EA019220B1 - Система и способ для измерения давления с использованием индуктивного элемента - Google Patents
Система и способ для измерения давления с использованием индуктивного элемента Download PDFInfo
- Publication number
- EA019220B1 EA019220B1 EA201070203A EA201070203A EA019220B1 EA 019220 B1 EA019220 B1 EA 019220B1 EA 201070203 A EA201070203 A EA 201070203A EA 201070203 A EA201070203 A EA 201070203A EA 019220 B1 EA019220 B1 EA 019220B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- electromagnetic energy
- shaped elastomer
- pressure
- inductive element
- inductance
- Prior art date
Links
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 title claims abstract description 53
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 17
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 15
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 29
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 claims description 26
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 claims description 15
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 9
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000013536 elastomeric material Substances 0.000 claims description 5
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 8
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 2
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006169 Perfluoroelastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006125 amorphous polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229920005549 butyl rubber Polymers 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 229920001973 fluoroelastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 150000002506 iron compounds Chemical class 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 1
- 229920001195 polyisoprene Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/0089—Transmitting or indicating the displacement of pistons by electrical, electromechanical, magnetic or electromagnetic means
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/06—Measuring temperature or pressure
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/12—Measuring force or stress, in general by measuring variations in the magnetic properties of materials resulting from the application of stress
- G01L1/127—Measuring force or stress, in general by measuring variations in the magnetic properties of materials resulting from the application of stress by using inductive means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
- G01L19/08—Means for indicating or recording, e.g. for remote indication
- G01L19/086—Means for indicating or recording, e.g. for remote indication for remote indication
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/0001—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means
- G01L9/0004—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means using variations in inductance
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/10—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in inductance, i.e. electric circuits therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F21/00—Variable inductances or transformers of the signal type
- H01F21/02—Variable inductances or transformers of the signal type continuously variable, e.g. variometers
- H01F21/08—Variable inductances or transformers of the signal type continuously variable, e.g. variometers by varying the permeability of the core, e.g. by varying magnetic bias
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
- H01F41/0206—Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
- H01F41/0246—Manufacturing of magnetic circuits by moulding or by pressing powder
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F17/00—Fixed inductances of the signal type
- H01F17/04—Fixed inductances of the signal type with magnetic core
- H01F17/06—Fixed inductances of the signal type with magnetic core with core substantially closed in itself, e.g. toroid
- H01F17/062—Toroidal core with turns of coil around it
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F17/00—Fixed inductances of the signal type
- H01F17/04—Fixed inductances of the signal type with magnetic core
- H01F2017/048—Fixed inductances of the signal type with magnetic core with encapsulating core, e.g. made of resin and magnetic powder
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures
- H01F3/08—Cores, Yokes, or armatures made from powder
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
Примеры системы и способов относятся к устройству датчика и к системе и способу измерения давления. Приведенный в качестве примера способ содержит этапы, на которых подают электромагнитную энергию на преобразователь, который выполнен с возможностью отражать электромагнитную энергию на частоте звона, определяемой индуктивностью преобразователя, при котором индуктивность меняется в ответ на сжатие индуктивного элемента. Частота звона электромагнитной энергии, отраженной преобразователем, коррелирует с величиной давления.
Description
(57) Примеры системы и способов относятся к устройству датчика и к системе и способу измерения давления. Приведенный в качестве примера способ содержит этапы, на которых подают электромагнитную энергию на преобразователь, который выполнен с возможностью отражать электромагнитную энергию на частоте звона, определяемой индуктивностью преобразователя, при котором индуктивность меняется в ответ на сжатие индуктивного элемента. Частота звона электромагнитной энергии, отраженной преобразователем, коррелирует с величиной давления.
019220 Β1
Область изобретения
Настоящее изобретение относится к преобразователям давления, таким как преобразователи, которые смещают частоту отраженного сигнала в ответ на давление.
Предшествующий уровень техники
Известны устройства, используемые для мониторинга условия в скважине, которые могут быть относительно жесткими. Такие условия в скважине включают, помимо прочих, температуру и давление.
Краткое описание изобретения
Заявленное изобретение поясняется на примере устройства датчика. Устройство датчика содержит фасонный эластомер и ферромагнитный материал, внедренный в форме дискретных частиц в фасонный эластомер, в котором процентное отношение (по весу) ферромагнитных частиц выбирают так, чтобы индуктивность фасонного эластомера менялась на заранее определенную величину, для данного сжатия фасонного эластомера.
