DE2854589A1

DE2854589A1 - Verfahren und vorrichtung zur registrierung von feststoffteilchen in einem eine leitung durchstroemenden fluid

Info

Publication number: DE2854589A1
Application number: DE19782854589
Authority: DE
Inventors: Jan Willem Kraayeveld; Harm Mast; Peter Bernard Vriezen; Gerrit Johannes Wunnink
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1977-12-20
Filing date: 1978-12-18
Publication date: 1979-06-21
Also published as: NL7812249A; GB1585708A; DE2854589C2; FR2412840B1; IT7869882A0; FR2412840A1; CA1134494A; IT1108519B; US4240287A

Description

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Shell Internationale Research Maatschappij B.V. 30, Carel van Bylandtlaan, Den Haag, Niederlande

Verfahren und Vorrichtung zur Registrierung von Feststoffteilchen in einem eine Leitung durchströmenden Fluid

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ORIGINAL INSPECTED

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Registrierung von Feststoffteilchen in einem eine Leitung durchströmenden Fluid.

Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zählen von Teilchen, die durch einen vorbestimmten Bereich eines Leitungsquerschnittes hindurchtreten, und zum Zählen der Teilchen sowie zur wahlweisen Unterscheidung der Teilchen bezüglich ihrer.Größe, wenn diese aus dem gleichen Material bestehen.

Feststoffteilchen wie beispielsweise Sandkörner werden oft in einem strömenden Fluid mitgeführt, das aus einer Bodenformation wie beispielsweise Kohlenwasserstoffe enthaltenden Bodenformationen gefördert wird. Die mit dem Fluid (beispielsweise gasförmige und/oder flüssige Kohlenwasserstoffe) mitgeführten Sandkörner können zur Erosion in den Leitungen innerhalb des Schachtes sowie in den Rohrleitungen und den Verarbeitungseinrichtungen für das Fluid an der Erdoberfläche führen. Um rechtzeitig Gegenmaßnahmen ergreifen zu können, muß eine frühzeitige Warnung des Bedienungspersonals erfolgen, daß derartige Mengen von Sandkörnern vorhanden sind, die möglicherweise zu einer Beschädigung der Fördereinrichtungen in dem Schacht oder bei den Verarbeitungseinrichtungen führen.

Es sind bereits ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Registrierung von Feststoffteilchen in einem strömenden Fluid bekannt, wobei mindestens ein Teil der von dem Fluid mitgeführten Teilchen auf eine mikrophonische Sonde auftreffen. Jeder Aufschlag wird

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getrennt registriert, da die Aufschläge von dem Hintergrundrauschen unterscheidbar sind. Es sind ferner ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Registrierung von Körnern in einem strömenden Fluid bekannt, wobei die Körner einen auf akustische Energie ansprechenden Wandler erregen, um ein für diese Energie repräsentatives Signal zu erzeugen, wobei ein Frequenzbereich um etwa 700 kHz des Signales als repräsentativ für die kinetische Energie der gesamten Menge von Körnern angesehen wird, welche auf den Wandler treffen, während ein Frequenzbereich um etwa 100 kHz des Signales als Maß für das Hintergrundrauschen angesehen wird.

Ferner sind ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Registrierung einzelner Feststoffteilchen bekannt, die in einem bestimmten Strombereich eines strömenden Fluides enthalten sind. Hier treffen die Körner auf einen piezoelektrischen Wandler. Der Spitzenwert des resultierenden elektrischen Ausgangssignales wird in einem Pulshöhendiskriminator oder Schwellwertdetektor nach einer geeigneten Verstärkung des Signales festgestellt. Wenn der Spitzenwert einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet, wird ein Standardausgangsimpuls mit einer Länge erzeugt, die größer ist als die typische Dauer eines Aufschlagsignales. Die Anzahl von Standardimpulsen in einem vorbestimmten Zeitraum wird gezählt. Bei einer gegebenen Aufschlaggeschwindigkeit kann der Korndurchmesser aus der Maximalamplitude des Aufschlagsignales bestimmt werden. Man kann zwischen verschiedenen Bereichen von Korngrößen unterscheiden, so daß man eine Korngrößenverteilung der Körner erhält, die durch einen gegebenen Bereich des Leitungsquerschnittes über einen gegebenen Zeitraum hin hindurchtreten.

