DE2854589C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vor­ richtung zur Registrierung von Feststoffteilchen in einem eine Leitung durchströmenden Fluid, insbesondere zum Zählen von Teilchen, die durch einen vorbestimmten Bereich eines Leitungsquerschnit­ tes hindurchtreten, und zur wahlweisen Unterscheidung der Teilchen bezüg­ lich 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 Kohlenwasser­ stoffe 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 Verarbei­ tungseinrichtungen für das Fluid an der Erdoberfläche führen. Um rechtzeitig Gegenmaßnahmen ergreifen zu können, muß eine frühzeitige Warnung des Bedienungs­ personals erfolgen, daß derartige Mengen von Sand­ körnern 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 getrennt registriert, da die Aufschläge von dem Hinter­ grundrauschen unterscheidbar sind. Es sind ferner ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Registrierung von Körnern in einem strömenden Fluid bekannt (US-Patentschrift 38 16 773), wobei die Körner einen auf akustische Energie ansprechenden Wand­ ler mit einem piezo-elektrischen Wandlerelement 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 Frequenzbe­ reich um etwa 100 kHz des Signales als Maß für das Hinter­ grundrauschen angesehen wird.

Ferner sind ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Re­ gistrierung einzelner Feststoffteilchen bekannt, die in einem bestimmten Strombereich eines strömenden Fluides enthalten sind. Hier treffen die Körner auf einen piezo- elektrischen Wandler. Der Spitzenwert des resultierenden elektrischen Ausgangssignales wird in einem Pulshöhen­ diskriminator oder Schwellwertdetektor nach einer ge­ eigneten Verstärkung des Signales festgestellt. Wenn der Spitzenwert einen vorbestimmten Schwellwert überschrei­ tet, wird ein Standardausgangsimpuls mit einer Länge er­ zeugt, die größer ist als die typische Dauer eines Auf­ schlagsignales. Die Anzahl von Standardimpulsen in einem vorbestimmten Zeitraum wird gezählt. Bei einer gegebenen Aufschlaggeschwindigkeit kann der Korndurchmesser aus der Maximalamplitude des Aufschlagsignales bestimmt wer­ den. Man kann zwischen verschiedenen Bereichen von Korn­ größen unterscheiden, so daß man eine Korngrößenvertei­ lung der Körner erhält, die durch einen gegebenen Bereich des Leitungsquerschnittes über einen gegebenen Zeitraum hin hindurchtreten.

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.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Empfindlichkeit und Genauigkeit dieses akustischen Zählverfahrens zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird durch das im Anspruch 1 gekennzeichnete Verfahren bzw. die im Anspruch 5 gekennzeichnete Vorrichtung gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran­ sprüchen gekennzeichnet.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, das piezo-elektrische Wand­ lerelement über einen zwischengeschalteten Metallkörper zu er­ regen und das erzeugte Signal so zu filtern, daß nur in einem Frequenzband von etwa 50 kHz bis etwa 500 kHz liegende Frequenz­ anteile durchgelassen werden, die Amplitudenwerte jedes Impuls­ zuges in dem gefilterten Signal mit mindestens einem vorgegebe­ nen Wertbereich zu vergleichen, einen elektrischen Standard­ impuls zu erzeugen, wenn der maximale Amplitudenwert des Im­ pulszuges innerhalb des vorbestimmten Wertbereichs liegt, und die Anzahl von Standardimpulsen über einen vorbestimmten Zeit­ raum zu zählen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

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

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

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Teilchen­ registriersystems gemäß Fig. 1 in Verbindung mit einer Einrichtung zur Messung der Strömungsge­ schwindigkeit des Fluides,

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

Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungs­ form des in Fig. 4 dargestellten Wandlers und

Fig. 6 einen akustischen Wandler, der in jedem der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Systeme verwendet werden 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 ange­ ordnet ist. Der Wandler 1 besteht aus einem nicht darge­ stellten 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 Schal­ tungsanordnung ist, welche Signale einer Zähl- und Wieder­ gabeanordnung 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 zwi­ schen 100 kHz und 300 kHz haben. Die gefilterten Signale 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 Standardimpuls 9 wird der Zähl- und Wiedergabeeinrichtung 4 zugeführt, welche die Anzahl der Standardimpulse 9 zählt und anzeigt, die ihr während eines vorbestimmten Zeitraumes zugegangen sind.