Также для рассмотрения предлагается пример системы для измерения давления в скважине. Система содержит средство для генерирования электромагнитной энергии и средство для модуляции электромагнитной энергии. Модулирующее средство включает индуктивный элемент, содержащий фасонный эластомер и ферромагнитный материал, внедренный в форме дискретных частиц в фасонный эластомер, в котором процентное отношение (по весу) ферромагнитных частиц выбирают так, чтобы индуктивность фасонного эластомера менялась на заранее определенную величину для данного сжатия фасонного эластомера.
В примере способа измерения давления используют преобразователь, который содержит сжимаемый индуктивный элемент. Способ включает этап, на котором подают электромагнитную энергию на преобразователь, который выполнен с возможностью отражения электромагнитной энергии на частоте звона, определяемой индуктивностью преобразователя, при котором индуктивность меняется в ответ на сжатие индуктивного элемента. Частота звона электромагнитной энергии, отраженной преобразователем, коррелирует с величиной давления.
Краткое описание чертежей
Другие преимущества и признаки, описанные ниже, будут более понятны специалистам из нижеследующего подробного описания со ссылками на приложенные чертежи, на которых показано:
фиг. 1 - пример индуктивного датчика для измерения давления;
фиг. 2 - диаграмма последовательности, иллюстрирующая пример процесса изготовления индуктивного датчика с фиг. 1;
фиг. 3 - пример системы измерения давления в скважине;
фиг. 4 - диаграмма последовательности, иллюстрирующая пример процесса измерения давления в скважине;
фиг. 5 - пример индуктивного датчика и корпуса для измерения давления;
фиг. 6 - диаграмма последовательности, иллюстрирующая процесс измерения в сжимаемом сосуде.
Подробное описание
На фиг. 1 показан пример индуктивного датчика для измерения давления. Как показано на фиг. 1, индуктивный датчик 100 можно сконфигурировать как ферритовый сердечник в форме фасонного эластомера, который содержит ферромагнитный материал так, что индуктивность индуктивного элемента изменяется как функция сжатия фасонного эластомера под действием давления окружающей среды. Ферритовый сердечник можно формировать в форме кольца для соединения с эксплуатационной насосно-компрессорной колонной в пробуренной скважине или в любой другой форме для достижения требуемой реакции или требуемых характеристик.
Датчик 100 по настоящему изобретению можно формировать из ферромагнитного материала, который отливают с использованием эластомерного заливочного агента, например силиконового каучука или любого другого эластомерного материала по желанию.
Индуктивный датчик 100 может содержать ферромагнитную смесь различных ферромагнитных материалов (или частиц), например оксиды железа, железный порошок или любые другие подходящие материалы по желанию. Содержание по весу каждого магнитного материала в ферромагнитной смеси определяет различные параметры индуктивного датчика 100, к которым могут относиться, помимо прочих, величина импеданса, потери в сердечнике, частотная характеристика, температурная характеристика, коэффициент добротности (О), допустимая мощность и любые другие управляемые параметры или характеристики. Благодаря физическим свойствам ферромагнитной смеси индуктивный датчик 100 можно сжимать внешней силой, например давлением, так, что величина индуктивности датчика 100 будет меняться в ответ на внешнюю силу. Специалистам понятно, что ферромагнитный материал не обязательно должен содержать соединения железа, но может содержать керамику на основе других металлов.
На фиг. 2 показан иллюстративный способ изготовления индуктивного датчика по фиг. 1.
На этапе 200 ферромагнитный материал можно смешивать с жидким эластомерным материалом для формирования смеси эластомера с ферромагнитным материалом. Ферромагнитный материал может содержать смесь различных магнитных материалов на основе ферромагнетиков. Материал можно добавлять в различных весовых количествах для придания требуемой твердости каучуковой матрице и полу
- 1 019220 чения требуемых параметров и характеристик индуктивного датчика 100, такого как, например, индуктивность.
Жидкий эластомерный материал может содержать любое количество известных эластомеров, например аморфных полимеров или других материалов на основе силикона.
На этапе 202 смесь ферромагнитного материала и эластомера переносят в форму, имеющую форму, например, кольца, цилиндра или любую другую желаемую форму. На этапе 204 смесь ферромагнитного материала и эластомера в форме отверждают при любой подходящей температуре (например, при комнатной температуре или выше) для формирования индуктивной структуры. Температура твердения определяется составом материала смеси ферромагнитного материала и эластомера. Температуру твердения можно определить по тому, является ли эластомер насыщенным или ненасыщенным материалом. Например, насыщенные эластомеры, такие как силикон, фторэластомеры (например, Уйоп®) и перфторэластомеры (например, К.Пгсх®). могут твердеть при комнатной температуре в отсутствие катализатора или отверждающего агента для вулканизации. Ненасыщенные материалы, такие как полиизопрен (например, бутиловый каучук) и полибутадиен (например, нитрил), например, требуют введения отверждающего агента, например серы, для проведения вулканизации. В зависимости от состава эластомерных материалов индуктивный датчик 100 может быть изготовлен в расчете на температуры до 400°Р (204,44°С) и выше.
