее поверхностью и электродом 7 больше диаметра последнего. Скошенный и заостренный по контуру торец 14 изолятора 9 способствует лучшему стеканию жидкости с него и выходу пузырька воздуха, обволакивающего торец электрода 7 и препятствующего замнканию цепи электрод - жидкость при достижении последним уровня. Лля обеспечения контакта с водой при достижении электродом 7 уровня торец электрода 7 выступает за плоскость торца 14 изолятора 9. Сигнал, поступающий на индикатор 2 в момент касания электродом 7 воды и обеспечивающий его надежное срабатывание, зависит от напряжения источника 5 тока и сопротивления цепи электрод 7 стенка скважины 15.При погружении в воду, которая представляет собой слабый раствор электролита, токопро- одягчей насадки 10 и электрода 7 с анодными относительно стали покрытиями наружных поверхностей, между электродом 7 и внутренней поверхностью насадки 10, выполненной из стали, а также между наружной ее поверхностью и стенкой скважины 15 (стальной трубой) вырабатываются напряжения, которые при соответствующем включении источника 5 тока складываются с его напряжением и тем способствуют увеличению сигнала и учшему срабатыванию индикатора 2. Например, в уровнемере при порытии электрода 7 и наружной поверх10

5660136

ности насадки 10 цинком напряжения,

вырабатываемые парами цинк - стать (электрод 7 - насадка 10, насадка 10 - стальная обсадная труба), составляют при номинальном реж;гме около 0,3 В, а суммарное напряжение при начальном напряжении источника 5 тока 3 15 составляет 3,6 В. Диаметр электрода 7-6 мм, дилмотр внутренней полости изоплто;а 19 мм, скос торца изолятора имеет УКЛОН 1:5. Формула изобретения

Устройство для измерения уровня жидкости в скважине, содержащее катушку с корпусом и гибким измерительным звеном, индикатор и стабпчитр;-ч, установленные в КОГЛУСР клгушки, укрепленный на ico ini гибкого измерительного звена цилиндрический корпус с токопроводяпрп нтсадко, в котором размещены посмрдокатольно счм днненнпе контактнпн л.ю-ент, источник тока, ограннчнтельн1 П резистор и установленный на изоляторе по дольной оси цилиндрического копну20

25

0

5

0

5

са электрод, о т л и ч а ю щ eve: тем, что, с целью повышении нл л-, -- ности измерения, токоировотян и; н i- садка выполнена н шг ,г соединрмь.тп с цилиндрическим корпусе- nonoro стального цилиндра с пропо : о;. - нами и с анодным покрытием наружной поверхности, изолятор размещен niv --- ри токопроводящей насадки сопсно с ней и выполнен в вице кчлпколл с гмп- росЪобнои внутренней noi срхностью, внутренняя полость которого им -ет длину, большую диаметра, торец тора скошен и заострен по контуру, л электрод выполнен в виде цшшг-тмтес- кого стержня с анодным покрытием и установлен соосно с изолятором на расстоянии до его внутренней поверхности, большем диаметра электрода, при этом торец электрода выступает за скошенный торец изолятора.

15

Изобретение относится к исследованию скважин. Цель - повышение надежности измерения уровня. Устройство содержит катушку, индикатор, стабилитрон, измерительное звено 4, источник тока 5, резистор 6, электрод 7, расположенный в корпусе 8 на изоляторе 9, токопроводящую насадку 10, контактный элемент 12. Насадка 10 выполнена с продольными окнами 11, изолятор 9 - в виде колокола с гидрофобной внутренней поверхностью, а его торец 14 скошен и заострен по контуру. Электрод 7 и наружная поверхность насадки 10 имеют анодное относительно стали покрытие. При работе устройства индикатор подключается к стенке скважины, измерительное звено 4 сматывается с катушки до соприкосновения с жидкостью. Последняя проникает через окна 11 внутрь насадки 10. Замыкается цепь источник 5- резистор 6 - электрод 7 - насадка 10 - стенка скважины - индикатор - звено 4 - источник 5. Ток вырабатывают источник 5 и гальванические пары электрод 7 - насадка 10, насадка 10 - стенка скважины. Применение устройства позволяет избежать ложного срабатывания индикатора за счет соответствующей конструкции изолятора 9, насадки 10 и электрода 7. 2 ил.