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Es wurde nun gefunden, daß man die besten Ergebnisse mit einem Verfahren der oben beschriebenen Art erhält, bei dem die Anzahl der auf das Wandlerelement auftreffenden Körner gezählt wird, wenn das Wandlersignal selektiv gefiltert wird.

Bei einem Verfahren zur Registrierung von Feststoffpartikeln in einem eine Leitung durchströmenden Fluid wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß in Abhängigkeit eines Auftreffens eines Teilchens auf einen akustischelektrischen Wandler ein elektrisches Signal erzeugt wird, daß das Signal gefiltert wird, um seine in einem Frequenzband von etwa 50 kHz bis etwa 500 kHz liegenden Frequenzanteile durchzulassen, daß die Amplitudenwerte jedes Impulszuges in dem gefilterten Signal mit mindestens einem vorgegebenen Wertbereich verglichen werden, daß ein elektrischer Standardimpuls erzeugt wird, wenn der maximale Amplitudenwert des Impulszuges innerhalb des vorbestimmten Wertbereichs liegt, und daß die Anzahl von Standardimpulsen über einen vorbestimmten Zeitraum gezählt wird.

Die elektrischen Signale werden vorzugsweise von einem piezo-elektrischen Element erzeugt, das von den Teilchen her über einen zwischengeschalteten Metallkörper erregt wird.

Es wird ferner eine Vorrichtung zur Registrierung von Feststoffpartikeln in einem eine Leitung durchströmenden Fluid vorgeschlagen, die erfindungsgemäß gekennzeichnet ist durch einen akustisch-elektrischen Wandler zur Anordnung in einer Leitung, durch welche ein teilchenführendes Fluid hindurchströmen kann, eine Anzeigevorrichtung zur Anzeige der Anzahl von Teilchenaufschlägen auf dem

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akustisch-elektrischen Wandler und eine den akustischelektrischen Wandler mit der Anzeigevorrichtung verbindende Schaltungsanordnung, umfassend eine Filteranordnung zur Verarbeitung der von dem Wandler erzeugten elektrischen Signale, um Frequenzanteile der Signale in einem innerhalb des Frequenzbereichs von etwa 50 kHz bis etwa 500 kHz liegenden Bereich durchzulassen, einen Schwellwertdetektor und einen Impulsformer, wobei der Schwellwertdetektor und der Impulsformer zur Erzeugung eines Standardimpulses ausgebildet sind, der immer dann an die Anzeigevorrichtung übertragen wird, wenn der maximale Amplitudenwert eines Impulszuges in dem gefilterten Signal innerhalb eines vorbestimmten Wertbereichs liegt.

Der Wandler umfaßt vorzugsweise ein piezo-elektrisches Element, das in Berührung mit einem Metallkörper steht, wobei dieser so ausgebildet ist, daß er innerhalb einer Leitung angeordnet und dem Fluidstrom ausgesetzt werden kann.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, welche in Verbindung mit den beiliegenden Figuren die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines in einer Leitung angeordneten akustischen Wandlers und ein Blockdiagramm der elektrischen Schaltung zur Verarbeitung und zum Zählen der von dem Wandler erzeugten Signale,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des in Fig. 1 dargestellten Teilchenregistrxersystemes, das jedoch nun so ausgebildet ist, daß es zwischen Teilchen unterschiedlicher Größe unterscheiden kann,

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Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Teilchenregistriersystems gemäß Fig. 1 in Verbindung mit einer Einrichtung zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit des Fluides,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen Wandler, wie er in einem der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Systeme verwendet werden kann,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform des in Fig„ 4 dargestellten Wandlers und

Fig. 6 einen akustischen Wandler, der in jedem der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Systeme verwendet v/erden kann und so ausgebildet ist, daß er in einem Schacht vertikal verstellt werden kann, um zwischen Teilchen zu unterscheiden, die in den Schacht auf verschiedenen Höhen eintreten.