На этапе 206 индуктивную структуру можно деаэрировать для удаления пузырьков. Деаэрация позволяет управлять вспениванием индуктивного датчика и получать воспроизводимые результаты. Специалистам понятно, что можно использовать любой известный способ или процесс деаэрации.
Если индуктивный датчик 100 должен использоваться в среде, в которой могут присутствовать загрязнения, этот индуктивный датчик можно сконфигурировать так, чтобы он содержал защитное покрытие, и/или установить его в защитном корпусе. На этапе 208 индуктивный датчик можно заключить в защитный материал, например, такой как ТеПоп®, и/или поместить в сосуд, выполненный в форме цилиндра, или в любое другое подходящее инкапсулирующее средство. Специалистам понятно, что предлагаемый способ может выполняться машиной.
На фиг. 3 показана иллюстративная система 300 для измерения давления в скважине, в которой используется иллюстративный индукционный датчик. Иллюстративная система 300 может быть телеметрической системой, например, описанной в заявке на патент США № 11/394186, поданной 31 марта 2006 г., и дополнительную информацию о такой телеметрической системе можно найти в этой заявке, содержание которой полностью включено в настоящее описание путем отсылки.
Телеметрическая система 300 содержит средство, такое как сигнальный процессор 302, для генерирования электромагнитной энергии и подачи этой электромагнитной энергии на передающее средство (не показано), такое как обсадная или эксплуатационная колонна.
Генератор 302 сигнала может генерировать электромагнитную энергию, например, в форме импульса (например, в форме последовательности или серии импульсов или ЛЧМ-импульсов) или в форме непрерывной волны. Электромагнитная энергия может генерироваться в диапазоне, определенном между сигналами с требуемым низким разрешением (например, 1 импульс в секунду) и сигналами с требуемым высоким разрешением (например, 20 кГц или выше). Модулирующее средство, например один или более скважинных преобразователей 304, соединены с эксплуатационной колонной для взаимодействия с ней и модулирования по меньшей мере части электромагнитной энергии импульса на частоте звона. Принимающее средство, например приемник 306, расположенный на поверхности или рядом с поверхностью, принимает электромагнитную энергию, которая отражена преобразователями 304 на частоте звона. Приемник 306 дискретизирует электромагнитную энергию с частотой, значительно превышающей либо частоту звона, либо частоты электромагнитной энергии так, чтобы можно было воспроизвести оригинальный сигнал.
В варианте, в котором электромагнитная энергия имеет форму электромагнитного импульса, используется генератор электромагнитных импульсов. Неядерные средства генерирования электромагнитных импульсов хорошо известны специалистам в области ядерного оружия. Такие генераторы электромагнитных импульсов обычно используются для испытаний электронных устройств, путем имитации электромагнитных импульсов ядерного взрыва. См., например, патенты США № 3562741 (МсЕуоу е! а1.); 4430577 (Вотще!); 4845378 (СагЬе е! а1.); 5150067 (МсМШап). Как показано на фиг. 3, один или более преобразователей 304 могут содержать индуктивный элемент 308, например индуктивный датчик 100, и емкостной элемент 310. Индуктивный датчик 100 может быть выполнен с возможностью измерять характеристику, например давление, в скважине, в наблюдаемом диапазоне сжатий и модулировать частоту электромагнитной энергии на основе сжатия. Емкостной элемент 310 соединен с индуктивным элементом 308 для формирования параллельного резонансного контура. Емкостной элемент 310 может быть выполнен так, чтобы быть менее чувствительным к температуре и давлению, чем индуктивный элемент 308.
Когда телеметрическая система 300 содержит множество преобразователей 304, каждый преобразователь 304 может быть выполнен с возможностью работы на индивидуальной частоте звона. Например,
- 2 019220 каждый преобразователь 304 может содержать индуктивный элемент 308, имеющий индивидуальное содержание (т.е. весовые соотношения, весовые проценты) ферромагнитного материала, что позволяет получить разную чувствительность к давлению во множестве преобразователей 304.
Приемник 306 может содержать обрабатывающее средство, например процессор 312. Специалистам понятно, что процессор 312 по желанию может быть реализован в форме компьютера или другого подходящего аппаратного и/или программного обрабатывающего средства. Перед введением преобразователя 304 в скважину модулирующую частоту (частоту звона) преобразователя 304 можно откалибровать, используя графический пользовательский интерфейс, связанный с процессором 312. В результате процессор 312 может быть выполнен с возможностью хранения информации (например, справочных таблиц, файлов и/или баз данных), которые связывают различные величины частоты звона с наблюдаемыми диапазонами сжатия индуктивного элемента 308.
