Стенд для проверки акустических скважинных уровнемеров Советский патент 1993 года по МПК G01F25/00 

Iг

п

Изобретение относится к измерительной технике; в частности для измерения уровня жидкости в скважине или глубины сухой скважины акустическим методом и может быть использовано для поверки аку- стичесШх скважинных уровнемеров в неф- тедо б ь| ва ю и|Ьй li pOM м гул ен ности.

Изъёфтен стенд для поверки акустических уровнемеров, работающих по газовой среде,содержащий измерительную трубу, заполненную газовой с р ёдой соединенную с поверяемым уровнемером, состоящим из устройства генерации и приема уровнемера, и электронного преобразователя, отчетное устройство (1). Недостатком этого стенда является то, что он не может быть использован для поверки скважинных акустических уровнемеров, измеряющих уровни до 3000 м по следующим причинам: а) стенд должен располагаться вертикально, что делает реализацию его нереальной (за исключением.случая заглубления в землю), т.к. высота его должна достигать 3000 м; б) при заглублении в землю невозможно измерение положения уровня отражающей жидкости; в) стенд не позволяет поверять скважинные уровнемеры, работающие с использованием муфт насосно-компрессор- ных труб в качестве опорных точек для измерения скорости звука в газовой среде; г) стенд не позволяет имитировать температурные градиенты по глубине скважины, влияющие на скорость звука в газовой среде, а значит и на погрешность измерения уровня; д) затруднительная поверка самого стенда.

Целью изобретения является повышение эффективности стенда,

Указанная цель достигается тем, что в стенд для поверки акустических скважинных уровнемеров введены вторая труба меньшего диаметра с кольцевыми отражателями, установленными на заданном расстоянии друг от друга и размещенная внутри измерительной трубы, соосно с ней и герметично закрепленная в отверстиях в торцовых стенках имитирующих отражающую поверхность, а также, выполнение на измерительной трубе штуцер с компрессором и, вплотную к одному из торцов, патру- бок с вентилем, причем отсчетное устройство выполнено в виде программного счетчика-коммутатора.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый стенд отличается от известного тем, что измерительная труба заглушена торцевыми стенками, имитирующими отражающую поверхность, внутри которой размещена другая труба меньшего диаметра с

размещенными на ней кольцевыми отражателями, проходящая через отверстия в торцевых стенках и герметично закрепленная в них, причем вплотную к одной из стенок, на

наружной поверхности измерительной трубы расположены патрубок с вентилем и штуцер с компрессором, при этом отчетное устройство выполнено в виде программного счетчика - коммутатора. Таким образом, за0 являемый стенд соответствует критерию Новизна. Строение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них призна5 ки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию существенные отличия.

Предлагаемый стенд схематически изо0 бражен на фиг.1; диаграммы его работы - на фиг. 2.

Стенд содержит измерительную трубу 1, заглушенную двумя торцевыми стенками 2 и 3. Через торцевые стенки 2 и 3 проходит

5 внутренняя труба 4 с кольцевыми имитирующими отражателями 5.

Измерительная труба 1 имеет патрубок 6, установленный вплотную к торцевой стене 3 и кран 7, через который к измеритель0 ной трубе 1 подключается устройство генерации и приема (УГП) - 8 поверяемого уровнемера 9. Устройство генерации и приема 8 электрически через программный коммутатор 10 подключается к своему

5 электронному преобразователю 11 поверяемого уровнемера 9. Через штуцер 12 и регулятор давления 13 к измерительной трубе 1 подключается компрессор 14. Длина измерительной трубы 1 выбираеся в зависимо0 сти от минимального предела измерения уровня, а погрешность измерения этой длины определяется допустимой погрешностью измерения уровня поверяемым уровнемером. Данные о расстоянии между

5 кольцевыми имитирующими отражателями 5 используются при поверке уровнемера, использующего расстояние между муфтами насосно-компрессорных труб для вычисления скорости звука в газовой среде скважи0 ны. Погрешность расстояния между кольцевыми имитирующими отражателями 5 на внутрен ней трубе 4 также определяется допустимой погрешностью поверяемого уровнемера.

5 Работает стенд следующим образом.

С помощью компрессора 14 в промежутке между трубами 1 и 4 создается давление, если поверяемый уровнемер работает при избыточном давлении (для поверки может использоваться несколько точек подавлению, если уровнемер работает в диапазоне давлений). Регулятор давления 19 автоматически поддерживает величину выбранного давления. После набора давления кран 7 открывают и сообщают полость трубы 1 с помощью устройства генерации и приема уровнемера 8.