Das in Fig. 1 dargestellte Teilchenregistriersystem umfaßt einen akustischen Wandler 1, der in einer Leitung 2 angeordnet ist. Der Wandler 1 besteht aus einem nicht dargestellten piezo-elektrischen Element, das in dem Wandler 1 derart angeordnet ist, daß jedes auf die äußere Wand des Wandlers 1 auftreffende Teilchen ein elektrisches Signal in Form eines Impulszuges erzeugt. Dieses Signal wird hierauf einem Verstärker 3 zugeführt, der Teil einer Schaltungsanordnung ist, welche Signale einer Zähl- und Wiedergabeanordnung 4 zuführt. Neben dem Verstärker 3 und Ver^ bindungsleitungen umfaßt die Schaltungsanordnung ein Frequenzfilter 5, einen Impulshöhendiskriminator oder Schwellwertdetektor 6 sowie einen Impulsformer 7.

Die von dem Verstärker 3 verstärkten Signale werden durch das Frequenzfilter 5 gefiltert, um nur die Anteile des verstärkten Signales durchzulassen, die eine Frequenz zwischen 100 kHz und 300 kHz haben. Die gefilterten Signale

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werden danach dem Schwellwertdetektor 6 zugeführt, indem die Amplitudenwerte jedes Impulszuges des gefilterten Signales mit dem vorbestimmten Wertbereich· oberhalb des Schwellwertes 8 verglichen werden. Jeder Impuls mit einer Amplitude oberhalb des Schwellwertes 8 erzeugt ein Signal, das dem Impulsformer 7 zugeführt wird, der seinerseits einen Standardimpuls 9 erzeugt. Dieser Standarsimpuls 9 wird der Zähl- und Wiedergabeeinrichtung 4 zugeführt, welche die Anzahl der Standardimpulse 9 zählt und anzeigt, die ihr während eines vorbestimmten Zeilraumes zugegangen sind.

Die Länge des Standardimpulses 9, der aufgrund eines durch einen Teilchenaufschlag erzeugten Signales mit einem maximalen Amplitudenwert innerhalb des Wertbereiches oberhalb des Schwelitoertes 8 erzeugt wird, kann etwa etwa 200 usec betragen. Während dieser 200 jusec kann kein neuer Standardimpuls ausgelöst werden. Dies verhindert, daß weitere Amplitudenspitzenwerte desselben Auftreffsignales weitere Standardimpulse auslösen. Zwei Teilchenaufschläge innerhalb von 200 jusec werden dann auch als ein Aufschlag gezählt. Es wurde jedoch gefunden, daß dies nur zu einem geringen Fehler führt, der für die Zwecke vernachlässigbar ist, für welche das Teilchenregistriersystem konzipiert ist.

Es ist zu bemerken, daß die Höhe des Schwellwertes 8 in dem Schwellwertdetektor 6 sowie die Länge des Standardimpulses einstellbar sein können, so daß die Bedienungsperson die Möglichkeit hat, einen optimalen Wert für die jeweiligen Betriebsbedingungen auszuwählen.

Es wurde gefunden, daß man die besten Ergebnisse mit dem Teilchenregistriersystem zum Zählen von den auf den akustischen Wandler auftreffenden Teilchen erzielt, wenn"

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das von dem Wandler erzeugte Signal so gefiltert wird, daß die durchgelassenen Frequenzanteile in einem Frequenzbereich innerhalb des 50 kHz bis 500 kHz-Frequenzbandes liegen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der akustische Wandler 1 ein piezo-elektrisches Element umfaßt, das in Berührung mit einem Metallkörper steht, auf das die Teilchen auftreffen. Ein derartiger akustischer Wandler wird später noch genauer anhand der Figuren 4 und 5 beschrieben.