На фиг. 4 приведена диаграмма последовательности, демонстрирующая иллюстративный процесс использования преобразователя, содержащего иллюстративный индуктивный элемент 100 в телеметрической системе 300. На этапе 400 генератор 302 импульсов генерирует электромагнитную энергию и подает электромагнитную энергию на преобразователь 304 по эксплуатационной колонне. Преобразователь 304, соединенный с эксплуатационной колонной, взаимодействует с электромагнитной энергией и отражает электромагнитную энергию на частоте звона, определяемой индуктивным элементом 308 преобразователя 304.
Индуктивность индуктивного элемента 308 может меняться в соответствии со степенью, в которой индуктивный элемент сжат наблюдаемым давлением в скважине. На этапе 402 приемник 306 принимает электромагнитную энергию. На основе предшествующей калибровки процессор 312 приемника 306 использует средства, такие как справочные таблицы, для соотнесения частоты звона полученной электромагнитной энергии с величиной давления (этап 404). Например, процессор 312 определяет величину индуктивности индуктивного элемента 308 на основе частоты звона преобразователя 304. Процессор 312 соотносит величину индуктивности индуктивного элемента 308 со степенью сжатия индуктивного элемента 308. Процессор 312 затем связывает сжатие индуктивного элемента 308 с давлением в скважине.
На фиг. 5 показано иллюстративное устройство 500, имеющее индуктивный датчик 502, установленный в корпусе. Как показано на фиг. 5, индуктивный датчик 502 инкапсулирован в сосуд 504. Индуктивный датчик 502 может быть выполнен с возможностью обладания физическими свойствами и характеристиками, описанными в отношении индуктивного датчика 100 по фиг. 1. Индуктивный датчик 502 также может иметь любую форму, определяемую сосудом 500, и/или форму, подходящую для создания требуемой реакции внутри сосуда 504. Сосуд 504 также содержит силовой элемент 506, например поршень, и порт 508 для подачи нагрузки на силовой элемент 506. С сосудом может быть соединен процессор 510 для расчета давления в сосуде на основе индуктивности индуктивного датчика 502.
На фиг. 6 приведена диаграмма последовательности, иллюстрирующая способ измерения давления с использованием индуктивного датчика 502 по фиг. 5. На этапе 600 на силовой элемент 506, например поршень, сосуда подают давление так, чтобы индуктивный элемент 502 сжался. На этапе 602 процессор 510 отслеживает и регистрирует измерение индуктивности индуктивного датчика 502. На этапе 504 процессор 510 определяет наблюдаемую степень сжатия индуктивного датчика 502 на основе измеренной индуктивности индуктивного датчика 502. Процессор 510 соотносит найденное сжатие с давлением в сосуде 504 (этап 606).
Хотя настоящее изобретение было описано со ссылками на конкретные варианты, это описание является чисто иллюстративным и не ограничивает настоящее изобретение, поскольку существуют многочисленные варианты. Специалистам понятны многочисленные модификации и варианты применения, не выходящие за пределы объема изобретения, определенного приложенной формулой.
Claims (10)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Датчик давления, содержащий сосуд, включающий в себя отверстие;фасонный эластомер, который расположен внутри сосуда и который соответствует, по меньшей мере, частично форме сосуда;ферромагнитный материал, внедренный в фасонный эластомер в форме дискретных частиц, при этом процентное отношение по весу ферромагнитных частиц является таким, что индуктивность фасонного эластомера изменяется на заданную величину для данного сжатия фасонного эластомера; и передающий усилие элемент, расположенный между фасонным эластомером и отверстием.
- 2. Датчик по п.1, дополнительно содержащий емкостной элемент, соединенный с фасонным эластомером.
- 3. Датчик по п.2, в котором емкостной элемент менее чувствителен к температуре и давлению, чем фасонный эластомер.
- 4. Датчик по п.2, в котором фасонный эластомер и емкостной элемент содержат параллельный резонансный контур.- 3 019220
- 5. Система для измерения давления в скважине, содержащая средство для генерирования электромагнитной энергии;средство для частотной модуляции электромагнитной энергии, в которой модулирующее средство содержит индуктивный элемент, расположенный дистанционно от средства для генерирования электромагнитной энергии и содержащий фасонный эластомер и ферромагнитный материал, внедренный в фасонный эластомер в форме дискретных частиц, при этом процентное отношение по весу ферромагнитных частиц выбрано так, чтобы индуктивность фасонного эластомера менялась на заданную величину для данного сжатия фасонного эластомера;средство для приема модулированной электромагнитной энергии и средство для преобразования модулированной электромагнитной энергии в определяемое давление.
