RU2654370C1 - Method of measuring the level of water in the well and the device for its implementation - Google Patents

Method of measuring the level of water in the well and the device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2654370C1
RU2654370C1 RU2017126787A RU2017126787A RU2654370C1 RU 2654370 C1 RU2654370 C1 RU 2654370C1 RU 2017126787 A RU2017126787 A RU 2017126787A RU 2017126787 A RU2017126787 A RU 2017126787A RU 2654370 C1 RU2654370 C1 RU 2654370C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signal
well
measuring
level
water level
Prior art date
Application number
RU2017126787A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Иванович Остапчук
Original Assignee
Сергей Иванович Остапчук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сергей Иванович Остапчук filed Critical Сергей Иванович Остапчук
Priority to RU2017126787A priority Critical patent/RU2654370C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2654370C1 publication Critical patent/RU2654370C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/296Acoustic waves
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/04Measuring depth or liquid level
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F25/00Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Abstract

FIELD: test and measurement equipment.
SUBSTANCE: group of inventions refers to acoustic methods of measurement and control and can be used to determine the level of fluid in wells, wells and reservoirs. Method for measuring the water level using an acoustic proximity sensor includes the supply of a sound signal through an open wellhead, the reception of a reflected signal, and the calculation of the time of passage of the depth signal of the water mirror. Before using the level gauge, it is calibrated with a high-precision level, contact type, and corrected by introducing a correction factor, and from the received reflected sound signal, the signal having the largest travel time with the largest amplitude is extracted and the depth calculation is performed using this signal. Apparatus comprises a receiver-emitter located in a common housing and a main device comprising a controller to which an indicator and a charge generator are connected, as well as a radiation scheme, a receiving signal amplifier, a switch, a timer, an ADC, and a memory.
EFFECT: increasing the accuracy of measuring the liquid level in the well by eliminating the effect of interference from clutches and sub-bows changing the diameter of the well on the results of measurements and expanding the nomenclature of funds of a certain purpose.
6 cl, 8 dwg, 1 tbl

Description

Группа изобретений относится к акустическим методам измерения и контроля и может быть использована для определения уровня жидкости в скважинах, колодцах и резервуарах.The group of inventions relates to acoustic methods of measurement and control and can be used to determine the level of liquid in wells, wells and reservoirs.

Известно устройство для измерения уровня воды в скважине по патенту РФ на полезную модель №2115892, МПК Е21В 47/04, опубл. 10.01.2004 г.A device for measuring the level of water in a well according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 2115892, IPC ЕВВ 47/04, publ. January 10, 2004

Это устройство для измерения уровня жидкости в скважине содержит барабан, гальванометр, источник питания, измерительный градуированный кабель, контакт заземления и наконечник с расположенной на его переднем торце звукообразующей поверхностью и вмонтированным в него электродом, отличающееся тем, что звукообразующая поверхность выполнена в виде открытой колоколообразной полости, внутри которой размещен электрод, при этом острие электрода углублено относительно переднего торца наконечника.This device for measuring the liquid level in the well contains a drum, a galvanometer, a power source, a graduated measuring cable, a ground contact and a tip with a sound-forming surface located on its front end and an electrode mounted in it, characterized in that the sound-forming surface is made in the form of an open bell-shaped cavity inside which the electrode is placed, while the tip of the electrode is recessed relative to the front end of the tip.

Недостатки: необходимость применения геофизического кабеля, что значительно увеличивает время проведения измерения и стоимость аппаратуры.Disadvantages: the need to use a geophysical cable, which significantly increases the time of measurement and the cost of equipment.

Известны способ и устройство для измерения уровня воды в скважине по патенту РФ на изобретение №2115892, МПК G01F 23/296, опубл. 20.076.1998 г.A known method and device for measuring the water level in a well according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2115892, IPC G01F 23/296, publ. 20.076.1998

