Устройство для измерения уровня раздела двух сред с различными плотностями Советский патент 1992 года по МПК E21B47/04 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано в нефтегазовой и соледобывающей промышленности при эксплуатации подземных хранилищ и при добыче солей вымыванием по методу гидровруба.

Известно устройство контроля уровня рассола в подземных резервуарах, которое содержит внешнюю и внутреннюю колонны труб и измерительную трубку, размещенные в резервуаре, измеритель перепада давления и насос с обводной линией.

Это устройство громоздко по составу. Монтаж его достаточно сложен даже при строительстве резервуара. Точность измерения уровня границы раздела жидкостей невысока, так как устройство основано на измерении разности давлений гидростатических столбов жидкостей в центральной колонне и в резервуаре.

Наиболее близким к заявляемому устройству является уровнемер, содержащий измерительный шнур с поплавком и блок отсчета уровня. Этот уровнемер предназначен для монтажа в свободной зоне резервуара над контролируемой средой, имеет громоздкий поплавок, жесткую конфигурацию измерительной системы и поэтому не может быть смонтирован в подземном хранилище, доступ в которое возможен только через эксплуатационную колонну труб, длина которой может превышать 1500 м.

Кроме того, при большой глубине расположения хранилища точность измерения этим уровнемером значительно снижается из-за растяжения свободно висящего измерительного шнура.

Цель изобретения - упрощение монтажа и повышение точности измерения в подземных хранилищах.

Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения уровня раздела двух сред с различными плотностями, содержащее измерительный шнур с поплавком, блок отсчета уровня, снабжено якорем с направляющим каналом, в котором пропущен измерительный шнур, поплавок выполнен из нескольких элементов, а измерительный шнур со стороны поплавка выполнен в виде стягивающейся петли, при этом элементы поплавка размещены на петле шнура с возможностью перемещения вдоль нее.

На чертеже изображена схема заявляемого устройства.

Устройство содержит измерительный шнур 1 с поплавком 2, якорь 3 с направляющим каналом, в котором пропущен иэмери- тельный шнур 1, соединенный с противоположной стороны от поплавка 2 с

противовесом 4, и перекинут через мерный шкив 5, жестко связанный валом с блоком 6 отсчета уровня. Поплавок 2 состоит из нескольких цилиндрических элементов с настраиваемой плотностью (весом). Плотность их подбирается исходя из плотностей сред, уровень раздела которых контролируется. Измерительный шнур 1 со стороны поплавка 2 выполнен в виде стягивающейся петли,

0 при этом элементы поплавка 2 размещены на петле шнура с возможностью свободного перемещения вдоль нее.

Устройство работает следующим образом.

5 Элементы поплавка 2, объединенные ослабленной петлей измерительного капронового шнура 1, последовательно спускаются в центральную трубу эксплуатационной колонны и под действием тяжелого якоря 3,

0 через который пропущен измерительный шнур 1, достигают дна хранилища. Выходя из трубы, они всплывают в нижней среде снаружи эксплуатационной колонны.

Якорь 3 цилиндрической формы с на5 правляющим каналом фиксируется на дне хранилища под действием собственного веса и служит точкой начала отсчета уровня раздела сред.

Противовес 4 подвешен на конце иЭме0 рительного шнура 1, перекинутого через мерный шкив 5, и обеспечивает постоянное натяжение измерительного шнура 1.

Поплавок 2, всплывая от якоря 3 вверх до границы раздела жидкостей, перетягива5 ет измерительный шнур 1, поднимая противовес 4 и вращая мерный шкив 5. Вращение последнего передается на блок б отсчета уровнл. При снижении уровня границы раздела жидкостей поплавок 2 следует за ней

0 вниз. Измерительный шнур 1 выбирается при перемещении вниз противовеса 4. Показания уровня на блоке 6 отсчета уровня при этом уменьшаются в строгом соответствии с ходом измерительного шнура 1 через

5 мерный шкив 5. Алгебраическая сумма оборотов мерного шкива 5, закрепленного на общем валу с блоком б отсчета уровня, фиксируется последним как результат измерения уровня раздела сред.

0 Заявляемое устройство относится к классу поплавковых уровнемеров, которые являются наиболее точными измерителями уровня и применяются даже при коммерческих операциях для учета количества нефте5 продуктов в наземных резервуарах. Оно обеспечивает непрерывное измерение уровня раздела рассол-нерастворитель без нарушения технологического процесса при эксплуатации или при сооружении подземного хранилища и, как следствие из этого, увеличение полезного (оборотного) объема хранилища.

Оригинальная конструкция устройства позволяет в качестве точки начала отсчета уровня раздела сред использовать дно хранилища. Кроме того, измерительный шнур находится постоянно в более тяжелой среде со стабильной температурой и мало подвержен растяжениям под действием собственного веса, так как плотность материала шнура - капрона близка к плотности окружающей среды. Эти особенности обеспечивают сохранение высокой точности измерения при любой глубине заложения хранилища.

Из-за использования многоэлементного поплавка в сочетании с остальными частями устройства монтаж заявляемого устройства в хранилище прост и недорог. Формула изобретения Устройство для измерения уровня раздела двух сред с различными плотностями, содержащее измерительный шнур с поплавком, блок отсчета уровня, отличающее- с я тем, что, с целью упрощения монтажа и повышения точности измерения в подземных хранилищах, оно снабжено якорем с направляющим каналом, в котором пропущен измерительный шнур, поплавок выпол- нен из нескольких элементов, а измерительный шнур со стороны поплавка

выполнен в виде стягивающейся петли, при этом элементы поплавка размещены на петле шнура с возможностью свободного перемещения вдоль нее.