- 6. Система по п.5, в которой средство для генерирования электромагнитной энергии содержит генератор электромагнитных импульсов.
- 7. Система по п.5, в которой средство для модуляции содержит емкостной элемент, соединенный с индуктивным элементом.
- 8. Система по п.7, в которой емкостной элемент менее чувствителен к температуре и давлению, чем индуктивный элемент.
- 9. Система по п.5, в которой средство для приема модулированной электромагнитной энергии содержит расположенный на поверхности радиоприемник.
- 10. Система по п.5, в которой средство для преобразования модулированной электромагнитной энергии в определяемое давление преобразует указанную энергию с использованием справочных таблиц известной корреляции давления и модуляции.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US11/882,104 US7841234B2 (en) | 2007-07-30 | 2007-07-30 | System and method for sensing pressure using an inductive element |
PCT/US2008/009161 WO2009017728A1 (en) | 2007-07-30 | 2008-07-30 | System and method for sensing pressure using an inductive element |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA201070203A1 EA201070203A1 (ru) | 2010-08-30 |
EA019220B1 true EA019220B1 (ru) | 2014-02-28 |
Family
ID=40304659
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA201070203A EA019220B1 (ru) | 2007-07-30 | 2008-07-30 | Система и способ для измерения давления с использованием индуктивного элемента |
EA201200039A EA021214B1 (ru) | 2007-07-30 | 2008-07-30 | Способ измерения давления с использованием индуктивного элемента |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA201200039A EA021214B1 (ru) | 2007-07-30 | 2008-07-30 | Способ измерения давления с использованием индуктивного элемента |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US7841234B2 (ru) |
EP (1) | EP2185793A4 (ru) |
CN (1) | CN101765698B (ru) |
AU (1) | AU2008282816B2 (ru) |
BR (1) | BRPI0814156A2 (ru) |
CA (1) | CA2693629C (ru) |
EA (2) | EA019220B1 (ru) |
WO (1) | WO2009017728A1 (ru) |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8390471B2 (en) | 2006-09-08 | 2013-03-05 | Chevron U.S.A., Inc. | Telemetry apparatus and method for monitoring a borehole |
US8106791B2 (en) * | 2007-04-13 | 2012-01-31 | Chevron U.S.A. Inc. | System and method for receiving and decoding electromagnetic transmissions within a well |
US9547104B2 (en) * | 2007-09-04 | 2017-01-17 | Chevron U.S.A. Inc. | Downhole sensor interrogation employing coaxial cable |
US10488286B2 (en) * | 2009-11-30 | 2019-11-26 | Chevron U.S.A. Inc. | System and method for measurement incorporating a crystal oscillator |
US8863836B2 (en) | 2010-04-06 | 2014-10-21 | Chevron U.S.A. Inc. | Systems and methods for logging cased wellbores |
US9556712B2 (en) | 2011-04-27 | 2017-01-31 | Chevron U.S.A., Inc. | Flow induced electrostatic power generator for tubular segments |
US9685890B2 (en) | 2011-04-27 | 2017-06-20 | Chevron U.S.A. Inc. | Flow induced electrostatic power generator for tubular segments |
US8511373B2 (en) | 2011-04-27 | 2013-08-20 | Chevron U.S.A. Inc. | Flow-induced electrostatic power generator for downhole use in oil and gas wells |
US8714239B2 (en) | 2011-04-27 | 2014-05-06 | Luis Phillipe TOSI | Flow-induced electrostatic power generator for downhole use in oil and gas wells |
WO2015042291A1 (en) * | 2013-09-20 | 2015-03-26 | Halliburton Energy Services, Inc. | Quasioptical waveguides and systems |
US20160266277A1 (en) | 2013-11-06 | 2016-09-15 | Fmc Technologies, Inc. | Continuous sensor measurement in harsh environments |
WO2015130611A1 (en) | 2014-02-26 | 2015-09-03 | 3M Innovative Properties Company | Force responsive inductors for force sensors |
EP3164827B1 (en) * | 2014-07-01 | 2021-09-01 | Waratek Limited | Command injection protection for java applications |
US10747196B2 (en) | 2018-04-16 | 2020-08-18 | Hamilton Sundstrand Corporation | Blast wave detector |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5355714A (en) * | 1992-02-26 | 1994-10-18 | Nippondenso Co., Ltd. | Pressure sensor using a pressure responsive magnetic film to vary inductance of a coil |
