RU50599U1 - Устройство для определения уровня жидкости - Google Patents
Устройство для определения уровня жидкости Download PDFInfo
- Publication number
- RU50599U1 RU50599U1 RU2005126014/22U RU2005126014U RU50599U1 RU 50599 U1 RU50599 U1 RU 50599U1 RU 2005126014/22 U RU2005126014/22 U RU 2005126014/22U RU 2005126014 U RU2005126014 U RU 2005126014U RU 50599 U1 RU50599 U1 RU 50599U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- control
- liquid level
- determining
- acoustic
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к контролю уровня жидкости в нефтяных добывающих скважинах методом эхометрирования, и может быть использована для определения статического и динамического уровня нефти в добывающих скважинах. Устройство для определения уровня жидкости содержит последовательно соединенные акустический преобразователь, аналого-цифровой преобразователь, матричный каскадируемый коррелятор, микропроцессорный контроллер, устройство управления и индикации. Модуль управления подключен к управляемому формирователю акустического сигнала с электромагнитным клапаном и к матричному каскадируемому коррелятору. Полезная модель позволяет контролировать уровень жидкости в скважинах с высоким значением отношения сигнал/шум, что снижает вероятность ошибки при определении уровня.
Description
Полезная модель относится к контролю уровня жидкости в нефтяных добывающих скважинах методом эхометрирования, и может быть использована для определения статического и динамического уровня нефти в добывающих скважинах.
Известно устройство для определения уровня жидкости в скважине [Патент РФ №2095564, МПК 6 Е 21 В 47/04, G 01 F 23/00, опубл. 10.11.97 г.], которое содержит генератор акустических импульсов, стрелочный манометр и последовательно соединенные акустический преобразователь, усилитель, фильтр, определитель корня квадратного, самопишущий прибор.
Это устройство обеспечивает контроль уровня жидкости в межтрубном пространстве нефтяных скважин путем записи на бумажную ленту эхосигнала, по которому оператор определяет временное положение отраженного импульса и с учетом скорости звука в нефтяном газе рассчитывает уровень жидкости.
Известно устройство для определения уровня жидкости в скважине [Свидетельство РФ на полезную модель №1715, МПК 6 Е 21 В 47/04, опубл. 16.02.1996 г.], выбранное в качестве прототипа, которое содержит генератор акустических импульсов, акустический преобразователь, измеритель давления и устройство для получения твердой копии графика акустического сигнала, последовательно соединенные первый усилитель, цифро-аналоговый преобразователь, мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь, микропроцессорный контроллер, устройство управления и индикации. Причем микропроцессорный контроллер соединен с устройством для получения твердой копии графика акустического сигнала, выполненным в виде устройства термопечатающего, а выход акустического преобразователя соединен с входом первого усилителя. Выход датчика давления подключен к выходу второго усилителя, выход которого соединен с вторым входом мультиплексора.
Известные устройства не обеспечивают высокого значения отношения сигнал/шум, что приводит к ошибкам в определении уровня жидкости в скважинах, так как в качестве зондирующего сигнала используется один акустический импульс, имеющий, при условии приемлемой разрешающей способности, недостаточную энергию.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение отношения сигнал/шум отраженного от жидкости сигнала.
Устройство для определения уровня жидкости, также как в прототипе, содержит акустический преобразователь, аналого-цифровой преобразователь, микропроцессорный контроллер, устройство управления и индикации.
В отличие от прототипа в нем последовательно соединены акустический преобразователь, аналого-цифровой преобразователь, матричный каскадируемый коррелятор, микропроцессорный контроллер, устройство управления и индикации, при этом модуль управления подключен к управляемому формирователю акустического сигнала с электромагнитным клапаном и к матричному каскадируемому коррелятору.
С помощью предложенного устройства определение уровня жидкости в нефтяных скважинах достигается путем формирования на устье скважины акустического сигнала в виде серии прямоугольных импульсов, длительность и период следования которых меняются. Использование такого сигнала позволяет существенно увеличить отношение сигнал/шум отраженного от жидкости сигнала. Это обусловлено тем, что энергия такого сигнала распределена на относительно протяженном временном промежутке. Посредством свертки с помощью матричного каскадируемого коррелятора эту энергию удается сконцентрировать на меньшем временном интервале, за счет чего мощность сигнала существенно возрастает.
На фиг.1 представлена схема устройства определения уровня жидкости.
На фиг.2 показана эпюра 1 - серия прямоугольных импульсов.
