Устройство для контроля уровня жидкости в скважине

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1677285 А 1 5 Е 21 В 47/04 ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСКО ИДЕТЕЛ ЬСТ(71) Сургутский научно-исследовательский ипроектный институт нефтяной промышленности(56) Авторское свидетельство СССРВ 1430512, кл. Е 21 В 47/04, 1987,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ УРОВНЯ ЖИДКОСТИ В СКВАЖИНЕ(57) Изобретение относится к контролюуровня жидкости в скважине, Цель - повышение помехоустойчивости. Устр-во содержит генератор 1 акустических импульсов,привод 2 клапана, усилитель 5, компараторб,блок (Б) 20 световой и звуковой индикации,генератор 16 эталонной частоты, корректор17, счетчик 15 метров, Б 19 имитации и контроля, Б 3 задания времени воздействия,одновибратор 7, элемент И 8, ключи 9; 10,интегратор 11, Б 12, 13 выборки-хранения,компаратор 14, Б 18 отображения. Устр-во устанавливают на устье скважины 21 с уровнем 22 жидкости, По сигналу (С) Б 3 генератор 1 возбуждает акустический импульс. Приемник 4 фиксирует прямой С, отраженные С и С помех. Компаратор б преобразует входные С в однополярные импульсы. По С с выхода элемента 8 И Б 12 осуществляет выборку и хранение прямого С с интегратора 11, Счетчик 15 метров начинает подсчет эталонных импульсов, по спаду которых - выхода компаратора 6 одновибратор 7 вырабатывает короткий управляющий импульс для обнуления интегратора 11. В Б 13 осуществляется запоминание отраженного С и С помехи, Компаоатор 14 последовательно сравнивает выходные С с Б 12 и 13. Счетчик 15 метров прекращает работу по приходу отраженного С. Применение устр-ва позволяет сравнивать прямой С, отраженные С и С помех по площади. Помехоустойчивость и избирательность достигается увеличением площади прямого импульса воздействия,вый 12 и второй ния, второй ко метров, генерат корректор 17, бл мации, блок 19 и 20 световой и зву Изобретение относится к контролю уровня жидкости в скважинах акустическим методом и может быть использовано при измерении статического и динамического уровней в нефтяных скважинах.Целью изобретения является повышение помехоустойчивости,На фиг, 1 представлена структурная схема устройства для определения уровня жидкости в скважине; на фиг, 2- временные диаграммы работы устройства.Устройство для определения уровня жидкости в скважине содержит генератор 1 акустических импульсов, привод 2 клапана генератора 1 акустических импульсов, блок 3 задания времени воздействия, приемник 4, усилитель 5, первый компаратор б, одно- вибратор 7, элемент И 8, первый 9 и второй 10 аналоговые ключи, интегратор 11, пер 13 блоки выборки-хранепаратор 14, счетчик 15 р 16 эталонной частоты, к 18 отображения инфоритации и контроляблок овой индикации. Генератор 1 акустических сигналов,привод 2 клапана и приемник 4 сигналов устанавливаются на устье скважины 21 с,уровнем 22 жидкости.Приемник 4 подключен к усилителю 5,выход ко орого соединен с входом компаратора б, входом ааоовоо клюа 10 и входом блока 20 световой и звуковой .индикации. Выход компаратора б подключен к входу одновибратора 7, к первому входу элемента И 8, к управляющим входам блока 13 выборки-хранения и аналогового , ключа 10, выход которого соединен с первым входоминтегратора 11,выход которого через аналоговый ключ 9 подключен к второму входу интегратора 11. Управляющий вход ключа 9 соединен с выходом одиовибратора 7. Выход интегратора 11 подключен к входам блоков 12 и 13 выборки-хранения, выходы которых подключены к входам компаратора 14, выход которого соединен с первым управляющим входом счетчика 15 метров, второй управляющий вход которого подключен к управляющему входу блока 12 выборки-хранения и выходу элемента И 8.Второй вход элемента И 8 подключен к первому выходу блока 3 задания времени воздействия, второй выход которого соединен с приводом 2 клапана генератора 1 акустических импульсов, Третий управляющий вход счетчика 15 соединен с выходом блока 19 имитации и контроля, Тактовый вход счетчика 15 через корректор 17 соединен с выходом генератора 16 эталонной частоты,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 15 а выход соединен с входом блока 18 отображения информации.Устройство для определения уровня жидкости в скважине работает следующим образом.По команде оператора блок 3 задания времени воздействия на первом выходе вырабатывает управляющий импульс О 1, приводящий в действие привод 2 клапана генератора 1 акустических сигналов, вследствие чего генератором 1 возбуждается акустический импульс (прямой сигнал) заданной длительности, который распространяется вдоль колонны скважины 21 со скоростью звука в газе при данком давлении. Дойдя до уровня 22 жидкости он возвращается в виде отраженного сигнала к приемнику 4. Приемник 4 преобразует акустические сигналы в электрические, которые подаются на вход усилителя 5, Таким образом на вход компаратора 6 подаются прямой сигнал, отраженный и сигналы помех (02). Сигналы помех возникают от привода насосов, вибрации колонны, турбулентности потоков жидкости, Электрическая помеха промышленной частоты наводится на вход усилителя 5, Компаратор б преобразует входные сигналы в однополярные импульсы (Оз), длительность которых равна длительности положительной полуволны входных сигналов.