Das Teilchenregistriersystem gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von dem in Fig. 1 dargestellten System dadurch, daß es einen Impulshöhendiskriminator oder Schwellwertdetektor 10 besitzt, der es erlaubt, zwischen verschiedenen Impulshöhenbereichenzu unterscheiden. Die von den auf den akustischen Wandler in der Leitung 2 auftreffenden Teilchen erzeugten Signale werden zunächst dem Verstärker 3 und danach dem Filter 5 zugeführt, in welchem die Frequenzen außerhalb des Bereiches von 50 kHz bis 20OkHz unterdrückt werden. Die resultierenden Impulszüge werden dann dem Schwellwertdetektor 10 zugeführt, der zwischen den maximalen Amplituden der Impulse unterscheiden kann, die entweder oberhalb des Schwellwertes 11, zwischen den Schwellwerten 11 und 12 oder zwischen den Schwellwerten 12 und 13 liegen.

Ein Teilchenaufschlag, der einen Impulszug erzeugt, dessen maximaler Amplitudenwert innerhalb eines Bereiches über dem Schwellwert 1 liegt, wird über eine Leitung 15A zum Impulsformer 14 durchgelassen. Der Impulsformer 14 erzeugt einen Standardimpuls 16A, der danach der Zähl- und Wiedergabevorrichtung 17 über eine Verbindungsleitung 18A zugeführt wird. So werden alle Aufschläge auf dem Wandler 1, welche einen Impulszug mit einem maximalen Amplitudenwert

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oberhalb des Schwellwertes 11 erzeugen, getrennt von dem Zähler 17 gezählt und durch diesen getrennt dargestellt.

Ferner werden alle Aufschläge, die einen Impulszug mit einem maximalen Amplitudenwert in dem Bereich zwischen den Schwellwerten 11 und 12 ebenfalls getrennt gezählt und an dem Zähler 17 getrennt dargestellt. Das gleiche gilt für die Teilchenaufschläge, welche einen Impulszug mit einem maximalen Amplitudenwert erzeugen, der in den Wertebereich zwischen den Schwellenwerten 12 und 13 fällt.

Es ist zu bemerken, daß der Schwellwertdetektor 10 und der Impulsformer 14 so ausgebildet sind, daß beim Registrieren eines innerhalb des vorbestimmten Wertebereichs liegenden maximalen Amplitudenwertes des Impulszuges nur ein einziger Standardimpuls erzeugt werden kann, der zu der Zähl- und Wiedergabevorrichtung 17 durchgelassen wird. Das Auslösen von Standardimpulsen, die weiteren Amplitudenspitzenwerten desselben Impulszuges entsprechen, kann dadurch verhindert werden, daß man dem Standardimpuls eine Länge gibt, welche die Länge der Impulszüge übertrifft. Jeder Aufschlag wird nur in einer der drei Wiedergabe anordnung en der Zähl- und Wiedergabevorrichtung 17 angezeigt, welche dem von dem maximalen Amp'litudenwert des Impulszuges erreichten Wertbereich entspricht. Dies wird dadurch erreicht, daß man während des Zählzeitraumes den Durchgang durch diejenigen der elektrischen Verbindungen 15A bis 15C oder die Verbindungen 18A bis 18C blockiert, welche jeweils zu den beiden anderen Wiedergabeanordnungen der Zähl- und Anzeigevorrichtung 17 führen. Elektrische Schaltungen für diese Zwecke sind an sich bekannt und brauch/daher nicht näher beschrieben zu werden.

Die Schwellwerte-11, 12 und 13 können einstellbar sein. Das System ist für einen bestimmten Massenbereich der in

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dem Fluidstrom mitgeführten Feststoffpartikel geeicht sowie für eine bestimmte Geschwindigkeit dieses Fluidstromes. Die Anzeige an der Zähl- und Anzeigevorrichtung 17 zeigt - über ein vorbestimmtes Zeitintervall - die gesamte Anzahl von Teilchen an, die durch einen bestimmten Bereich des Leitungsquerschnittes hindurchgetreten sind und gibt außerdem eine Verteilung dieser Teilchen entsprechend dreier Größenklassen.