Способ предусматривает излучение акустического зондирующего импульса и регистрацию сигналов, отраженных от муфтовых соединений труб и от поверхности жидкости в скважине. При этом муфты выполняют функцию фиксированных отражателей-реперов. Глубина расположения любой из муфт определяется согласно паспорту скважины по известной длине плеча буровых труб, находящихся выше данного муфтового соединения. Акустический уровнемер содержит последовательно соединенные генератор импульсов, усилитель, коммутатор и обратимый акустический преобразователь, который располагают на обвязке фонтанной арматуры скважины. Коммутатор через фильтр нижних частот соединен с блоком сравнения. Выходы блока сравнения соединены с регистрирующим блоком и микропроцессором. Микропроцессор соединен с генератором импульсов, фильтром нижних частот, и блоком сравнения. Предлагаемые способ и устройство существенно упрощают процесс измерения при сохранении высокой точности и надежности определения уровня.The method provides for the emission of an acoustic sounding pulse and the registration of signals reflected from the pipe coupling joints and from the surface of the fluid in the well. In this case, the couplings perform the function of fixed reflector-rappers. The depth of the location of any of the couplings is determined according to the passport of the well by the known shoulder length of the drill pipes located above this coupling joint. The acoustic level gauge contains a pulse generator, an amplifier, a switch, and a reversible acoustic transducer connected in series to the well. The switch is connected to the comparison unit through a low-pass filter. The outputs of the comparison unit are connected to the recording unit and the microprocessor. The microprocessor is connected to a pulse generator, a low-pass filter, and a comparison unit. The proposed method and device greatly simplify the measurement process while maintaining high accuracy and reliability of determining the level.

Недостатки: относительно низкая точность измерения уровня жидкости в скважине из-за влияния колебаний температуры и давления воздуха в межтрубном пространстве на скорость звука и помех от муфт и переводников, изменяющих диаметр скважины, на результаты измерений. Также применялось данное устройство чаще всего в нефтяных скважинах с зарытым от атмосферного воздуха внутренним пространством, в результате чего могут создаваться условия разрежения газовой смеси в измеряемом объеме пространства, создающим дополнительные погрешности. Также неудобством данного метода является его узкоспециальное применение, так как сообщение с внутренним пространством скважины происходит через узкую герметичную врезку в колонне. К тому же определяется уровень в основном по привязке к отражениям от муфтовых соединений, так как в измеряемом пространстве может изменяться давление непредсказуемым образом.Disadvantages: relatively low accuracy of measuring the liquid level in the well due to the influence of fluctuations in temperature and air pressure in the annulus on the speed of sound and interference from couplings and sub, changing the diameter of the well on the measurement results. This device was also used most often in oil wells with internal space buried from atmospheric air, as a result of which conditions of rarefaction of the gas mixture in the measured volume of space can be created, creating additional errors. Another disadvantage of this method is its highly specialized application, since communication with the internal space of the well occurs through a narrow tight insert in the column. In addition, the level is determined mainly by reference to reflections from the coupling joints, since pressure can change in the measured space in an unpredictable way.

Задачи создания изобретения: увеличение точности измерения уровня жидкости в скважине и уменьшение влияния помех на результаты измерений и расширение номенклатуры средств определенного назначения (измерителей уровня воды).Objectives of the invention: increasing the accuracy of measuring the liquid level in the well and reducing the influence of interference on the measurement results and expanding the range of means for a specific purpose (water level meters).

Технический результат: повышение точности измерения уровня жидкости в скважине за счет устранения влияния помех от муфт и переводников, изменяющих диаметр скважины на результаты измерений.Technical result: improving the accuracy of measuring the liquid level in the well by eliminating the influence of interference from couplings and sub, changing the diameter of the well on the measurement results.

Решение указанных задач, а именно, измерение уровня в гидрогеологических скважинах широкого распространения, достигнуто в способе измерения уровня воды в скважине при помощи уровнемера звукового бесконтактного, включающем подачу звукового сигнала через открытое устье скважины, прием отраженного сигнала и расчет по времени прохождения сигнала глубины зеркала воды, тем, что перед использованием уровнемера звукового бесконтактного производят его калибровку высокоточным уровнемером, например, контактного типа, и осуществляют коррекцию введением корректирующего множителя, а из принятого отраженного звукового сигнала выделяют сигнал, имеющий наибольшее время прохождения с наибольшей амплитудой, и расчет глубины уровня производят, используя этот сигнал.The solution of these problems, namely, level measurement in widespread hydrogeological wells, was achieved in a method for measuring the water level in a well using a soundless non-contact level gauge, including supplying an audio signal through an open wellhead, receiving a reflected signal and calculating the time of passage of the signal for the depth of the water mirror , the fact that before using the soundless contactless level gauge, it is calibrated by a high-precision level gauge, for example, a contact type, and correction is carried out by introducing a correction factor, and from the received reflected sound signal, the signal having the longest travel time with the largest amplitude is extracted, and the level depth is calculated using this signal.

