Устройство для измерения глубины и уровня жидкости в скважинах

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Е 21 В 47/О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМ Фаад ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Горный институт ордена Ленина Кольского филиала им. С. М. Кирова (53) 622.243(088.8)(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГЛУБИНЫ И УРОВНЯ ЖИДКОСТИ В СКВАЖИНАХ, содержащее датчик электрических сигналов глубины и два счетчи,ЯО, 1102919 А ка - глубины и уровня жидкости, отличаюиееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено формирователем импульсов, двумя управляющими триггерами, генератором импульсов, двумя схемами сравнения, сумматором и ключом причем выход датчика электрических сиг налов глубины через формирователь импульсов подключен к входам двух триггеров, счетчику глубины, генератору импульсов и через ключ к счетчику уровня жидкости, при этом оба выхода каждого триггера соединены с соответствующей схемой сравнения, третьи входы которых подключены к выходу генератора импульсов, а выходы схем сравнения через сумматор подключены к ключу.1102919 10 15 20 25 30 40 45 50 55 1Изобретение относится к исследованию скважины, а именно к средствам измерения глубины и уровня жидкости в скважинах.Известно устройство для изме ения глубины скважины, содержащее блок считывания импульсов датчика квантования по глубине.Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения глубины и уровня жидкости в скважинах, содержащее датчик электрических сигналов, два счетчика - глубины и уровня жидкости 2,Недостатком устройства . является низкая точность измерения.Цель изобретения - повышение точности измерения.Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения глубины и уровня жидкости в скважинах, содержащее датчик электрических сигналов глубины и два счетчика - глубины и уровня жидкости, снабжено формирователем импульсов, двумя управляющими триггерами, генератором импульсов, двумя схемами сравнения, сумматором и ключом, причем выход датчика электрических сигналов глубины через формирователь импульсов подключен к входам двух триггеров, счетчику глубины, генератору импульсов и через ключ к счетчику уровня жидкости, при этом оба выхода каждого триггера соединены с соответствующей схемой сравнения, третьи входы которых подключены к выходу генератора импульсов, а выходы схем сравнения через сумматор подключены к ключу.На чертеже приведена функциональная схема устройстваУстройство состоит из формирователя импульсов 1, счетчика 2 общей глубины скважины, управляющих триггеров 3 и 4, генератора импульсов 5, двух схем сравнения числа импульсов частоты заполнения 6 и 7, сумматора 8, ключа 9 и счетчика глубины обводненности 10.Входными сигналами формирователя 1 являются электрические импульсы, вырабатываемые датчиком электрических сигналов, который установлен на вращающемся барабане с нитью и грузом. Временной интервал между двумя следующими друг за другом импульсами определяется тем, что расстояние Ь, проходимое грузиком под действием собственного веса, подчиняется за- кономерности(1)где - ускорение падения грузикав скважине;1 - время.Принимая а =м/с (ускорение регулируется изменением тормозного усилия,прикладываемого к барабану и может меняться в пределах 0,5 - 2 м/с), число электрических импульсов, приходящихся на 1 м равным 1 О (точность измерения глубины скважины при этом равна й 10 см), получаем, что временной интервал между 1-м и 2-м импульсом равен 0,446 с, между 2-м и 3-м - О,86 с и т. д.Таким образом, при падении грузика в однородной среде (а= сопз временной интервал между двумя, следующими друг за другом входными сигналами формирователя 1 уменьшается по квадратичному закону.С формирователясформированные им - короткие (длительностью примерно 1 мс) отрицательные импульсы подаются на счетные входы триггеров 3 и 4 каналов 1 и 11. Выходы Я и Я триггеров соединены со входами схем сравнения 6 и 7 каналов 1 и 11, причем выход Я триггера 3 канала 1 соединен со входом + схемы сравнения канала 1, а выход Я триггера 3 канала 1 соединен со входом - схемы сравнения канала 1. В канале 11 эти соединения сделаны так, что выход Я триггера 4 канала 11 соединен со входом -1 схемы сравнения канала 11, а выход Я триггера 4 канала 11 соединен со входом + 1 схемы сравнения канала 11, На третьи входы схем сравнения 6 и 7 подаются прямолинейные импульсы частоты заполнения интервалов между импульсами, вырабатываемыми формирователем 1 с генератора импульсов 5. Генератор импульсов 5 запускается первым импульсом с выхода формирователя 1,Схема сравнения каналавыполнена таким образом, что на ее выходе появляется сигнал Да (положительный перепад напряжения) только при условии, что число импульсов от генератора импульсов 5, пришедших в те интервалы времени, когда на входе +1 положительный потенциал меньше, чем число импульсов, пришедших в те интервалы времени, когда положительный потенциал на входе -1, т. е. в период второго устойчивого состояния триггера 3. Выполнение условия появления сигнала Да возможно только в том случе, если интервал времени между четными (2, 4, 6 и т. д.) и нечетными (1, 3, 5 и т, д,) импульсами формирователя 1 больше интервала времени между нечетными и четными, что, как следует из формулы (1), возможно только тогда, когда величина ускорения падения грузика в скважине резко упадет. Это происходит при встрече грузика с поверхностью воды и обусловлено их различной плотностью (для воды плотность равна 000 кг/мз, а для воздуха - 1,29 кг/м) .В связи с неопределенностью момента касания грузика поверхности воды во вторичный прибор и введен второй канал. Схема сравнения 7 канала 11 выполнена ана1102919 Составитель В. БулыгинТехред И. Верес Корректор А. ИльинТираж 565 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Редактор Т, ПарфеноваЗаказ 4818/22 логично подобной схеме канала 1 и вырабатывает сигнал Да только в том случае, если интервал времени между нечетными и четными импульсами формирователя 1 больше интервала времени между четными и нечетными импульсами,Сумматор 8 пропускает на свой выход первый же пришедший сигнал Да независимо от номера канала. Выходным сигналом сумматора является положительный перепад напряжения, открывающий ключ 9, О С этого момента времени импульсы с выхода формирователя 1 поступают, кроме счетчика 2 общей глубины скважины, через ключ 9 на счетчик глубины обводненности О.При достижении грузиком 3 дна скважины вращение барабана 1 прекращается, а со счетчиков 2 и 10 оператор снимает показания общей глубины скважины и уровня жидкости в скважине.Изобретение позволяет повысить точность измерения глубины и уровня жидкости, а также надежность,функционирования вторичного преобразователя.