На фиг.3 приведена эпюра 2 - сигнал, принятый акустическим преобразователем, на скважине.
На фиг.4 представлена эпюра 3 - результат свертки принятого сигнала и серии прямоугольных импульсов.
Устройство для определения уровня жидкости (фиг.1) содержит последовательно соединенные акустический преобразователь 1 (АП), аналого-цифровой преобразователь 2 (АЦП), матричный каскадируемый коррелятор 3 (МКК), микропроцессорный контроллер 4 (МК), устройство управления и индикации 5 (УУИ). Модуль управления б (МУ) соединен с управляемьм формирователем акустического сигнала 7 (УФАС) и с матричным каскадируемым коррелятором 3 (МКК).
Акустический преобразователь 1 (АП) акустического сигнала в электрический выполнен, например, на основе пьезокерамического элемента. Аналого-цифровой преобразователь 2 (АЦП) может быть реализован на микросхеме МАХ 189 АЕ PP. Матричный каскадируемый коррелятор 3 (МКК) реализован на микросхеме 1846ПФ1Т. Микропроцессорный контроллер 4 (МК) может быть выполнен на микропроцессоре 1821ВМ85. Устройство управления и индикации 5 (УУИ) выполнено на основе
индикатора ИВ-28 и кнопки КМД-1. Модуль управления 6 (МУ) реализован на микропроцессоре 1821ВМ85. В качестве управляемого формирователя акустического сигнала 7 с электромагнитным клапаном может быть использовано устройство генерации и приема автоматическое, выпускаемое ООО «СИАМ» [Устройство генерации и приема автоматическое УГП автомат 2. Паспорт. Техническое описание. ИЗМ 5.173.021 ПС, 2004].
Предложенное устройство работает следующим образом.
Модуль управления 6 (МУ) генерирует на устье скважины электрический сигнал s0(t) определяемый выражениями:
где а - амплитуда импульсов в серии,
t - время,
N- количество импульсов в серии,
Т- длительность импульса,
u(t, Т) - прямоугольный импульс, определяемый выражением:
Причем разностью t-tn задают начало n-го импульса в серии, а с помощью Тn - длительность n-го импульса в серии, изменяя при этом tn и Тn согласно выражениям:
где Т0 - длительность первого импульса в серии,
μ - параметр, определяющий изменения длительности и положения импульсов в серии.
График такого сигнала с параметрами: N=15, T0=24 отсчета, μ=50. показан на эпюре 1 (фиг.2).
Этот сигнал подается на управляемый формирователь акустического сигнала 7 (У ФАС) (фиг.1). Под действием сигнала срабатывает электромагнитный клапан управляемого формирователя акустического сигнала 7 (У ФАС), и в пространстве скважины формируется акустический сигнал, который распространяется по пространству скважины, отражается от жидкости и возвращается назад к устью скважины, где принимается акустическим преобразователем 1 (АП) и преобразуется в электрический сигнал s1(t).
Сигнал принятый акустическим преобразователем, 1 (АП) показан на эпюре 2 (фиг.3). Преобразованный сигнал s1(t) попадает в аналого-цифровой преобразователь 2 (АЦП) (фиг.1), где подвергается дискретизации и цифровому кодированию.
Одновременно с подачей сигнала с модуля управления 6 (МУ) на управляемый формирователь акустического сигнала 7 (У ФАС), сигнал (фиг.2) подается и на матричный каскадируемый коррелятор 3 (МКК). При этом на другой вход матричного каскадируемого коррелятора 3 (МКК) поступает сигнал с выхода аналого-цифрового преобразователя 2 (АЦП). Коррелятор 3 (МКК) вычисляет свертку этих двух сигналов по формуле [Кук Ч., Бернфельд М. Радиолокационные сигналы. - М.: Советское радио, 1971. - С.32-33]:
где t - время,
τ - время, на которое задерживается сигнал s1(t) относительно s0(f) при выполнении операции свертки.
Результат этой свертки s2(t) показан на эпюре 3 (фиг.4).
На этой эпюре видно, что отношение мощности отраженного сигнала к мощности шумов существенно возросло по сравнению с необработанным сигналом (эпюра 2 на фиг.3).
С матричного каскадируемого коррелятора 3 (МКК) сигнал поступает на микропроцессорный контроллер 4 (МК), который определяет временное положение этого импульса относительно момента формирования акустического сигнала в скважине. Алгоритм этого вычисления основан на поиске максимального значения отраженного сигнала. В области отраженного сигнала выбирается номер отсчета Nm, соответствующий наибольшему по модулю значению сигнала. Временное положение отраженного импульса с учетом заданного периода дискретизации ΔТ рассчитывается следующим образом:
Tm=NmΔT.