Решение указанных задач достигнуто в устройстве для измерения уровня воды в скважине, содержащем приемник - излучатель, расположенный в общем корпусе, и основной прибор, содержащий контроллер, к которому присоединены каналами связи индикатор и генератор зарядки, к выходу которого присоединена схема излучения, выход усилителя приемного сигнала и коммутатор, тем, что контроллер содержит таймер и АЦП, соединенные между собой, и память, а выходы из коммутатора соединены с входами в генератор зарядки и в схему излучения.The solution of these problems was achieved in a device for measuring the water level in a well containing a receiver - emitter located in a common housing, and a main device containing a controller, to which an indicator and a charge generator are connected via communication channels, to the output of which a radiation circuit is connected, and the output of a receiving amplifier signal and switch, in that the controller contains a timer and an ADC connected to each other, and memory, and the outputs from the switch are connected to the inputs of the charging generator and the radiation circuit.

Устройство для измерения уровня воды в скважине может содержать источник питания в корпусе основного прибора, соединенный электрическими проводами с контроллером, генератором импульсов и усилителем приемного сигнала. Устройство для измерения уровня воды в скважине может содержать кнопку включения режима измерения, размещенную на корпусе. Устройство для измерения уровня воды в скважине может содержать две кнопки коррекции для увеличения и уменьшения корректирующего множителя. Устройство для измерения уровня воды в скважине может содержать кнопку записи в память контроллера.A device for measuring the level of water in a well may include a power source in the body of the main device, connected by electric wires to the controller, a pulse generator, and a receiving signal amplifier. A device for measuring water level in a well may include a measurement mode enable button located on the housing. A device for measuring the water level in a well may include two correction buttons to increase and decrease the correction factor. A device for measuring water level in a well may include a write button to the controller's memory.

Сущность изобретения поясняется чертежами (фиг. 1-8), где:The invention is illustrated by drawings (Fig. 1-8), where:

- на фиг. 1 приведена общая блок-схема устройства,- in FIG. 1 shows a General block diagram of a device

- на фиг. 2 приведена подробная блок-схема генератора зарядки,- in FIG. 2 shows a detailed block diagram of a charging generator,

- на фиг. 3 приведена конструкция приемника-излучателя,- in FIG. 3 shows the design of the receiver-emitter,

- на фиг. 4 приведен вид А на фиг. 3,- in FIG. 4 is a view A of FIG. 3

- на фиг. 5 приведен алгоритм работы измерителя уровня воды,- in FIG. 5 shows the algorithm of the water level meter,

- на фиг. 6 приведена схема установки устройства в скважине, первый вариант,- in FIG. 6 shows a diagram of the installation of the device in the well, the first option,

- на фиг. 7 приведена схема установки устройства в скважине, второй вариант,- in FIG. 7 shows a diagram of the installation of the device in the well, the second option,

- на фиг. 8 приведена диаграмма отраженного сигнала.- in FIG. 8 is a diagram of a reflected signal.

Устройство для измерения воды в скважине (фиг. 1) представляет собой приемник-излучатель 1, выполненный в общем корпусе 2 и основной прибор 3. Приемник-излучатель 1 и основной прибор 3 соединены кабелем 4.The device for measuring water in the well (Fig. 1) is a receiver-emitter 1, made in a common housing 2 and the main device 3. The receiver-emitter 1 and the main device 3 are connected by cable 4.

Основной прибор 3 содержит контроллер 5, в состав которого входят АЦП 6 (аналого-цифровой преобразователь), таймер 7 и память 8. Кроме того основной прибор 3 имеет индикатор 9, подсоединенный к контроллеру 5 линией связи 10.The main device 3 contains a controller 5, which includes an ADC 6 (analog-to-digital converter), a timer 7 and a memory 8. In addition, the main device 3 has an indicator 9 connected to the controller 5 by a communication line 10.

К контроллеру 5 также присоединены вход генератора зарядки 11 и выход усилителя 12. К выходу генератора зарядки 11 присоединена схема излучения 13. В состав основного прибора 3 входит коммутатор 14 который своими выходами соединен с входом в контроллер 5, в генератор зарядки 11 и в схему излучения 13.The input of the charging generator 11 and the output of the amplifier 12 are also connected to the controller 5. The radiation circuit 13 is connected to the output of the charging generator 11. The main device 3 includes a switch 14 which is connected by its outputs to the input to the controller 5, to the charging generator 11, and to the radiation circuit 13.

