SU1677285A1

SU1677285A1 - Устройство дл контрол уровн жидкости в скважине

Info

Publication number: SU1677285A1
Application number: SU894754209A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Николаевич Федоров; Николай Диамидович Каптелинин; Владимир Дмитриевич Волгин; Юрий Игоревич Бродский; Олег Генадьевич Жбратов
Original assignee: Сургутский научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности
Priority date: 1989-09-29
Filing date: 1989-09-29
Publication date: 1991-09-15

Abstract

Изобретение относитс к контролю уровн жидкости в скважине. Цель - повышение помехоустойчивости. Устр-во содержит генератор 1 акустических импульсов, привод 2 клапана, усилитель 5, компаратор б.блок (Б) 20 световой и звуковой-индикации, генератор 16 эталонной частоты, корректор 17, Счетчик 15 метров, Б 19 имитации и контрол , Б 3 задани времени воздействи , одновибратор 7, элемент И 8, ключи 9, 10, интегратор 11, Б 12, 13 выборки-хранени , компаратор 14, Б 18 отображени . Устр-во устанавливают на устье скважины 21с уровнем 22 жидкости. По сигналу (С) Б 3 генератор 1 возбуждает акустический импульс. Приемник 4 фиксирует пр мой С, отраженные С и С помех. Компаратор 6 преобразует входные С в однопол рные импульсы. По С с выхода элемента 8 И Б 12 осуществл ет выборку и хранение пр мого С с интегратора 11. Счетчик 15 метров начинает подсчет эталонных .импульсов, по спаду которых ъ- выхода компаратора б одновибратор 7 выра-, батывает короткий управл ющий импульс дл обнулени интегратора 11. В Б 13 осуществл етс запоминание отраженного С и С помехи. Компаратор 14 последовательно сравнивает выходные С с Б 12 и 13. Счетчик 15 метров прекращает работу по приходу отраженного С. Применение устр-ва позвол ет сравнивать пр мой С, отраженные С и С помех по площади. Помехоустойчивость и избирательность достигаетс увеличением площади пр мого импульса воздействи . 2 ил.

Description

О Ч| VI

ю

00 01

Изобретение относитс к контролю уровн жидкости в скважинах акустическим методом и может быть использовано при измерении статического и динамического уровней в нефт ных скважинах.

Целью изобретени вл етс повышение помехоустойчивости.

На фиг, 1 представлена структурна схема устройства дл определени уровн жидкости в скважине; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство дл определени уровн жидкости в скважине содержит генератор 1 акустических импульсов, привод 2 клапана генератора 1 акустических импульсов, блок 3 задани времени воздействи , приемник 4, усилитель 5, первый компаратор 6, одно- вибратор 7, элемент И 8, первый 9 и второй 10 аналоговые ключи, интегратор 11, первый 12 и второй 13 блоки выборки-хранени , второй компаратор 14, счетчик 15 метров, генератор 16 эталонной частоты, корректор 17, блек 18 отображени информации , блок 19 имитации и контрол , блок 20 световой и зву совой индикации.

Генератор 1 акустических сигналов, привод 2 клапана и приемник 4 сигналов устанавливаютс на устье скважины 21 с уровнем 22 жидкости.

Приемник 4 подключен к усилителю 5, выход которого соединен с входом компаратора 6, аходом аналогового ключа 10 и входом блока 20 световой и звуковой индикации. Выход компаратора 6 подключен к входу одновибратора 7, к первому входу элемента И 8, к управл ющим входам блока 13 выборки-хранени и аналогового ключа 10, выход которого соединен с первым входом интегратора 11, выход которого через аналоговый ключ 9 подключен к второму входу интегратора 11. Управл ющий вход ключа 9 соединен с выходом одноаиб- ратора 7. Выход интегратора 11 подключен к входам блоков 12 и 13 выборки-хранени , выходы которых подключены к входам компаратора 14, выход которого соединен с первым управл ющим входом счетчика 15 метров, второй управл ющий вход которого подключен к управл ющему входу блока 12 выборки-хранени и выходу элемента И 8. Второй вход элемента И 8 подключен к первому выходу блока 3 задани времени воздействи , второй выход которого соединен с приводом 2 клапана генератора 1 акустических импульсов. Третий управл ющий вход счетчика 15 соединен с выходом блока 19 имитации м контрол . Тактовый вход счетчика 15 через корректор 17 соединен с выходом генератора 16 эталонной частоты,

а выход соединен с входом блока 18 отображени информации.

Устройство дл определени уровн жидкости в скважине работает следующим

образом.

По команде оператора блок 3 задани времени воздействи на первом выходе вырабатывает управл ющий импульс Ui, привод щий в действие привод 2 клапана

0 генератора 1 акустических сигналбв, вследствие чего генератором 1 возбуждаетс акустический импульс (пр мой сигнал) заданной длительности, который распростран етс вдоль колонны скважины 21 со

5 скоростью звука в газе при данном давлении . Дойд до уровн 22 жидкости он возвращаетс в виде отраженного сигнала к приемнику 4. Приемник 4 преобразует акустические сигналы в электрические.которые

0 подаютс на вход усилител 5. Таким образом на вход компаратора 6 подаютс пр мой сигнал, отраженный и сигналы помех (Ua). Сигналы помех возникают от привода насосов, вибрации колонны, турбулентно5 сти потоков жидкости. Электрическа помеха промышленной частоты наводитс на вход усилител 5. Компаратор б преобразует входные сигналы в однопол рные импульсы (из), длительность которых равна

0 длительности положительной полуволны входных сигналов.