Die Strömungsgeschwindigkeit des Fluides kann mit einer in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems gemessen werden. Dieses System ist ähnlich dem in Fig. 1 dargestellten System ausgebildet, weist jedoch noch ein elektrisches Filter 20 auf, das so ausgebildet ist, daß es alle Frequenzen außerhalb des Bereiches zwischen 50 Hz und 10 kHz unterdrückt. Die von dem Wandler erzeugten Signale werden diesem Filter 20 nach ihrer Verstärkung durch den Verstärker 3 zugeführt. Das gefilterte Signal, das im wesentlichen von dem Hintergrundrauschen in der Leitung her rührt, ist ein Maß für die Geschwindigkeit des Fluidstromes 8 durch die Leitung 2. Die Größe des Signales in dem Frequenzbereich zwischen 50 Hz bis 10 kHz wird durch eine Anzeigevorrichtung 21 wiedergegeben.

Es ist besonders vorteilhaft, ein dem Filter 20 entsprechendes Filter in Verbindung mit dem Teilchenregistriersystem gemäß Fig. 2 zu verwenden, da das Ausgangssignal des Filters zur Einstellung der Schwellwerte 11, 12 und 13 des Schwellwertdetektors 10 verwendet werden kann, so daß der Zähler 1? stetsⁿ die Anzahl von Teilchen in drei festen Größenbereichen unabhängig von der Größe der Strömungsgeschwindigkeit des die Leitung 2 durchströmenden Fluides anzeigt.

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Die Figuren 4 und 5 der Zeichnung zeigen akustische Wandler zur Vervendung in den in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Systemen. Jeder Wandler umfaßt ein Gehäuse 50 mit einem Deckel 51, das einen Vorverstärker 52 "beherbergt. Das Ausgangskabel 53 des Vorverstärkers 52 tritt durch eine Öffnung 54 in der Wand des Gehäuses 50 und das Eingangskabel 55 ist elektrisch mit einem piezo-elektrischen Kristall 56 verbunden, der in dem Innenraum 57 einer Verlängerung 58 des Gehäuses 50 angeordnet ist. Die Verlängerung 58 ist mit dem Gehäuse 50 über eine Schraubverbindung 59 verbunden.

Die Außenwand der Verlängerung 58 ist mit einem Außengewinde 60 versehen, das zur Verbindung des akustischen Wandlers mit einer nicht dargestellten Leitung dient, in der die Messung erfolgen soll. Das Außengewinde 60 ist zum Zusammenwirken mit einer Gewindebohrung in der Leitungswand ausgebildet, so daß ein Abschnitt 61 der Verlängerung 58 des Gehäuses 50 sich in der Betriebsstellung des Wandlers innerhalb der Leitung befindet.

In dem Innenraum 57 der Verlängerung 58 ist ein Federelement 62 angeordnet, welches den piezo-elektrischen Kristall 56 mit seiner einen Seite gegen den Boden des Innenraumes 57 der Verlängerung 58 preßt. Die Verlängerung 58 ist aus Metall wie beispielsweise Kupfer hergestellt, so daß die von einem Teilchenaufschlag auf die Außenwand der Verlängerung 58 erzeugten akustischen Wellen zu dem piezo-elektrischen Kristall 56 hin übertragen und von diesem erfaßt werden.

Die Einrichtungen zum Registrieren von Feststoffteilchen in einem durch eine Leitung fließenden Fluid, wie sie in den Figuren 1 bis 3 dargestellt sind, sind für eine Re-

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gistrierung dieser Teilchen in einem Fluid ausgebildet, das durch eine Leitung strömt, in der der akustische Wandler sehr einfach montiert werden kann. Eine solche Leitung kann beispielsweise eine Verbindungsleitung sein, die von einem Schacht oder Bohrloch , der gasförmige Wasserkohlenstoffe fördert, zu einer Verarbeitungseinrichtung führt. Das Vorhandensein dieser Feststoff partikel in dem Fluid, wie beispielsweise einem aus dem Schacht strömenden Gas,wird dann festgestellt, so daß das Betriebspersonal gewarnt werden kann, wenn die Anzahl derartiger Fsststoffpartikel eine bestimmte Grenze überschreitet.

Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch dazu verwendet werden, festzustellen, ob sich Feststoffpartikel in dem Schacht selbst befinden. In diesem Fall wird ein akustischer Wandler an einem dünnen Kabel gehalten, in dem die elektrischen Leitungen zur Übertragung der von dem Wandler erzeugten Signale zur Erdoberfläche eingeschlossen sind. Der Wandler wird dann an dem Kabel auf die gewünschte Höhe in dem Schacht oder dem Förderrohr abgesenkt, worauf die infolge der Aufschläge der Teilchen auf dem Wandler erzeugten Signale über die elektrischen Leitungen an die Erdoberfläche übertragen werden. Vorzugsweise werden die Signale vor ihrer Übertragung zur Erdoberfläche verstärkt. Gegebenenfalls können auch geeignete Trägerwellen (beispielsweise FM-Wellen) zur Übertragung dieser Daten von dem Wandler zur Erdoberfläche hin verwendet werden.

Fig. 6 zeigt eine Registriereinrichtung 65, die ein Wandlerelement 66 aufweist und an einem Kabel 77 befestigt ist. Diese Registriereinrichtung 65 ist besonders dafür ausgebildet, die Höhe festzustellen, bei welcher die Feststoffpartikel zusammen mit Kohlenwasserstoffgasen oder anderen

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Gasen in einen Schacht durch Durchbrechungen in der Schachtwand oder der Schachtverschalung eindringen, welche den Schacht umgibt, um ein Einstürzen desselben zu verhindern.

Diese Durchbrechungen bestehen aus Öffnungen kleinen Durchmessers in der Schachtwand und hängen von der Festigkeit der an den Durchbrechungen anliegenden Schichten sowie der Austrittsgeschwindigkeit ab, mit welcher das Gas aus den verschiedenen Bodenschichten austritt. Dabei werden Sandkörner mit dem in den Schacht eintretenden Gas mitgeführt. Es kann wünschenswert sein, die Höhe der Durchbrechung oder der Durchbrechungen festzustellen, durch welche die Sandteilchen in den Schacht eintreten. Die in Fig. 6 dargestellte Registriervorrichtung hat sich für diese Aufgabe als zweckmäßig erwiesen.

Die Registriereinrichtung 65 gemäß Fig. 6 umfaßt ein Gehäuse 68, in dem ein piezo-elektrischer Kristall 69 in akustischem Kontakt mit der Gehäusewand gelagert ist. Das Gehäuse besteht aus Metall oder einem anderen akustische Wellen übertragenden Material und besitzt äußere Fortsätze 70, welche das Gehäuse 68 mit akustischen Sperrelementen 72 und 73 verbinden. Diese akustischen Sperrelemente 72 und 73 sind aus einem geeigneten Material hergestellt, wie beispielsweise einem Kunststoff material, in dem schwere Teilchen, etwa Metallteilchen wie Bleischrot eingeschlossen sind. In den Wänden der Fortsätze können Öffnungen 74 vorgesehen sein, um eine feste Verbindung zwischen dem Gehäuse 68 und dem Material der akustischen Sperrelemente 72 und 73 zu erreichen, die vorzugsweise direkt an dem Gehäuse 68 angeformt werden. ■

Von dem Wandler 69 werden elektrische Signale erzeugt, die durch Sandpartikel hervorgerufen werden, welche sich

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im wesentlichen rechtwinklig zur Mittelachse der Registriereinrichtung 65 bewegen und auf die Außenwand des Gehäuses 68 auftreffen. Indem man die längliche Registriereinrichtung 65 in dem mit einer perforierten Wand versehenen Schacht "bewegt, erzeugt jedes Teilchen, welches in den Schacht durch eine der Durchbrechungen in dem Augenblick eintritt, in dem die Seitenwand des Gehäuses 68 dieser Durchbrechung gegenüberliegt, in dem Wandler 69 ein Signal, das über ein· elektrisches Kabel 80 einem Verstärker 75 in dem Gehäuse 76 zugeführt wird, das oberhalb des akustischen Sperrelementes 72 sitzt und mit diesem durch einen Fortsatz 77 verbunden ist. Das verstärkte Signal wird dann durch das Trägerkabel 67, das die elektrischen Leitungen zur Datenübermittlung beinhaltet, zur Erdoberfläche geleitet. Das Trägerkabel 67 ist mit der Registriereinrichtung über eine Schraubkappe 78 verbunden.