US5821129A (en) * | 1997-02-12 | 1998-10-13 | Grimes; Craig A. | Magnetochemical sensor and method for remote interrogation |
US6393921B1 (en) * | 1999-05-13 | 2002-05-28 | University Of Kentucky Research Foundation | Magnetoelastic sensing apparatus and method for remote pressure query of an environment |
Family Cites Families (55)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3320579A (en) * | 1966-04-11 | 1967-05-16 | Frank R Abbott | Compliant variable reluctance electroacoustic transducer |
US3562741A (en) | 1967-04-05 | 1971-02-09 | Burroughs Corp | Electromagnetic pulse generating system |
DE1694049A1 (de) * | 1967-08-31 | 1971-05-27 | Elastomer Ag | Zellige Polymere und daraus hergestellte Koerper |
US4218507A (en) * | 1975-01-13 | 1980-08-19 | Graham Magnetics, Inc. | Coated particles and process of preparing same |
US4023136A (en) | 1975-06-09 | 1977-05-10 | Sperry Rand Corporation | Borehole telemetry system |
US4160970A (en) | 1977-11-25 | 1979-07-10 | Sperry Rand Corporation | Electromagnetic wave telemetry system for transmitting downhole parameters to locations thereabove |
US4308499A (en) | 1978-05-26 | 1981-12-29 | Kali Und Salz A.G. | Method utilizing electromagnetic wave pulses for determining the locations of boundary surfaces of underground mineral deposits |
US4282487A (en) * | 1979-09-26 | 1981-08-04 | Trw Inc. | Subsea hydrocarbon sensor system |
FR2520951A1 (fr) | 1982-02-04 | 1983-08-05 | Commissariat Energie Atomique | Generateur d'impulsions electromagnetiques de haute tension |
CH673357A5 (ru) | 1987-03-02 | 1990-02-28 | Bbc Brown Boveri & Cie | |
US4839644A (en) | 1987-06-10 | 1989-06-13 | Schlumberger Technology Corp. | System and method for communicating signals in a cased borehole having tubing |
NO163578C (no) | 1987-10-23 | 1990-06-20 | Saga Petroleum | Fremgangsmaate og innretning for overfoering av maaledata fra en oljebroenn til overflaten. |
US5150067A (en) | 1990-04-16 | 1992-09-22 | Mcmillan Michael R | Electromagnetic pulse generator using an electron beam produced with an electron multiplier |
DE69222207T2 (de) * | 1991-03-13 | 1998-03-05 | Westinghouse Electric Corp | Verfahren zur Feststellung des Verformungmasses in einem Material, in Reaktion auf eine zusammendrückende Kraft |
JPH05267066A (ja) * | 1992-03-19 | 1993-10-15 | Sony Corp | インダクタンス素子 |
GB9212685D0 (en) | 1992-06-15 | 1992-07-29 | Flight Refueling Ltd | Data transfer |
WO1994029749A1 (en) | 1993-06-04 | 1994-12-22 | Gas Research Institute, Inc. | Method and apparatus for communicating signals from encased borehole |
US5497147A (en) * | 1993-06-21 | 1996-03-05 | Microstrain, Company | Differential variable reluctance transducer |
US5467083A (en) | 1993-08-26 | 1995-11-14 | Electric Power Research Institute | Wireless downhole electromagnetic data transmission system and method |
US5451873A (en) | 1993-10-05 | 1995-09-19 | Schlumberger Technology Corporation | Method and apparatus for determining the in situ larmor frequency of a wellbore NMR tool to compensate for accumulation of magnetic material on the magnet housing of the tool |
US5686779A (en) | 1995-03-01 | 1997-11-11 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | High sensitivity temperature sensor and sensor array |
DE69610388T2 (de) * | 1995-04-28 | 2001-03-29 | Koninklijke Philips Electronics N.V., Eindhoven | Batterieladevorrichtung |
US5942991A (en) | 1995-06-06 | 1999-08-24 | Diversified Technologies, Inc. | Resonant sensor system and method |
USH1744H (en) | 1995-09-21 | 1998-08-04 | Clayton; Stanley R. | Wireless remote sensing thermometer |
US5852262A (en) | 1995-09-28 | 1998-12-22 | Magnetic Pulse, Inc. | Acoustic formation logging tool with improved transmitter |
US6025725A (en) | 1996-12-05 | 2000-02-15 | Massachusetts Institute Of Technology | Electrically active resonant structures for wireless monitoring and control |