Приемник-излучатель 1 содержит динамик 15 и микрофонный блок 16.The receiver-emitter 1 contains a speaker 15 and a microphone unit 16.

В состав основного прибора 3 входит блок питания 17 (батарея типа Крона). Блок питания 17 электрическими проводами 18 соединен с контроллером 5, усилителем 12, генератором зарядки 11 и коммутатором 14.The composition of the main device 3 includes a power supply 17 (battery type Crohn). The power supply 17 by electrical wires 18 is connected to the controller 5, amplifier 12, charge generator 11 and switch 14.

Основной прибор 3 имеет четыре кнопки:The main unit 3 has four buttons:

Кнопка управления 19,Control button 19,

Кнопка коррекции «-» 20,Correction button “-” 20,

Кнопка коррекции «+» 21,Correction button "+" 21,

Кнопка записи 22.Record Button 22.

Кнопки коррекции 20-22 предназначены для уменьшения и увеличения поправочного коэффициента в процессе периодически проводящейся калибровки устройства и введения его в память. Генератор зарядки 11 (фиг. 2) содержит высоковольтный генератор 23, к выходу которого подключен конденсатор 24, а к входу по питанию переменный резистор 25.The correction buttons 20-22 are designed to reduce and increase the correction factor in the process of periodically calibrating the device and entering it into memory. The charging generator 11 (Fig. 2) contains a high-voltage generator 23, to the output of which a capacitor 24 is connected, and a variable resistor 25 to the power input.

На фиг. 3 и 4 приведена более детально конструкция приемника-излучателя 1, который содержит корпус 2 конической формы с крышкой 26 параболической формы, на которой закреплены динамик 15 и микрофонный блок 16.In FIG. 3 and 4 show in more detail the design of the receiver-emitter 1, which contains a conical-shaped housing 2 with a parabolic-shaped cover 26 on which a speaker 15 and a microphone unit 16 are fixed.

На фиг. 5 приведен алгоритм работы устройства.In FIG. 5 shows the algorithm of the device.

На фиг. 6 приведена схема установки устройства, точнее излучателя-приемника 1, в скважине, первый вариант. В скважине 27 установлена обсадная колонна 28, имеющая муфты 29. На поверхности 30 выполнено устье 31. Уровень воды показан поз. 32.In FIG. 6 shows the installation diagram of the device, more precisely the emitter-receiver 1, in the well, the first option. In the well 27, a casing 28 is installed having couplings 29. On the surface 30, a mouth 31 is made. The water level is shown in pos. 32.

На фиг. 7 приведена схема установки устройства в скважине 27, второй вариант. Обсадная колонна 28 имеет переходник 33 с большого диаметра на меньший.In FIG. 7 shows a diagram of the installation of the device in the well 27, the second option. Casing 28 has an adapter 33 from a large diameter to a smaller one.

На фиг. 8 приведена диаграмма отраженного сигнала 34 по времени.In FIG. 8 is a graph of reflected signal 34 over time.

Видны пики 35 отраженных от муфт 29 сигналов и сигнал с максимальной амплитудой 36, отраженный от поверхности воды.Peaks 35 of the signals reflected from the couplings 29 and a signal with a maximum amplitude of 36 reflected from the surface of the water are visible.

РАБОТА УСТРОЙСТВАDEVICE OPERATION

Прибор с рабочим названием - «УЗБК-250» - уровнемер звуковой бесконтактный предназначен для измерения уровня жидкости в скважинах в диапазоне 5-250 м по отраженному звуковому сигналу. При разработке прибора решалась задача создания компактного, удобного прибора для измерений уровней в гидрогеологических скважинах. Основную рабочую функцию выполняет контроллер 5. В схему контроллера 5 входят также таймер 7 и АЦП 6. Устройство состоит из приемника - излучателя 1 и основного прибора 3, которые соединены многожильным кабелем 4 длиной 3 м (фиг. 6). Приемник-излучатель 1 устанавливают в устье 31 скважины 27 (фиг. 6 и 7).The device with the working name - "UZBK-250" - a soundless non-contact sound level meter is designed to measure the liquid level in wells in the range of 5-250 m by the reflected sound signal. When developing the device, the task of creating a compact, convenient device for measuring levels in hydrogeological wells was solved. The main working function is performed by controller 5. The controller 5 circuit also includes a timer 7 and ADC 6. The device consists of a receiver - emitter 1 and the main device 3, which are connected by a multi-core cable 4 3 m long (Fig. 6). The receiver-emitter 1 is installed at the mouth 31 of the well 27 (Fig. 6 and 7).