С помощью устройства генерации и приема уровнемера 8 производится возбуждение зондирующего импульса 1 (см.фиг. 2а). Распространяясь в трубе 1 импульс достигает стенки 2 и отражается обратно. Дойдя до стенки 3 импульс вновь отражается и обратно распространяется в сторону стенки 2 и т.д., переотражаясь до тех пор, пока не затухнет. Таких переотражений в зависимости от условий распространения может быть несколько десятков. При этом импульс каждый раз переотражаясь проходит известное расстояние, равное длине измери- тельной трубы 1 и каждый последующий импульс (2, 3, 4 фиг. 2 а) проходит расстояние на L больше, чем предыдущий. В зависимости от того, какой импульс из числа отраженных принятых во внимание, это расстояние может быть L, 2L, 3L, nL, образуя сетку образцовых расстояний, кратных длине трубы а. Все переотраженные импульсы также, как и зондирующий, воспринимаются устройством генерации и приема 8 поверяемого уровнемера 9 (см. фиг.1). Однако на вход электронного преобразователя 11 программный счетчик - коммутатор 10 пропускает только первый (зондирующий импульсный) и n-ный, где л - число, установленное на программном счетчике - коммутаторе 10 (на фиг. 2 п 4). Число п на программном счетчике - коммутаторе 10 выбирается в зависимости от того, в какой точке диапазона измерения уровня Н

и

производится поверка, при этом п - -округленное до целого значения.

Формула изобретения

Стенд для проверки акустических сква- жинных уровнемеров, содержащий измерительную трубу, заполненную газовой средой, электронный преобразователь и от- счетное устройство, отличающийся тем, что с целью повышения эффективности, в него введены вторая труба меньшего диа

0 5 0 5 0 5 0

5

Для оценки погрешности уровнемера относительно образцового значения по стандартной методике производятся соответствующие расчеты. Отражения от кольцевых имитирующих отражателей 5 используются в случае, если скорость звука определяется по реперным точкам, образованным отражателями, при этом расстояние между отражателями I используется для установки его значения на поверяемом уровнемере 9. Внутри трубы . 4 (при необходимости создания температурного градиента через дозирующее устройство 15 поступает теплоноситель). Дозирующее устройство 15, изменяя расход теплоносителя меняет температурный градиент вдоль трубы, имитируя реальную зависимость погрешности измерения уровня.

По сравнению с известным предлагаемое устройство позволяет не заглублять трубу в землю, а расположить ее горизонтально.

Длина стенда может быть значительно сокращена и достигать нескольких десятков метров, т.к. за счет многократных переотражений при длине измерительной трубы в несколько десятков или сотен метров удается имитировать образцовые уровни, достигающие тысячи метров, что одновременно позволяет расширить функциональные возможности предлагаемого стенда. Функциональные возможности стенда расширяются также и вследствие того, что поверка стенда легко осуществима с помощью рулетки, измеряющей длину измерительной трубы 1, а также вследствие того, что стенд позволяет поверять уровнемеры, работающие с использованием муфт насосно-компрессор- ных труб в качестве опорных точек для измерения, скорости звука в газовой среде скважины. Стенд также позволяет имитировать температурный градиент по глубине скважины и оценивать погрешность измерения с его учетом.

метра с кольцевыми отражателями, размешенная внутри измерительной трубы соос- но с ней и герметично закрепленная в отверстиях в торцевых стенках, имитирующих отражающую поверхность, выполненных на измерительной трубе, патрубок с вентилем и штуцер с компрессором, размещенные на измерительной трубе ближе к одному их торцов.

Г

Использование: изобретение относится к измерительной технике, в частности для измерения уровня жидкости в скважине и может быть использовано для поверки акустических скважинных уровнемеров в нефтедобывающей промышленности. Стенд для скважинных уровнемеров содержит измерительную трубку, заполненную газовой средой, соединенную с поверяемым уровнемером, состоящим из устройства генерации и приема уровнемера и электронного преобразователя, и отчетное устройство. Сущ. ность изобретения состоит в том, что измерительная труба имеет заданную длину, выполненную с заданной погрешностью, и заглушена двумя торцовыми стенками, имитирующими отражающую поверхность, внутри которой размещена другая труба меньшего диаметра с размещенными на ней кольцевыми отражателями, установленными на заданном расстоянии один от другого, с заданным отклонением от него, проходящая через отверстия в торцовых стенках и герметично закрепленная в них, причем вплотную к одной из стенок, на наружной поверхности измерительной трубы расположен патрубок с вентилем, к которому подключено устройство генерации и приема уровнемера, штуцер с компрессором и регулятором давления, при этом устройство генерации и приема уровнемера подключено к электронному преобразователю через отчетное устройство в виде программного счетчика-коммутатора. 2 ил. (Л С vi 00 О 00 2

I

Фиг. /