Затем микропроцессорный контроллер 4 (МК) вычисляет уровень жидкости Н путем произведения временного положения отраженного импульса Тm и известной скорости звука в нефтяном газе скважины v и деления это произведения на 2:
Рассчитанная величина уровня жидкости отображается устройством управления и индикации 5 (УУИ).
Таким образом, предлагаемое устройство для определения уровня жидкости позволяет контролировать уровень жидкости в нефтяных добывающих скважинах с высоким значением отношения сигнал/шум, что снижает вероятность ошибки определения уровня, и, следовательно, повышает производительность труда в сервисных предприятиях, занимающихся определением уровня жидкости в скважинах.
Claims (1)
- Устройство для определения уровня жидкости, содержащее акустический преобразователь, аналого-цифровой преобразователь, микропроцессорный контроллер, устройство управления и индикации, отличающееся тем, что в нем последовательно соединены акустический преобразователь, аналого-цифровой преобразователь, матричный каскадируемый коррелятор, микропроцессорный контроллер, устройство управления и индикации, при этом модуль управления подключен к управляемому формирователю акустического сигнала с электромагнитным клапаном и к матричному каскадируемому коррелятору.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005126014/22U RU50599U1 (ru) | 2005-08-16 | 2005-08-16 | Устройство для определения уровня жидкости |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005126014/22U RU50599U1 (ru) | 2005-08-16 | 2005-08-16 | Устройство для определения уровня жидкости |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU50599U1 true RU50599U1 (ru) | 2006-01-20 |
Family
ID=35874111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005126014/22U RU50599U1 (ru) | 2005-08-16 | 2005-08-16 | Устройство для определения уровня жидкости |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU50599U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU210778U1 (ru) * | 2021-12-08 | 2022-05-04 | Общество с ограниченной ответственностью "МГТ ПРОЕКТ СПБ" | Автоматический датчик уровня |
-
2005
- 2005-08-16 RU RU2005126014/22U patent/RU50599U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU210778U1 (ru) * | 2021-12-08 | 2022-05-04 | Общество с ограниченной ответственностью "МГТ ПРОЕКТ СПБ" | Автоматический датчик уровня |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Craig et al. | Characterization and testing of a new bistatic profiling acoustic Doppler velocimeter: The Vectrino-II | |
| US20110060225A1 (en) | Ultrasound probe with integrated pulsers | |
| JP2014507643A5 (ru) | ||
| CN103380386A (zh) | 超声波测量 | |
| CN101458332B (zh) | 一种超声波测距方法及其系统 | |
| WO2012004121A1 (en) | Calibration of a distance measuring device | |
| US11175402B2 (en) | Time-varying template for improved short-distance performance in coded ultrasonic ranging | |
| CN107884780A (zh) | 测距方法、激光雷达及车辆 | |
| CN103995263B (zh) | 一种基于时序的超声波测距方法 | |
| EP3903073B1 (en) | Dynamic temperature calibration of ultrasonic transducers | |
| EP3903124A1 (en) | Ultrasonic echo processing in presence of doppler shift | |
| CN109387825A (zh) | 用于超声换能器的激励信号序列 | |
| CN104168232A (zh) | 一种水声信道中多径时延与多普勒频移的测定方法 | |
| CN108196265B (zh) | 一种多路激光飞行时间并行采集系统及方法 | |
| RU50599U1 (ru) | Устройство для определения уровня жидкости | |
| RU2297532C1 (ru) | Способ определения уровня жидкости в межтрубном пространстве нефтяных добывающих скважин | |
| CN212206222U (zh) | 一种高抗干扰高精度气体超声流量计 | |
| CN108254001B (zh) | 一种超声传感器及其测量精度的方法 | |
| CN103486987A (zh) | 一种利用曲线拟合提高超声测厚精度的方法 | |
| RU2269141C2 (ru) | Способ исследования среды | |
| CN112729484A (zh) | 流量计量电路、方法、装置、气体修正仪及存储介质 | |
| EP1798529B1 (en) | Ultrasonic gas flow meter | |
| US20100170343A1 (en) | Ultrasonic sensor and method for determining a separation of an object from an ultrasonic sensor | |
| JP2019028040A (ja) | 超音波流量計 | |
| SU1670579A1 (ru) | Способ измерени времени распространени ультразвука в материале на заданной базе |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20060817 |