Управл ющий импульс с выхода элемента И 8 формируетс по совпадении сигналов с второго выхода блока 3 и преобразованного

5 пр мого сигнала Us с выхода компаратора 6. Поэтому сигналу блок 12 выборки-хранени осуществл ет выборку пр мого сигнала, поступающего с интегратора 11. В режим хранени проинтегрированного пр мого

0 сигнала блок 12 выборки-хранени переходит по спаду управл ющего сигнала с выхода элемента И 8, и в этот же момент осуществл етс запуск счетчика 15 метров, который начинает подсчет эталонных им5 пульсов.

Коэффициент передачи блока 12 выборки-хранени выбираетс равным пор дка 0,3-0,5 исход из конкретных условий поглощени отраженного сигнала,

0 По спаду импульса Уз (пр мого и всех последующих преобразованных входных сигналов) с выхода компаратора 6 одновиб- ратор 7 вырабатывает короткий управл ющий импульс Us (фиг. 2), обнул ющий

5 интегратоор 11, готов его дл интегрировани всех последующих входных сигналов.

Выбира длительность импульса Ui блока 3, кратную периоду электрической помехи промышленной частоты, достигаетс существенное понижение уровн последней на выходе интегратора, поскольку она имеет периодический характер.

После пр мого сигнала на вход компаратора 6 поступают сигналы помехи и полезный отраженный сигнал (Ua). Входные сигналы через замкнутый ключ 10, управл емый с выхода компаратора 6(1)з), после- довательно проход т на интегратор 11, с выхода которого сигналы 1М поступают на вход блока 13 выборки-хранени ,где осуществл етс запоминание каждого из проинтегрированных сигналов и последовательное сравнение ка компараторе 14 с выходным сигналом блока 12 выборки-хранени . Блок 13 имеет коэффициент передачи единицу.

По приходу отраженного сигнала выходное напр жение блока 13 выборки-хранени превышает выходное напр жение блока 12 выборки-хранени и на выходе компаратора 14 по вл етс сигнал, запрещающий счет счетчика 15 метров (Ue).

Высока помехоустойчивость и избирательность устройства достигаетс за счет того, что пр мой и отраженный сигналы, а также сигналы помех интегрируютс и сравниваютс по площади. При условии, что площадь акустической помехи вл етс величиной однопор дковой с площадью отраженного сигнала, когда сравнение по длительности и анализ по амплитуде не дает положительного результата, помехоустойчивость и избирательность в устройстве достигаетс увеличением длительности импульса воздействи Ui, т.е. увеличением площади пр мого и соответственно отраженного сигналов.

Корректором 17 путем изменени коэффициента делени осуществл ют подстройку частоты, поступгющзй с генератора 16 на вход счетчика 15 метров, в зависимости от давлени газа в скважине.

В момент по влени на выходе усилител 5 пр мого и отраженного сигналов блоком 20 осуществл етс звукова и светова индикаци прохождени импульсов. Блок 19 имитации и контрол подключают дл проверки работоспособности счетчика 15 метров, генератора 16, корректора 17.

С помощью блока 18 результат подсчета количества импульсов счетчиком 15 представл етс в именованных единицах в удобном дл пользовател виде.

Коррекци учета изменений скорости звука может осуществл тьс вручную (по приведенной схеме) или автоматически (на схеме не показано). В первом случае оператор устанавливает переключатель блока 17 согласно показани м манометра (не показан ) на устье скважины. В автоматическом

режиме до начала измерени уровн (после установки устройства) с приемника 4 снимаетс сигнал, пропорциональный давлению с скважине, преобразуетс аналого-цифровым преобразователем (не показан) в параллельный код, который устанавливает коэффициент делени в корректоре 17 по давлению.

Применение устройства позвол ет кон0 тролировать уровень жидкости в скважине при наличии высокого уровн акустической и электрической помех.

Claims

Формула изобретени Устройство дл контрол уровн жидко5 сти з скважине, содержащее генератор акустических импульсов, приемник сигналов, соединенный с усилителем, выход которого подключен к блоку световой и звуковой индикации , первый компаратор, генератор

0 эталонной частоты, выход которого соединен через корректор с тактовым входом счетчика метров, блок имитации и контрол , отличающеес тем, что, с целью повышени помехоустойчивости, оно снаб5 жено одновибратором, приводом клапана генератора акустических импульсов, блоком задани времени воздействи , элементом И, пергым и вторым аналоговыми ключами, интегратором, первым и вторым блоками

0 выборки-хранени , вторым компаратором, блоком отображени , причем выход усилител соединен с входом первого компаратора и входом второго аналогового ключа, выход которого подключен к первому входу

5 интегратора, управл ющий зход соединен с выходом первого компаратора, управл ющим входом второго блока выборки-хранени и входом одновибратора, выход которого подключен к управл ющему входу

0 первого ключа, выход которого соединен с вторым входом интегратора, вход подключен к выходу интегратора, входу второго блока выборки-хранени и входу первого блока выборки-хранени , выход которого

5 соединен с первым входом второго компаратора , второй вход которого подключен к выходу второго блока выборки-хранени , выход соединен с первым управл ющим входом счетчика метров, выход которого

0 подключен к блоку отображени , третий управл ющий вход соединен с блоком имитации и контрол , второй управл ющий вход подключен к управл ющему входу первого блока выборки и хранени и выходу элемен5 та И, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом первого компаратора и первым выходом блока задани времени воздействи , второй выход которого подключен к приводу клапана генератора акустических импульсов.