Питание основного прибора 3 осуществляется от батарейки «Крона» напряжением 9В - блок питания 17 (фиг. 1).The main device 3 is powered by a 9V Krona battery — a power supply 17 (Fig. 1).

Ток потребления составляет 3 мА в режиме просмотра значений и 100 мА в режиме зарядки конденсатора 24 (фиг. 2). Управление рабочими функциями прибора осуществляется посредством кнопок управления 19-22 (фиг. 1). Для включения режима измерения служит кнопка 19 - работа.The current consumption is 3 mA in the mode of viewing values and 100 mA in the charging mode of the capacitor 24 (Fig. 2). Management of the operating functions of the device is carried out through the control buttons 19-22 (Fig. 1). To enable the measurement mode, use button 19 - operation.

При нажатии на нее выполняется рабочий цикл измерений и контроллер 5 на 2 сек. подает питание на высоковольтный генератор - 23, а затем производит излучение импульса и в течение 2-х сек принимает все отраженные сигналы.When pressed, a measurement work cycle and controller 5 are performed for 2 seconds. supplies power to the high-voltage generator - 23, and then produces a pulse radiation and within 2 seconds receives all the reflected signals.

Контроллер 5 рассчитывает расстояние до уровня воды по формуле Н=0,5 Т×С,Controller 5 calculates the distance to the water level according to the formula H = 0.5 T × C,

где: Н - расстояние до зеркала воды - уровня,where: N - distance to the water mirror - level,

Т - время прохождения сигнала,T is the travel time of the signal,

С - скорость звука в воздухе.C is the speed of sound in air.

Скорость звука зависит от температуры воздуха и может быть определена из табл. 1.The speed of sound depends on the air temperature and can be determined from the table. one.

Figure 00000001
Figure 00000001

Для исключения температурной погрешности и введена функция калибровки, при этом исходим из предположения, что температура воздуха во всех скважинах гидрогеологического назначения постоянна.To eliminate the temperature error, a calibration function was introduced, and we proceed from the assumption that the air temperature in all wells of a hydrogeological purpose is constant.

Мощность излучения регулируется посредством управления величиной тока заряда в пределах 20-100 мА, для чего используется переменный резистор 25, включенный в цепь питания высоковольтного генератора 23 (фиг. 2). Измерения следует начинать с минимальной или близкой к ней мощности излучения до получения уверенных повторяемых показаний. После зарядки конденсатора 24, подается импульс управления на схему излучения -13 и высоковольтный импульс напряжения поступает на динамик 15. Динамик 15 расположен в металлическом корпусе 2 конусообразной формы, для уменьшения электромагнитных помех. В этом же корпусе 2 расположен и приемник отраженных сигналов - микрофонный блок 16, представляющий собой чувствительный микрофонный усилитель порогового типа. Излучатель в момент измерения располагается на уровне устья скважины. После излучения рабочего импульса, контроллер 5 в течение 2 сек. фиксирует и записывает в память 8 времена и амплитуды всех отражений от неоднородностей в скважине. Для просмотра всего массива измеренных значений предназначена кнопка коррекции 20, последовательное нажатие на которую будет приводить к отображению на экране глубины расположения всех отражений и значений их амплитуд, начиная с последнего. Согласно заложенному алгоритму, контроллер 5 выбирает из массива измеренных значений последнюю поверхность с наибольшим коэффициентом отражения и выдает значение на экран как измеренное значение расстояния до зеркала воды в сантиметрах. Существует также функция коррекции глубины, которая заключается в подгонке показаний уровнемера к контрольным значениям путем введения и записи в память дополнительного множителя. Диапазон коррекции глубины выбран +/-5 м. Для введения корректирующего множителя служат кнопки коррекции 20 и 21, соответственно для увеличения и уменьшения множителя. Для проведения операции калибровки - коррекции необходимо знать точную величину уровня воды в данной скважине, измеренную уровнемером контактного типа. Нажимаем на кнопку коррекции 21 и на экране индикатора 9 отображается увеличение поправочного коэффициента. Для осуществления операции коррекции следует всегда сначала нажимать на кнопку коррекции 21, так как кнопка 20 также служит для просмотра массива измерений. Останавливаемся на некотором значении и производим измерение. Выполняем операцию до полного совпадения измеренного значения с контрольным. По окончании операции нажимаем на кнопку записи 22 и записываем поправочный коэффициент в память контроллера. В дальнейшем потребность в коррекции отпадает и можно использовать кнопку коррекции 20 только для просмотра массива измерений, если в этом есть необходимость.The radiation power is controlled by controlling the magnitude of the charge current in the range of 20-100 mA, for which a variable resistor 25 is used, which is included in the power circuit of the high-voltage generator 23 (Fig. 2). Measurements should be started with a minimum or close to it radiation power until reliable repeatable readings are obtained. After charging the capacitor 24, a control pulse is applied to the radiation circuit -13 and a high-voltage voltage pulse is supplied to the speaker 15. The speaker 15 is located in a metal cone 2 in a conical shape to reduce electromagnetic interference. In the same housing 2 is located and the receiver of the reflected signals - the microphone unit 16, which is a sensitive microphone amplifier threshold type. The emitter at the time of measurement is located at the level of the wellhead. After the radiation of the working pulse, the controller 5 for 2 seconds. fixes and records in memory 8 times and amplitudes of all reflections from inhomogeneities in the well. To view the entire array of measured values, there is a correction button 20, a consecutive click on which will cause the depth of all reflections and their amplitudes to be displayed on the screen, starting from the last. According to the algorithm, the controller 5 selects the last surface with the highest reflection coefficient from the measured value array and displays the value on the screen as the measured value of the distance to the water mirror in centimeters. There is also a depth correction function, which consists in fitting the level gauge to the control values by introducing and recording an additional factor in the memory. The depth correction range is selected +/- 5 m. To enter the correction factor, use the correction buttons 20 and 21, respectively, to increase and decrease the multiplier. For the calibration-correction operation, it is necessary to know the exact value of the water level in a given well, measured by a contact type level gauge. We click on the correction button 21 and an increase in the correction factor is displayed on the screen of the indicator 9. To carry out the correction operation, you should always first press the correction button 21, since the button 20 also serves to view the array of measurements. We stop at a certain value and make a measurement. We perform the operation until the measured value coincides with the control value. At the end of the operation, press the record button 22 and write the correction factor to the controller memory. In the future, the need for correction disappears and you can use the correction button 20 only to view the array of measurements, if necessary.