US6234257B1 (en) | 1997-06-02 | 2001-05-22 | Schlumberger Technology Corporation | Deployable sensor apparatus and method |
GB2386691B (en) | 1999-06-22 | 2003-12-24 | Axon Instr Ltd | Ratio tool |
US7114561B2 (en) | 2000-01-24 | 2006-10-03 | Shell Oil Company | Wireless communication using well casing |
US6633236B2 (en) | 2000-01-24 | 2003-10-14 | Shell Oil Company | Permanent downhole, wireless, two-way telemetry backbone using redundant repeaters |
US6670880B1 (en) | 2000-07-19 | 2003-12-30 | Novatek Engineering, Inc. | Downhole data transmission system |
US6434372B1 (en) | 2001-01-12 | 2002-08-13 | The Regents Of The University Of California | Long-range, full-duplex, modulated-reflector cell phone for voice/data transmission |
JP4164290B2 (ja) | 2002-05-20 | 2008-10-15 | 古野電気株式会社 | 超音波送受信装置およびスキャニングソナー |
GB2396170B (en) | 2002-12-14 | 2007-06-06 | Schlumberger Holdings | System and method for wellbore communication |
US7158049B2 (en) | 2003-03-24 | 2007-01-02 | Schlumberger Technology Corporation | Wireless communication circuit |
US7397388B2 (en) | 2003-03-26 | 2008-07-08 | Schlumberger Technology Corporation | Borehold telemetry system |
GB2399921B (en) | 2003-03-26 | 2005-12-28 | Schlumberger Holdings | Borehole telemetry system |
US7234519B2 (en) | 2003-04-08 | 2007-06-26 | Halliburton Energy Services, Inc. | Flexible piezoelectric for downhole sensing, actuation and health monitoring |
FR2854689B1 (fr) * | 2003-05-07 | 2005-09-02 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif, systeme et procede de mesure de deformations mecaniques et/ou thermiques uniaxiales au moyen d'une fibre optique a reseau de bragg |
US7537416B2 (en) | 2003-05-30 | 2009-05-26 | Chevron Usa Inc | Riser support system for use with an offshore platform |
US7168487B2 (en) | 2003-06-02 | 2007-01-30 | Schlumberger Technology Corporation | Methods, apparatus, and systems for obtaining formation information utilizing sensors attached to a casing in a wellbore |
JP2005098726A (ja) * | 2003-09-22 | 2005-04-14 | Hosiden Corp | 振動センサ |
WO2005049957A2 (en) | 2003-11-18 | 2005-06-02 | Halliburton Energy Services, Inc. | High temperature environment tool system and method |
CN2660121Y (zh) * | 2003-12-08 | 2004-12-01 | 大庆石油管理局 | 井底压力采集接头 |
US7256707B2 (en) | 2004-06-18 | 2007-08-14 | Los Alamos National Security, Llc | RF transmission line and drill/pipe string switching technology for down-hole telemetry |
US7180826B2 (en) | 2004-10-01 | 2007-02-20 | Teledrill Inc. | Measurement while drilling bi-directional pulser operating in a near laminar annular flow channel |
US7548068B2 (en) | 2004-11-30 | 2009-06-16 | Intelliserv International Holding, Ltd. | System for testing properties of a network |
GB2421449B (en) | 2004-12-21 | 2009-06-03 | Daniel Stefanini | Fluid treatment method and apparatus |
US7699770B2 (en) * | 2005-02-24 | 2010-04-20 | Ethicon Endo-Surgery, Inc. | Device for non-invasive measurement of fluid pressure in an adjustable restriction device |
US7454978B2 (en) | 2005-11-16 | 2008-11-25 | Delphi Technologies, Inc. | Versatile strain sensor employing magnetostrictive electrical conductors |
US8077053B2 (en) | 2006-03-31 | 2011-12-13 | Chevron U.S.A. Inc. | Method and apparatus for sensing a borehole characteristic |
US8390471B2 (en) * | 2006-09-08 | 2013-03-05 | Chevron U.S.A., Inc. | Telemetry apparatus and method for monitoring a borehole |
US8106791B2 (en) | 2007-04-13 | 2012-01-31 | Chevron U.S.A. Inc. | System and method for receiving and decoding electromagnetic transmissions within a well |
US7583085B2 (en) | 2007-04-27 | 2009-09-01 | Hall David R | Downhole sensor assembly |
US7530737B2 (en) | 2007-05-18 | 2009-05-12 | Chevron U.S.A. Inc. | System and method for measuring temperature using electromagnetic transmissions within a well |
-
2007
- 2007-07-30 US US11/882,104 patent/US7841234B2/en active Active
-
2008
- 2008-07-30 EP EP08780331.8A patent/EP2185793A4/en not_active Withdrawn