Da die Länge des Trägerkabels 67, welches die Registriereinrichtung in dem Schacht trägt, gemessen werden kann, kann auch die Höhe auf einfache V/eise bestimmt werden, bei welcher Signale aufgrund des Aufschlages von Sandteilchen auf die Seitenwand des Gehäuses 68 erzeugt werden. Diese Höhe gibt die Höhe an, bei welcher die Sandteilchen in den Schacht eintreten, so daß nach dem Herausziehen der Registriereinrichtung entsprechende Gegenmaßnahmen ergriffen werden können, um die Bodenschichten nahe der Durchbrechung oder der Durchbrechungen in dieser bestimmten Höhe zu konsolidieren. Solche Konsolidierungsmaßnahmen sind an sich bekannt und nicht Teil dieser Erfindung.

Das Trägerkabel 67 ist an der Erdoberfläche mit einer der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Schaltungen verbunden, welche es dem Bedienungspersonal ermöglicht, Infor-

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mationen über die Zahl der Sandkörner zu erhalten, die in den Schacht bei der Höhe eindringen, bei der sich das Gehäuse 68 der Registriereinrichtung 65 befindet.

D.er Wandler 69 erzeugt ferner Signale, die von dem Auftreffen von Sandpartikeln auf die akustischen Sperrelemente 72 und 73 her rühren sowie von Sandpartikeln, welche sich in Richtungen parallel zur Längsrichtung der Längsachse der Registriereinrichtung 65 bewegen. Diese Signale haben jedoch relativ geringe Amplituden. Wenn man den niedrigsten Schwellwert des Schwellwertdetektors 6 (siehe Figuren 1 bis 3) auf einen Wert oberhalb der relativ niedrigen Amplitudenwerte einstellt, werden die durch diese Signale dargestellten Aufschläge von den Zähl- und Anzeigevorrichtungen 4 und 17 nicht gezählt. Somit sind die von den Zähl- und Anzeigevorrichtungen 4 und 17 gezählten Aufschläge nur ein Maß für die Aufschläge der Sandkörner, welche die Seitenwand des Gehäuses 68 treffen.

Es ist zu bemerken, daß anstelle der piezo-elektrischen Kristalle, die in der vorstehenden Beschreibung als geeignete akustische Wandler für die vorliegende Erfindung aufgeführt wurde, auch andere Typen akustischer Wandler mit den gleichen günstigen Ergebnissen verwendet werden können.

Die Anwendung der Erfindung ist nicht auf die Verwendung eines Bandpaß-Filters 5 beschränkt, wie er unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 mit einem Frequenzband von 100 kHz bis 300 kHz und 5OkHz bis 200 kHz beschrieben wurde. Es kann jedes andere Filter verwendet werden, das so ausgebildet ist, daß es jene Signalkomponenten mit

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einer Frequenz innerhalb eines Frequenzbereiches durchläßt, der sich von den beiden oben genannten Frequenzbereichen unterscheidet, jedoch eine untere Grenze bei etwa 50 kHz und eine obere Grenze bei etwa 500 kHz hat.

Die Filterwirkung zur Entfernung Vorfrequenzen aus den Signalen kann entweder durch ein spezielles Filter erreicht werden oder findet auf den Übertragungsleitungen statt.