Использование такого прибора существенно упрощает процесс замера уровней в скважинах при достаточной точности, не требует намоточного оборудования. А также позволяет получить результат в условиях, когда контактный уровнемер бессилен, например, при разгерметизации колонны и наличия перетоков внутри полости скважины или переходов диаметров труб в сухой части скважины.The use of such a device greatly simplifies the process of measuring levels in wells with sufficient accuracy, does not require winding equipment. And it also allows you to get the result in conditions where the contact level gauge is powerless, for example, when the depressurization of the column and the presence of flows in the cavity of the well or transitions of pipe diameters in the dry part of the well.

Применение группы изобретений позволило:The use of a group of inventions allowed:

- повысить точности измерения уровня жидкости в скважине за счет периодической тарировки прибора и внесения в его память корректирующего множителя,- to improve the accuracy of measuring the liquid level in the well due to the periodic calibration of the device and entering into its memory a correction factor,

- устранения влияния помех от муфт и переводников, изменяющих диаметр скважины, на результаты измерений, за счет введения в алгоритм управления выбора сигнала, имеющего максимальное время прохождения.- eliminating the influence of interference from couplings and sub, changing the diameter of the borehole, on the measurement results by introducing into the control algorithm the selection of a signal having a maximum travel time.

- уменьшить энергопотребление устройства за счет применения современных микросхем,- reduce the power consumption of the device through the use of modern microcircuits,

- расширить номенклатуру измерителей уровня воды в скважине.- expand the range of water level meters in the well.

Изготовлен и испытан опытный образец устройства - «УЗБК-250».Manufactured and tested a prototype device - "UZBK-250."