Управляющий импульс с выхода элемента И 8 формируется по совпадении сигналов с второго выхода блока 3 и преобразованного прямого сигнала Оз с выхода компаратора 6, По этому сигналу блок 12 выборки-хранения осуществляет выборку прямого сигнала, поступающего с интегратора 11, В режим хранения проинтегрированного прямого сигнала блок 12 выборки-хранения перехо- дит по спаду управляющего сигнала с выхода элемента И 8, и в этот же момент осуществляется запуск счетчика 15 метров, который начинает подсчет эталонных импульсов,Коэффициент передачи блока 12 выборки-хранения выбирается равным порядка 0,3-0,5 исходя из конкретных условий поглощения отраженного сигнала,По спаду импульса Оз (прямого и всех последующих преобразованных входных сигналов) с выхода компаратора 6 одновибратор 7 вырабатывает короткий управляющий импульс О 5 (фиг, 2), обнуляющий интегратоор 11, готовя его для интегрирования всех последующих входных сигналов.Выбирая длительность импульса О 1 блока 3, кратную периоду электрической помехи промышленной частоты, достигается существенное понижение уровня послед 1677285ней на выходе интегратора, поскольку она имеет периодический характер.После прямого сигнала на вход компаратора 6 поступают сигналы помехи и полезный отраженный сигнал (02). Входные вход блока 13 выборки-хранения,где осуществляется запоминание каждого иэ проинтегрированных сигналов и последовательное сравнение на компараторе 14 с выходным сигналом блока 12 выборки-хранения. Блок 13 имеет коэрициент передачи единицу,Па приходу отраженного сигнала выходное напряжение блока 13 выборки-хранения превышает выходное напряжение блока 12 выборки-хранения и на выходе компаратора 14 появляется сигнал, запрещающий счет счетчика 15 метров (Об).Высокая помехоустойчивость и избирательность устройства достигается за счет того, что прямой и отраженный сигналы, а также сигналы помех интегрируются и сравниваются по площади. При условии, что площадь акустической помехи является величиной однопорядковой с площадью отраженного сигнала, когда сравнение по длительности и анализ по амплитуде не дает положительного результата, помехоустойчивость и избирательность в устройств достигается увеличением длительности импульса воздействия 01, т.е. увеличением площади прямого и соответственно отраженного сигналов.Корректором 17 путем изменения коэффициента деления осуществляют подстройку частоты, поступающей с генератора 16 на вход счетчика 15 метров, в зависимости от давления газа в скважине.В момент появления на выходе усилителя 5 прямого и отраженного сигналов блоком 20 осуществляется звуковая и световая индикация прохождения импульсов, Блок 19 имитации и контроля подключают для проверки работоспособности счетчика 15 метров, генератора 16, корректора 17.С помощью блока 18 результат подсчета количества импульсов счетчиком 15 представляется в именованных единицах в удобном для пользователя виде.Коррекция учета изменений скорости 50 звука может осуществляться вручную (по приведенной схеме) или автоматически (на схеме не показано). В первом случае оператор устанавливает переключатель блока 17 согласно показаниям манометра (не показан) на устье скважины. В автоматическом сигналы через замкнутый ключ 10, управляемый с выхода компаратора 6(Оз), после-довательно проходят на интегратор 11, с выхода которого сигналы 0 поступают на10 20 25 30 35 40 45 55 режиме до начала измерения уровня (после установки устройства) с приемника 4 снимается сигнал, пропорциональный давлению с скважине, преобразуется аналого-цифровым преобразователем (не показан) в параллельный код, который устанавливает коэффициент деления в корректоре 17 по давлению,Применение устройства позволяет контролировать уровень жидкости в скважине при наличии высокого уровня акустической и электрической помех,Формула изобретения Устройство для контроля уровня жидкости в скважине, содержащее генератор акустических импульсов, приемник сигналов, соединенный с усилителем, выход которого подключен к блоку световой и звуковой индикации, первый компаратор, генератор эталонной частоты, выход которого соединен через корректор с тактовым входом счетчика метров, блок имитации и контроля, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, оно снабжено одновибратором, приводом клапана генератора акустических импульсов, блоком задания воемени воздействия, элементом И, первым и вторым аналоговыми ключами, интегратором, первым и вторым блоками выборки-хранения, вторым компаратором, блоком отображения, причем выход усилителя соединен с входом первого компаратора и входом второго аналогового ключа, выход которого подключен к первому входу интегратора, управляющий вход соединен с выходом первого компаратора, управляющим входом второго блока выборки-хранения и входом одновибратора, выход которого подключен к управляющему входу первого ключа, выход которого соединен с вторым входом интегратора, вход подключен к выходу интегратора, входу второго блокавыборки-хранения и входу первого блока выборки-хранения, выход которого соединен с первым входом второго компаратора, второй вход которого подключен к выходу второго блока выборки-хранения, выход соединен с первым управляющим входом счетчика метров, выход которого подключен к блоку отображения, третий управляющий вход соединен с блоком имитации и контроля, второй управляющий вход подключен к управляющему входу первого блока выборки и хранения и выходу элемента И, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом первого компаратора и первым выходом блока задания времени воздействия, второй выход которого подключен к приводу клапана генератора акустических импульсов,1677285 Составитель А,РыбакТехред М.Моргентал Корректор С.Шевкун Слиган акт оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 каз 3094 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5