Скважинный кварцевый датчик с минимальным применением электроники - заявка 2015140710 на патент на изобретение в РФ

1. Система для применения при контроле давления, температуры и/или вибрации, содержащая
анализатор (23) цепи,
по меньшей мере один или более независимых резонансных датчиков (41/43) с индивидуальными резонансными частотами, расположенных в скважине, и
линию (15/17) передачи, соединяющую анализатор цепи с указанным по меньшей мере одним резонансным датчиком (41/43);
при этом линия (15/17) передачи представляет собой минимум один проводник с заземлением длиной по меньшей мере 100 футов (30,48 м) и выполнена управляемой по импедансу до указанного по меньшей мере одного резонансного датчика,
анализатор (23) цепи содержит генератор (25) колебательного сигнала и детектор (27) сигналов и выполнен с возможностью:
подачи падающей энергии в форме колебательного сигнала по указанной линии (15/17) передачи, соединенной с указанным по меньшей мере одним резонансным датчиком (41/43), и качания частоты колебательного сигнала от одной опорной частоты до другой опорной частоты на указанном по меньшей мере одном резонансном датчике (41/43), при этом ожидаемый собственный резонанс указанного по меньшей мере одного резонансного датчика (41/43) находится между указанными опорными частотами;
одновременного приема отраженной части падающей энергии от указанного по меньшей мере одного резонансного датчика (41/43), поступающей обратно по линии (15/17) передачи;
измерения полученной отраженной части падающей энергии и
определения изменения в отраженной части падающей энергии по качающимся частотам.
2. Система по п. 1, содержащая также средства для увеличения отраженной части падающей энергии относительно подаваемой падающей энергии.
3. Система по п. 2, в которой увеличивающие средства представляют собой резистор (37) с постоянным сопротивлением, который по существу согласует нагрузку импеданса системы.
4. Система по п. 1, содержащая также второй резонансный датчик (41/43).
5. Система по п. 4, в которой по меньшей мере один резонансный датчик и второй резонансный датчик (41/43) соединены параллельно.
6. Система по п. 4, в которой анализатор (23) цепи выполнен с возможностью осуществления качания частоты одновременно на указанном по меньшей мере одном резонансном датчике (41/43) и втором резонансном датчике (41/43).
7. Система по п. 4, в которой по меньшей мере один резонансный датчик (41/43) и второй резонансный датчик (41/43) разделены линией передачи (15/17) или сетевым фильтром (39).
8. Система по п. 7, в которой отраженная часть падающей энергии включает в себя энергию обратной передачи.
9. Система по п. 1, содержащая также пассивный датчик температуры (35), соединенный с анализатором (23) цепи линией (15/17) передачи.
10. Система по п. 7, содержащая также развязывающий контур, расположенный между пассивным температурным датчиком (35) и по меньшей мере одним резонансным датчиком (41/43).
11. Система по п. 1, в которой колебательный сигнал представляет собой синусоидальный низкочастотный сигнал или синусоидальный сигнал более высокой частоты, сформированный генератором сигналов.
12. Система по п. 1, в которой по меньшей мере один резонансный датчик (41/43) представляет собой кварцевый датчик (41) давления или кварцевый датчик (35/43) температуры.
13. Способ контроля давления, температуры и/или вибрации, согласно которому:
подают падающую энергию в форме колебательного сигнала по линии (15/17) передачи, соединенной по меньшей мере с одним резонансным датчиком (41/43), расположенным в скважине, и обеспечивают качание частоты колебательного сигнала от одной опорной частоты до другой опорной частоты по меньшей мере на одном резонансном датчике (41/43) с ожидаемым собственным резонансом по меньшей мере одного резонансного датчика (41/43) между двумя опорными частотами;
одновременно принимают отраженную часть падающей энергии от указанного по меньшей мере одного резонансного датчика (41/43), идущую обратно по линии (15/17) передачи;
измеряют фазу и амплитуду принятой отраженной части падающей энергии; и
определяют изменение в полученной отраженной части падающей энергии по качающимся частотам;
причем этапы подачи, приема, измерения и определения выполняют анализатором (23) цепи, содержащим генератор (25) колебательного сигнала и детектор (27) сигналов,
линия (15/17) передачи, соединяющая анализатор (23) цепи с указанным по меньшей мере одним резонансным датчиком (41/43), представляет собой минимум один проводник с заземлением длиной по меньшей мере 100 футов (30,48 м) и выполнена управляемой по импедансу до указанного по меньшей мере одного резонансного датчика.
14. Способ по п. 13, включающий в себя также этап увеличения отраженной части падающей энергии относительного поданной падающей энергии путем согласования импедансной нагрузки (37) системы указанного по меньшей мере одного резонансного датчика (41/43).
15. Способ по п. 13, согласно которому также используют второй резонансный датчик (41/43), для которого анализатор (23) цепи выполняет указанные этапы подачи, приема, измерения и определения.
16. Способ по п. 15, в котором анализатор (23) цепи осуществляет качание частоты одновременно на по меньшей мере одном резонансном датчике (41/43) и втором резонансного датчике (41/43).
17. Способ по п. 15, в которой по меньшей мере один резонансный датчик (41/43) и второй резонансный датчик (41/43) разделены линией (15/17) передачи или сетевым фильтром (49).
18. Способ по п. 17, в котором отраженная часть падающей энергии включает в себя энергию обратной передачи.
19. Способ по п. 13, в котором второй датчик представляет собой пассивный датчик (35) температуры, соединенный с анализатором (23) цепи линией (15/17) передачи.
20. Способ по п. 19, в котором используется также развязывающий контур (49), расположенный между пассивным температурным датчиком и по меньшей мере одним резонансным датчиком (41/43).
21. Способ по п. 13, в котором колебательный сигнал представляет собой синусоидальный низкочастотный сигнал или синусоидальный сигнал более высокой частоты, сформированный генератором (25) сигналов.
22. Способ по п. 13, в котором по меньшей мере один резонансный датчик (41/43) представляет собой кварцевый датчик (41) давления или кварцевый датчик (43) температуры.
Наверх