Claims (6)

1. Способ измерения уровня воды в скважине при помощи уровнемера звукового бесконтактного, включающий подачу звукового сигнала через открытое устье скважины, прием отраженного сигнала и расчет по времени прохождения сигнала глубины зеркала воды, отличающийся тем, что перед использованием уровнемера звукового бесконтактного производят его калибровку высокоточным уровнемером, например, контактного типа, и осуществляют коррекцию введением корректирующего множителя, а из принятого отраженного звукового сигнала выделяют сигнал, имеющий наибольшее время прохождения с наибольшей амлитудой и расчет глубины скважины производят, используя этот сигнал.1. The method of measuring the water level in the well using a soundless non-contact level gauge, including supplying an audio signal through the open wellhead, receiving a reflected signal and calculating the time of passage of the signal depth of the water mirror, characterized in that before using the soundless level gauge, it is calibrated by a high-precision level gauge , for example, of the contact type, and the correction is carried out by introducing a correction factor, and from the received reflected sound signal, a signal having the longest travel time with the greatest amplitude and the calculation of the depth of the well are made using this signal. 2. Устройство для измерения уровня воды в скважине, содержащее приемник-излучатель, расположенный в общем корпусе, и основной прибор, содержащий контроллер, к которому присоединены каналами связи индикатор, генератор зарядки, к выходу которого присоединена схема излучения, выход усилителя приемного сигнала и коммутатор, отличающееся тем, что контроллер содержит таймер и АЦП, соединенные между собой, и память, а выходы из коммутатора соединены с входами в генератор зарядки и в схему излучения.2. A device for measuring the water level in a well, comprising a receiver-emitter located in a common housing, and a main device containing a controller, to which an indicator, a charge generator are connected via communication channels, to the output of which a radiation circuit is connected, an output of a receiving signal amplifier and a switch characterized in that the controller contains a timer and an ADC connected to each other, and a memory, and the outputs from the switch are connected to the inputs of the charging generator and the radiation circuit. 3. Устройство для измерения уровня воды в скважине по п. 2, отличающееся тем, что оно содержит источник питания в корпусе основного прибора, соединенный электрическими проводами с контроллером, генератором зарядки и усилителем приемного сигнала.3. A device for measuring the water level in a well according to claim 2, characterized in that it comprises a power source in the body of the main device, connected by electric wires to the controller, a charge generator and a receiving signal amplifier. 4. Устройство для измерения уровня воды в скважине по п. 2, отличающееся тем, что оно содержит кнопку включения режима работы, размещенную на корпусе.4. A device for measuring the water level in a well according to claim 2, characterized in that it comprises an operation mode enable button located on the housing. 5. Устройство для измерения уровня воды в скважине по п. 2, отличающееся тем, что оно содержит две кнопки коррекции для увеличения и уменьшения корректирующего множителя.5. A device for measuring water level in a well according to claim 2, characterized in that it contains two correction buttons for increasing and decreasing the correction factor. 6. Устройство для измерения уровня воды в скважине по п. 2, отличающееся тем, что оно содержит кнопку записи в оперативную память контроллера.6. A device for measuring water level in a well according to claim 2, characterized in that it comprises a button for writing to the controller’s RAM.
RU2017126787A 2017-07-25 2017-07-25 Method of measuring the level of water in the well and the device for its implementation RU2654370C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017126787A RU2654370C1 (en) 2017-07-25 2017-07-25 Method of measuring the level of water in the well and the device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017126787A RU2654370C1 (en) 2017-07-25 2017-07-25 Method of measuring the level of water in the well and the device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2654370C1 true RU2654370C1 (en) 2018-05-17

Family

ID=62152878

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017126787A RU2654370C1 (en) 2017-07-25 2017-07-25 Method of measuring the level of water in the well and the device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2654370C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109356653A (en) * 2018-11-01 2019-02-19 云南昆钢电子信息科技有限公司 A kind of drop shaft depth measurement device and method
RU193245U1 (en) * 2019-03-04 2019-10-21 Общество с ограниченной ответственностью "МГТ ПРОЕКТ СПБ" LEVEL SENSOR
WO2022034458A1 (en) * 2020-08-08 2022-02-17 Vijay Dattatray Gawade System and method to generate acoustic signals in borewell to determine water level in the borewell
CN115045649A (en) * 2022-08-16 2022-09-13 成都铭鉴知源油田工程科技有限公司 Unconventional gas reservoir oil jacket liquid level continuous monitoring system and method

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU778716A3 (en) * 1974-10-31 1980-11-07 Арбед С.А. (Фирма) Device for determining slag level in metallurgical furnace
SU989054A1 (en) * 1981-02-10 1983-01-15 Днепропетровский Ордена Трудового Красного Знамени Горный Институт Им.Артема Sonar for measuring the depth of explosion-formed wells
SU1673861A1 (en) * 1989-02-21 1991-08-30 Проектно-Конструкторский И Технологический Институт "Водавтоматика И Метрология" Method for tuning acoustic level gauges
RU2418271C1 (en) * 2010-02-24 2011-05-10 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт по эксплуатации атомных электростанций" (ОАО "ВНИИАЭС") Method of determining level of liquid in horizontal metal pipe
RU2554688C1 (en) * 2014-02-12 2015-06-27 Открытое акционерное общество "Газпром" Unit for calibration of borehole liquid flowmeters
KR20170050249A (en) * 2015-10-30 2017-05-11 한국수자원공사 Field Standard Calibration System and Methods For Non Contact Type Water Level Gauges Based On IoT

