Устройство для измерения глубины и уровня жидкости в скважинах

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГЛУБИНЫ И УРОВНЯ ЖИДКОСТИ В СКВАЖИНАХ, содержащее датчик электричес ких сигналов глубины и два счетчика - глубины и уровня жидкости, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено формирователем импульсов, двумя управляющими триггерами , генератором импульсов, двумя схе .мами сравнения, сумматором и ключом причем выход датчика электрических сиг налов глубины через формирователь импульсов подключен к . входам дйух триггеров, счетчику глубины, генератору импульсов и через ключ к счетчику уровня жидкости, при этом оба выхода каждого триггера соединены с соответствующей схемой сравнения , третьи входы которых подключены к выходу генератора импульсов, а выходы схем сравнения через сумматор подключены к ключу. i (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК зm Е 21 В 47/04

13.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2757850/22-03 (22) 25.04.79 (46) 15.07.84. Бюл. № 26 (72) И. А. Самыловских, В. М. Соловьев и С. В. Костичев (71) Горный институт ордена Ленина

Кольского филиала им. С. М. Кирова (53) 622.243 (088.8) (56) . Авторское свидетельство СССР № 791960, кл. Е 21 В 47/04,. 1978.

2. Авторское свидетельство СССР № 825884, кл. Е 21 В 47/04, 1975. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГЛУБИНЫ И УРОВНЯ ЖИДКОСТИ

В СКВАЖИНАХ, содержащее датчик электрических сигналов глубины и два счетчи„„SU„„1102919 А ка — глубины и уровня жидкости, отличаюи1ееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено формирователем импульсов, двумя управляющими триггерами, генератором импульсов, двумя схемами сравнения, сумматором и ключом причем выход датчика электрических сиг налов глубины через формирователь импульсов подключен к . входам двух триггеров, счетчику глубины, генератору импульсов и через ключ к счетчику уровня жидкости, при этом оба выхода каждого триггера соединены с соответствующей схемой сравнения, третьи входы которых подключены к выходу генератора импульсов, а выходы схем сравнения через сумматор подключены к ключу.

11029!9

25

40

1

Изобретение относится к исследованию скважины, а именно к средствам измерения глубины и уровня жидкости в скважинах.

Известно устройство для изме ения глубины скважины, содержащее блок считывания импульсов датчика квантования по глубине (1) .

Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения глубины и уровня жидкости в скважинах, содержащее датчик электрических сигналов, два счетчика — глубины и уровня жидкости (2).

Недостатком устройства . является низкая точность измерения.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения глубины и уровня жидкости в скважинах, содержащее датчик электрических сигналов глубины и два счетчика — глубины и уровня жидкости, снабжено формирователем импульсов, двумя управляющими триггерами, генератором импульсов, двумя схемами сравнения, сумматором и ключом, причем выход датчика электрических сигналов глубины через формирователь импульсов подключен к входам двух триггеров, счетчику глубины, генератору импульсов и через ключ к счетчику уровня жидкости, при этом оба выхода каждого триггера соединены с соответствующей схемой сравнения, третьи входы которых подключены к выходу генератора импульсов, а выходы схем сравнения через сумматор подключены к ключу.

На чертеже приведена функциональная схема устройства..

Устройство состоит из формирователя импульсов 1, счетчика 2 общей глубины скважины, управляющих триггеров 3 и 4, генератора импульсов 5, двух схем сравнения числа импульсов частоты заполнения

6 и 7, сумматора 8, ключа 9 и счетчика глубины обводненности 10.

Входными сигналами формирователя 1 являются электрические импульсы, вырабатываемые датчиком электрических сигналов, который установлен на вращающемся барабане с нитью и грузом. Временной интервал между двумя следующими друг за другом импульсами определяется тем, что расстояние S, проходимое грузиком под действием собственного веса, подчиняется закономерности. = gt /2, (!) где — ускорение падения грузика в скважине;

1 — время.

Принимая а = 1 м/с (ускорение регулируется изменением тормозного усилия, прикладываемого к барабану и может меняться в пределах 0,5 — 2 м/с ), число электрических импульсов, приходящихся на 1 м равным 10 (точность измерения глубины скважины при этом равна - IO см), получаем, что временной интервал между 1-м и 2-м импульсом равен 0,446 с, между 2-м и 3-м — 0,186 с и т. д.

Таким образом, при падении грузика в однородной среде (а= const) временной интервал между двумя, следующими друг за другом входными си гнал а ми форм и ров ателя

l уменьшается по квадратичному закону.

С формирователя сформированные им— короткие (длительностью примерно 1 мс) отрицательные импульсы подаются на счетные входы триггеров 3 и 4 каналов 1 и II.

Выходы Q u Q триггеров соединены со входами схем сравнения 6 и 7 каналов 1 и

11, причем выход Q триггера 3 канала ( соединен со входом «+!» схемы сравнения канала 1, а выход Q триггера 3 канала 1 соединен со входом «-!» схемы сравнения канала 1. В канале II эти соединения сделаны так, что выход Q триггера 4 канала

II соединен со входом «-1» схемы сравнения канала II, а выход Q триггера 4 канала II соединен со входом «+ 1» схемы сравнения канала II. На третьи входы схем сравнения 6 и 7 подаются прямолинейные импульсы частоты заполнения интервалов между и м пульса ми, вырабатываемыми формирователем 1 с генератора импульсов 5. Генератор импульсов 5 запускается первым импульсом с выхода формирователя 1.

Схема сравнения канала 1 выполнена таким образом, что на ее выходе появляется сигнал «Да» (положительный перепад напряжения) только при условии, что число импульсов от генератора импульсов 5, пришедших в те интервалы времени, когда на входе «+1» положительный потенциал меньше, чем число импульсов, пришедших в те интервалы времени, когда положительный потенциал на входе «-1», т. е. в период второго устойчивого состояния триггера 3.

Выполнение условия появления сигнала «Да» возможно только в том случе, если интервал времени между четными (2, 4, 6 и т. д.) и нечетными (1, 3, 5 и т. д.) импульсами формирователя 1 больше интервала времени между нечетными и четными, что, как следует из формулы (1), возможно только тогда, когда величина ускорения падения грузика в скважине резко упадет. Это происходит при встрече грузика с поверхностью воды и обусловлено их различной плотностью (для воды плотность равна 1000 кг/мз, а для воздуха — 1,29 кг/м ) .

В связи с неопределенностью момента касания грузика поверхности воды во вторичный прибор и введен второй канал. Схема сравнения 7 канала 11 выполнена ана1102919

Составитель В. Булыгин

Техред И. Верес Корректор А. Ильин

Тираж 565 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ж — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор T. Парфенова

Заказ 4818/22 логично подобной схеме канала и вырабатывает сигнал «Да» только в том случае, если интервал времени между нечетными и четными импульсами формирователя 1 больше интервала времени между четными и нечетными импульсами.

Сумматор 8 пропускает на свой выход первый же пришедший сигнал «Да» независимо от номера канала. Выходным сигналом сумматора является положительный перепад напряжения, открывающий ключ 9. 1О

С этого момента времени импульсы с выхода формирователя 1 поступают, кроме счетчика 2 общей глубины скважины, через ключ 9 на счетчик глубины обводненности !0.

При достижении грузиком 3 дна скважины вращение барабана 1 прекращается, а со счетчиков 2 и 10 оператор снимает показания общей глубины скважины и уровня ж идкости в с ква ж и не.

Изобретение позволяет повысить точность измерения глубины и уровня жидкости, а также надежность,функционирования вторичного преобразователя.