Die Länge des Standardimpulses 9, der aufgrund eines durch einen Teilchenaufschlag erzeugten Signales mit einem maximalen Amplitudenwert innerhalb des Wertbereiches ober­ halb des Schwellwertes 8 erzeugt wird, kann etwa 200 µsec betragen. Während dieser 200 µsec kann kein neuer Standardimpuls ausgelöst werden. Dies verhindert, daß wei­ tere Amplitudenspitzenwerte deselben Auftreffsignales weitere Standardimpulse auslösen. Zwei Teilchenaufschläge innerhalb von 200 µsec werden dann auch als ein Aufschlag gezählt. Es wurde jedoch gefunden, daß dies nur zu einem geringen Fehler führt, der für die Zwecke vernachlässig­ bar ist, für welche das Teilchenregistriersystem konzi­ piert ist.

Es ist zu bemerken, daß die Höhe des Schwellwertes 8 in dem Schwellwertdetektor 6 sowie die Länge des Standard­ impulses einstellbar sein können, so daß die Bedienungs­ person 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 das von dem Wandler erzeugte Signal so gefiltert wird, daß die durchgelassenen Frequenzanteile in einem Frequenzbereich innerhalb des 50 kHz bis 500 kHz-Frequenz­ bandes 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 Fig. 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 Impuls­ höhenbereichen zu unterscheiden. Die von den auf den akusti­ schen Wandler in der Leitung 2 auftreffenden Teilchen er­ zeugten Signale werden zunächst dem Verstärker 3 und da­ nach dem Filter 5 zugeführt, in welchem die Frequenzen außerhalb des Bereiches von 50 kHz bis 200 kHz unterdrückt werden. Die resultierenden Impulszüge werden dann dem Schwellwertdetektor 10 zugeführt, der zwischen den maxima­ len Amplituden der Impulse unterscheiden kann, die ent­ weder oberhalb des Schwellwertes 11, zwischen den Schwell­ werten 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 15 A zum Impulsformer 14 durchgelassen. Der Impulsformer 14 erzeugt einen Standardimpuls 16 A, der danach der Zähl- und Wieder­ gabevorrichtung 17 über eine Verbindungsleitung 18 A zuge­ führt wird. So werden alle Aufschläge auf dem Wandler 1, welche einen Impulszug mit einem maximalen Amplitudenwert 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 Wertbereich zwischen den Schwellenwerten 12 und 13 fällt.

Es ist zu bemerken, daß der Schwellwertdetektor 10 und der Impulsformer 14 so ausgebildet sind, daß beim Regi­ strieren eines innerhalb des vorbestimmten Wertbereichs 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 über­ trifft. Jeder Aufschlag wird nur in einer der drei Wieder­ gabeanordnungen der Zähl- und Wiedergabevorrichtung 17 angezeigt, welche dem von dem maximalen Amplitudenwert des Impulszuges erreichten Wertbereich entspricht. Dies wird dadurch erreicht, daß man während des Zählzeitraumes den Durchgang durch diejenigen der elektrischen Verbin­ dungen 15 A bis 15 C oder die Verbindungen 18 A bis 18 C blockiert, welche jeweils zu den beiden anderen Wieder­ gabeanordnungen der Zähl- und Anzeigevorrichtung 17 füh­ ren. Elektrische Schaltungen für diese Zwecke sind an sich bekannt und brauchen daher nicht näher beschrieben zu werden.

Die Schwellwerte 11, 12 und 13 können einstellbar sein. Das System ist für einen bestimmten Massenbereich der in dem Fluidstrom mitgeführten Feststoffpartikel geeicht so­ wie für eine bestimmte Geschwindigkeit dieses Fluidstromes. Die Anzeige an der Zähl- und Anzeigevorrichtung 17 zeigt - über ein vorbestimmtes Zeitintervall - die gesamte An­ zahl 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 erfindungs­ gemäßen Systems gemessen werden. Dieses System ist ähn­ lich dem in Fig. 1 dargestellten System ausgebildet, weist jedoch noch ein elektrisches Filter 20 auf, das so ausge­ bildet ist, daß es alle Frequenzen außerhalb des Bereiches zwischen 50 Hz und 10 kHz unterdrückt. Die von dem Wandler 1 erzeugten Signale werden diesem Filter 20 nach ihrer Ver­ stärkung durch den Verstärker 3 zugeführt. Das gefilterte Signal, das im wesentlichen von dem Hintergrundrauschen in der Leitung herrührt, ist ein Maß für die Geschwindig­ keit 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 entsprechen­ des Filter in Verbindung mit dem Teilchenregistriersystem gemäß Fig. 2 zu verwenden, da das Ausgangssignal des Fil­ ters zur Einstellung der Schwellwerte 11, 12 und 13 des Schwellwertdetektors 10 verwendet werden kann, so daß der Zähler 17 stets die Anzahl von Teilchen in drei festen Größenbereichen unabhängig von der Größe der Strömungsge­ schwindigkeit des die Leitung 2 durchströmenden Fluids anzeigt.