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU778716A3 (en) * 1974-10-31 1980-11-07 Арбед С.А. (Фирма) Device for determining slag level in metallurgical furnace
SU989054A1 (en) * 1981-02-10 1983-01-15 Днепропетровский Ордена Трудового Красного Знамени Горный Институт Им.Артема Sonar for measuring the depth of explosion-formed wells
SU1673861A1 (en) * 1989-02-21 1991-08-30 Проектно-Конструкторский И Технологический Институт "Водавтоматика И Метрология" Method for tuning acoustic level gauges
RU2418271C1 (en) * 2010-02-24 2011-05-10 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт по эксплуатации атомных электростанций" (ОАО "ВНИИАЭС") Method of determining level of liquid in horizontal metal pipe
RU2554688C1 (en) * 2014-02-12 2015-06-27 Открытое акционерное общество "Газпром" Unit for calibration of borehole liquid flowmeters
KR20170050249A (en) * 2015-10-30 2017-05-11 한국수자원공사 Field Standard Calibration System and Methods For Non Contact Type Water Level Gauges Based On IoT

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109356653A (en) * 2018-11-01 2019-02-19 云南昆钢电子信息科技有限公司 A kind of drop shaft depth measurement device and method
CN109356653B (en) * 2018-11-01 2023-10-24 云南昆钢电子信息科技有限公司 Drop shaft depth measuring device and method
RU193245U1 (en) * 2019-03-04 2019-10-21 Общество с ограниченной ответственностью "МГТ ПРОЕКТ СПБ" LEVEL SENSOR
WO2022034458A1 (en) * 2020-08-08 2022-02-17 Vijay Dattatray Gawade System and method to generate acoustic signals in borewell to determine water level in the borewell
CN115045649A (en) * 2022-08-16 2022-09-13 成都铭鉴知源油田工程科技有限公司 Unconventional gas reservoir oil jacket liquid level continuous monitoring system and method
CN115045649B (en) * 2022-08-16 2022-10-28 成都铭鉴知源油田工程科技有限公司 Unconventional gas reservoir oil jacket liquid level continuous monitoring system and method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2654370C1 (en) Method of measuring the level of water in the well and the device for its implementation
US9714854B2 (en) Multiphase in situ flow sensing with ultrasonic tomography and vortex shedding
EP1080349B1 (en) Fluid temperature measurement
RU2011153667A (en) CAPACITY MEASUREMENT SYSTEM
JP2018514792A (en) Pipe water leak detection device and leak detection procedure
CN104713904A (en) Calculating method and detection device of seafloor in-situ thermal conductivity
CN102797453B (en) Well logging densimeter
CN110953486A (en) System and method for positioning leakage of pressurized pipeline
CN108759947A (en) A kind of discontented metering ultrasonic flowmeter of plug-in type
US6386036B1 (en) Prodder with force feedback
CN203716957U (en) Subsonic wave water source well liquid level tester
KR100784415B1 (en) flow meter using ultrasonic-sensor
WO2021043043A1 (en) Imaging feature extraction method and imaging apparatus for use in multidimensional borehole
CN104501909B (en) A kind of small-range liquid level emasuring device and measuring method based on ultrasonic wave
US20120239302A1 (en) Apparatus and method for measuring liquid level in a well
JPH02228516A (en) Method and apparatus for measuring length
RU136594U1 (en) DEVICE FOR MEASURING GEOACOUSTIC NOISE IN A WELL
CN102072775B (en) Portable temperature measuring recorder applied to geotechnical engineering field
CN104790939A (en) Method and device for obtaining cementation rate
CN115234847A (en) Method for locating leakage points in a water supply network
CN107449474A (en) Electromagnetic flowmeter and misconnection line detecting method
US20160363471A1 (en) Non-intrusive flow measurement and detection system
RU93118U1 (en) ACOUSTIC LEVEL METER
RU210778U1 (en) AUTOMATIC LEVEL GAUGE
RU2115892C1 (en) Method determining level of fluid in well and gear for its implementation