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Verfahren zur Registrierung von Feststoffteilchen in einem eine Leitung durchströmenden Fluid, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit eines Auftreffens eines Teilchens auf einen akustischelektrischen Wandler (1) ein elektrisches Signal erzeugt wird, daß das Signal gefiltert wird, um seine in einem Frequenzband von etwa 50 kHz bis etwa 500 kHz liegenden Frequenzanteile durchzulassen, daß die Amplitudenwerte jedes Impulszuges in dem gefilterten Signal mit mindestens einem vorgegebenen Wertbereich verglichen werden, daß ein elektrischer Standardimpuls (9) erzeugt wird, wenn der maximale Amplitudenwert des Impulszuges innerhalb des vorbestimmten Wertbereichs liegt, und daß die Anzahl von Standardimpulsen (9) über einen vorbestimmten Zeitraum gezählt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Signal von einem piezo-elektrischen Element (56, 59) erzeugt wird, das von den Teilchen über einen zwischengeschalteten Metallkörper (58, 68) erregt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das von dem akustisch-elektrischen Wandler erzeugte Signal zusätzlich zu dem Durchlaufen eines Filters, welches Frequenzen zwischen,etwa 50 kHz und 500 kHz durchläßt, ferner ein Filter durchläuft, welches Frequenzanteile des Signales im Bereich zwischen 100 Hz und etwa 10.000 Hz durchläßt, wobei das aus diesem Filter austretende Signal ein Maß für die Strömungsgeschwindigkeit des Fluides ist..

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4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der akustisch-elektrische Wandler (1) in einem eine Bodenschichtenformation durchdringenden Schacht hängend angeordnet ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der akustisch-elektrische Wandler in dem Schacht in vertikaler Richtung bewegt wird.
6. Vorrichtung zur Registrierung von Feststoffpartikeln in einem eine Leitung durchströmenden Fluid, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen akustisch-elektrischen Wandler (1, 65) zur Anordnung in einer Leitung (2), durch welche ein teilchenführendes Fluid hindurchströmen kann, eine Anzeigevorrichtung (4, 17) zur Anzeige der Anzahl von Teilchen-Aufschlägen auf dem akustisch-elektrischen Wandler (1, 65) und eine den akustisch-elektrischen Wandler (1, 65) mit der Anzeigevorrichtung (4, 17) verbindende Schaltungsanordnung (3, 5, 6, 7; 3, 5, 10, 14, 15A bis 15C, 18A bis 18C), umfassend eine Filteranordnung zur Verarbeitung der von dem Wandler (1, 65) erzeugten elektrischen Signale, um Frequenzanteile der Signale in einem innerhalb des Frequenzbandes von etwa 50 kHz bis etwa 500 kHz liegenden Bereich durchzulassen, einen Schwellwertdetektor (6, 10) und einen Impulsformer (7, 14), wobei der Schwellwertdetektor (6, 10) und der Impulsformer (7, 14) zur Erzeugung eines Standardimpulses (9, 16A bis 16C) ausgebildet sind, der immer dann an die Anzeigevorrichtung (4, 17) übertragen wird, wenn der maximale Amplitudenwert eines Impulszuges in dem gefilterten Signal innerhalb eines vorbestimmten Wertbereichs liegt.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Standardimpulses (9, 16A bis 16C) variierbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der akustisch-elektrische Wandler (1, 65) ein piezo-elektrisches Element (56, 69) aufweist, das in Berührung mit einem Metallkörper (58, 68) steht, der in der Leitung (2) angeordnet werden und dem Fluidstrom ausgesetzt werden kann.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch eine weitere Schaltungsanordnung mit einem Filter (20) zur Verarbeitung der von dem Wandler (1, 65) erzeugten elektrischen Signale, um Signale in einem Frequenzbereich zwischen etwa 100 Hz und etwa 10 kHz zu erzeugen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Anzeigevorrichtung zur Anzeige der in den Frequenzbereich zwischen etwa 100 Hz und etwa 10 kHz fallenden Signale.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler (65) an einem Kabel (67) aufhängbar und in einem Schacht vertikal bewegbar ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der akustisch-elektrische Wandler (65) ein zwischen zwei akustischen Sperrelementen (72, 73) angeordnetes zylindrisches Gehäuse (68) aufweist, wobei das Gehäuse (68) und die Sperrelemente (72, 73) zusammen eine längliche Registriereinrichtung bilden.

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