Die Fig. 4 und 5 der Zeichnung zeigen akustische Wandler zur Verwendung in den in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Systemen. Jeder Wandler umfaßt ein Ge­ häuse 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 ange­ ordnet ist. Die Verlängerung 58 ist mit dem Gehäuse 50 über eine Schraubverbindung 59 verbunden.

Die Außenwand der Verlängerung 58 ist mit einem Außenge­ winde 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 Lei­ tungswand ausgebildet, so daß ein Abschnitt 61 der Ver­ längerung 58 des Gehäuses 50 sich in der Betriebsstellung des Wandlers innerhalb der Leitung befindet.

In dem Innenraum 57 der Verlängerung 58 ist ein Federele­ ment 62 angeordnet, welches den piezo-elektrischen Kristall 56 mit seiner einen Seite gegen den Boden des Innenraumes 57 der Verlängerung 58 preßt. Die Verlänge­ rung 58 ist aus Metall, wie beispielsweise Kupfer, herge­ stellt, 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 Fig. 1 bis 3 dargestellt sind, sind für eine Re­ 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 gas­ förmige Wasserkohlenstoffe fördert, zu einer Verarbei­ tungseinrichtung führt. Das Vorhandensein dieser Fest­ stoffpartikel 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 Feststoffpartikel eine bestimmte Grenze über­ schreitet.

Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch dazu verwendet werden, festzustellen, ob sich Feststoffpartikel in dem Schacht selbst befinden. In diesem Fall wird ein akusti­ scher 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 (bei­ spielsweise FM-Wellen) zur Übertragung dieser Daten von dem Wandler zur Erdoberfläche hin verwendet werden.

Fig. 6 zeigt eine Registriereinrichtung 65, die ein Wandler­ element 66 aufweist und an einem Kabel 77 befestigt ist. Diese Registriereinrichtung 65 ist besonders dafür ausge­ bildet, die Höhe festzustellen, bei welcher die Feststoff­ partikel zusammen mit Kohlenwasserstoffgasen oder anderen 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 Festig­ keit 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 Ge­ häuse 68, in dem ein piezo-elektrischer Kristall 69 in akustischem Kontakt mit der Gehäusewand gelagert ist. Das Gehäuse besteht aus Metall oder einem anderen akusti­ sche Wellen übertragenden Material und besitzt äußere Fortsätze 70, welche das Gehäuse 68 mit akustischen Sperr­ elementen 72 und 73 verbinden. Diese akustischen Sperr­ elemente 72 und 73 sind aus einem geeigneten Material hergestellt, wie beispielsweise einem Kunststoffmaterial, in dem schwere Teilchen, etwa Metallteilchen wie Blei­ schrot, eingeschlossen sind. In den Wänden der Fortsätze 70 können Öffnungen 74 vorgesehen sein, um eine feste Ver­ bindung zwischen dem Gehäuse 68 und dem Material der akustischen Sperrelemente 72 und 73 zu erreichen, die vor­ zugsweise direkt an dem Gehäuse 68 angeformt werden.

Von dem Wandler 69 werden elektrische Signale erzeugt, die durch Sandpartikel hervorgerufen werden, welche sich im wesentlichen rechtwinklig zur Mittelachse der Re­ gistriereinrichtung 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 ver­ stärkte 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 ver­ bunden.

Da die Länge des Trägerkabels 67, welches die Registrier­ einrichtung in dem Schacht trägt, gemessen werden kann, kann auch die Höhe auf einfache Weise bestimmt werden, bei welcher Signale aufgrund des Aufschlages von Sand­ teilchen auf die Seitenwand des Gehäuses 68 erzeugt wer­ den. Diese Höhe gibt die Höhe an, bei welcher die Sand­ teilchen in den Schacht eintreten, so daß nach dem Heraus­ ziehen der Registriereinrichtung entsprechende Gegenmaß­ nahmen ergriffen werden können, um die Bodenschichten nahe der Durchbrechung oder der Durchbrechungen in dieser be­ stimmten Höhe zu konsolidieren. Solche Konsolidierungsmaß­ nahmen sind an sich bekannt und nicht Teil dieser Erfindung.

Das Trägerkabel 67 ist an der Erdoberfläche mit einer der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Schaltungen verbun­ den, welche es dem Bedienungspersonal ermöglicht, Infor­ 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.

Der Wandler 69 erzeugt ferner Signale, die von dem Auf­ treffen von Sandpartikeln auf die akustischen Sperr­ elemente 72 und 73 herrühren 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 Schwellwert­ detektors 6 (siehe Fig. 1 bis 3) auf einen Wert ober­ halb 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 Anzeigevor­ richtungen 4 und 17 gezählten Aufschläge nur ein Maß für die Aufschläge der Sandkörner, welche die Seiten­ wand des Gehäuses 68 treffen.