- 2008-07-30 EA EA201070203A patent/EA019220B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2008-07-30 WO PCT/US2008/009161 patent/WO2009017728A1/en active Application Filing
- 2008-07-30 CN CN200880100875.1A patent/CN101765698B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2008-07-30 CA CA2693629A patent/CA2693629C/en not_active Expired - Fee Related
- 2008-07-30 EA EA201200039A patent/EA021214B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2008-07-30 AU AU2008282816A patent/AU2008282816B2/en not_active Ceased
- 2008-07-30 BR BRPI0814156-8A2A patent/BRPI0814156A2/pt not_active Application Discontinuation
-
2010
- 2010-10-04 US US12/897,392 patent/US8261607B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5355714A (en) * | 1992-02-26 | 1994-10-18 | Nippondenso Co., Ltd. | Pressure sensor using a pressure responsive magnetic film to vary inductance of a coil |
US5821129A (en) * | 1997-02-12 | 1998-10-13 | Grimes; Craig A. | Magnetochemical sensor and method for remote interrogation |
US6393921B1 (en) * | 1999-05-13 | 2002-05-28 | University Of Kentucky Research Foundation | Magnetoelastic sensing apparatus and method for remote pressure query of an environment |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EA201200039A1 (ru) | 2012-05-30 |
AU2008282816B2 (en) | 2014-07-10 |
US8261607B2 (en) | 2012-09-11 |
US20110022336A1 (en) | 2011-01-27 |
CA2693629A1 (en) | 2009-02-05 |
CA2693629C (en) | 2016-03-29 |
CN101765698A (zh) | 2010-06-30 |
BRPI0814156A2 (pt) | 2015-01-06 |
EA201070203A1 (ru) | 2010-08-30 |
AU2008282816A1 (en) | 2009-02-05 |
US20090031796A1 (en) | 2009-02-05 |
EP2185793A1 (en) | 2010-05-19 |
EA021214B1 (ru) | 2015-04-30 |
US7841234B2 (en) | 2010-11-30 |
WO2009017728A1 (en) | 2009-02-05 |
EP2185793A4 (en) | 2014-07-30 |
CN101765698B (zh) | 2014-01-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EA019220B1 (ru) | Система и способ для измерения давления с использованием индуктивного элемента | |
Tseng et al. | Acoustic power transfer and communication with a wireless sensor embedded within metal | |
CN207937034U (zh) | 具有包括微波吸收元件的电介质填充构件的雷达料位计 | |
Zhu et al. | The use of miniature soil stress measuring cells in laboratory applications involving stress reversals | |
WO2012021485A2 (en) | Method and apparatus for measuring fluid process variable in a well | |
CN112823272B (zh) | 用于测量垫圈中的应变的组件和方法 | |
WO2017123567A1 (en) | Methods and apparatus to test acoustic emission sensors | |
CN110118631B (zh) | 一种孔隙水压计标定方法及系统 | |
CN209416619U (zh) | 一种泄漏检测装置 | |
Lionetto et al. | Ultrasonic transducers for cure monitoring: design, modelling and validation | |
US3292142A (en) | High pressure transducer calibration and test equipment | |
EP4278178A1 (en) | System and method for monitoring a change over time of a physical medium using ultrasonic wave sensing elements embedded therein | |
CN210136010U (zh) | 水下冲击波传感器的传感装置 | |
KR20150000583A (ko) | 압전신물질을 적용한 음향방출센서 기반 변압기 안전 진단 시스템 | |
RU121065U1 (ru) | Устройство для исследования динамики упругой системы станка | |
CN217384403U (zh) | 一种小型磁致伸缩液位变送器 | |
US20130017783A1 (en) | Self-Energized Wireless Sensor and Method Using Magnetic Field Communications | |
CN115138548B (zh) | 适用于混凝土的嵌入式复合压电超声换能器、成型工艺及嵌入支架结构 | |
US10072494B2 (en) | Remote sensing using transducer | |
RU2037143C1 (ru) | Ультразвуковой датчик для измерения уровня жидкости | |
Stelzer et al. | A low-cost interrogation unit and signal processing for a SAW identification-tag for a pressure sensor | |
RU2461806C1 (ru) | Устройство для динамической тарировки датчиков импульсного давления | |
SU1640526A2 (ru) | Способ Фридмана измерени толщины стенок полых изделий из немагнитного материала | |
Zhang et al. | Frequency design of an ultrasonic transmitter for injection molding pressure measurement | |
SU1702542A1 (ru) | Устройство дл измерени характеристик сжимаемости жидкости в камере |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KG MD TJ TM |
|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): KZ RU |