Es ist zu bemerken, daß anstelle der piezo-elektrischen Kristalle, die in der vorstehenden Beschreibung als ge­ eignete akustische Wandler für die vorliegende Erfin­ dung aufgeführt wurden, 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 Bezug­ nahme auf die Fig. 1 und 2 mit einem Frequenzband von 100 kHz bis 300 kHz und 50 kHz bis 200 kHz beschrieben wurde. Es kann jedes andere Filter verwendet werden, das so ausgebildet ist, daß es jene Signalkomponenten mit einer Frequenz innerhalb eines Frequenzbereiches durch­ läßt, der sich von den beiden obengenannten Frequenz­ bereichen unterscheidet, jedoch eine untere Grenze bei etwa 50 kHz und eine obere Grenze bei etwa 500 kHz hat.

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

Claims (10)

1. Verfahren zur Registrierung von Feststoffteilchen in einem eine Leitung durchströmenden Fluid, bei dem in Abhängigkeit ei­ nes Auftreffens eines Teilchens auf einen akustisch-elektri­ schen Wandler (1) mit einem piezo-elektrischen Wandlerelement ein elektrisches Signal erzeugt und nachfolgend so gefiltert wird, daß nur bestimmte Frequenzanteile durchgelassen werden, dadurch gekennzeichnet,
daß das piezo-elektrische Wandlerelement (56, 69) von den Feststoffteilchen über einen zwischengeschalteten Metallkörper (58, 68) erregt wird,
daß das elektrische Signal so gefiltert wird, daß seine in einem Frequenzband von etwa 50 kHz bis etwa 500 kHz liegenden Frequenzanteile durchgelassen werden,
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 vorbe­ stimmten Wertbereichs liegt, und
daß die Anzahl von Standardimpulsen (9) über einen vorbestimm­ ten Zeitraum gezählt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das von dem Wandlerelement (56, 59) erzeugte Signal zusätz­ lich 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, und das aus diesem Filter austretende Signal als Maß für die Strömungsgeschwindig­ keit des Fluids dient.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der akustisch-elektrische Wandler (1) in einem eine Boden­ schichtenformation durchdringenden Schacht hängend angeordnet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der akustisch-elektrische Wandler (1) in dem Schacht in vertikaler Richtung bewegt wird.

5. Vorrichtung zur Registrierung von Feststoffpartikeln in einem eine Leitung durchströmenden Fluid, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem ein piezo-elektrisches Wandlerelement (56, 69) auf­ weisenden von den Feststoffpartikeln beaufschlagten elektro- akustischen Wandler (1) und einem diesem elektrisch nachge­ schalteten Frequenzfilter, das nur bestimmte Frequenzanteile des elektrischen Signals durchläßt, dadurch gekennzeichnet, daß das piezo-elektrische Wandlerelement (56, 69) in Berührung mit einem Metallkörper (58, 68) steht, der in einer Leitung (2) angeordnet und dem Fluidstrom ausgesetzt werden kann, und daß vorgesehen sind 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 einer Anzeigevorrichtung (4, 17) verbindende Schaltungs­ anordnung (3, 5, 6, 7; 3, 5, 10, 14, 15 A bis 15 C, 18 A bis 18 C), die ein Frequenzfilter zur Verarbeitung der vom Wandlerelement (1, 65) erzeugten elektrischen Signale umfaßt, das nur Frequenz­ anteile innerhalb des Frequenzbandes von etwa 50 kHz bis etwa 500 kHz durchläßt, ein Schwellwertdetektor (6, 10) und ein Impulsformer (7, 14) zur Erzeugung eines Standardimpulses (9, 16 A bis 16 C), der immer dann an die Anzeigevorrichtung (4, 17) übertragen wird, wenn der maximale Amplitudenwert eines Impuls­ zuges in dem gefilterten Signal innerhalb eines vorbestimmten Wertbereichs liegt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Standardimpulses (9, 16 A bis 16 C) variierbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, gekennzeichnet durch eine Schaltungsanordnung mit einem Filter (20) zur Verarbeitung der von dem Wandlerelement (58, 69) erzeugten elektrischen Signale, um Signale in einem Frequenzbereich zwischen etwa 100 Hz und etwa 10 kHz zu erzeugen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Anzeigevorrichtung zur Anzeige der in den Frequenzbereich zwischen etwa 100 Hz und etwa 10 kHz fallenden Signale.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler (65) an einem Kabel (67) aufhängbar und in einem Schacht vertikal bewegbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler (65) ein zwischen zwei akustischen Sperrelemen­ ten (72, 73) angeordnetes zylindrisches Gehäuse (68) aufweist, wobei das Gehäuse (68) und die Sperrelemente (72, 73) zusammen eine längliche Registriereinrichtung bilden.