Скважинный уровнемер

(51)7 21 47/04 КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ(72) Мендебаев Токтамыс Нусипхулович Попов Виктор Борисович Городецкий Иосиф Маркович(56) Техническое описание и инструкция по эксплуатации еП 2.206.007 ТО на изделие Преобразователь уровня ИНГУЛЕЦ, 1983(57) Полезная модель относится к технике обслуживания водонаполненных буровых скважин, в частности, для оперативного измерения уровня жидкости в них. Задачей полезной модели является повышение возможной точности измерений путем использования удлинительного кабеля. Техническим результатом полезной модели является повышение точности измерений. Это достигается тем, что в скважинном уровнемере, содержащем коаксиальную измерительную линию, покрытую диэлектриком металлический наконечник, блок нормирования и измерительное устройство, коаксиальная измерительная линия нижним концом центрального провода соединена с металлическим наконечником, верхним концом - с общей шиной блока нормирования, а вход блока нормирования соединн с экраном коаксиальной измерительной линии, согласно изобретению, уровнемер снабжн удлинительным кабелем, нижний конец которого соединн с выходом, шиной питания и общей шиной блока нормирования, а верхний - с входом, шиной питания и общей шиной измерительного устройства. 220 Полезная модель относится к технике обслуживания водонаполненных буровых скважин, в частности, для оперативного измерения уровня жидкости в них. Известен мкостный уровнемер (Бобровников Г.Н., Катков А.Г. Методы измерения уровня. М. Машиностроение. 167 с.), в котором датчиком служат обкладки электрического конденсатора, между ними находится рабочая жидкость. Для исключения электрического контакта с жидкостью обкладки покрыты изолятором, причем, обкладки выполнены в форме соосных цилиндров, а направление изменения уровня жидкости совпадает с направлением их оси. Вследствие различной диэлектрической проницаемости рабочей жидкости и находящегося над ней газа, при изменении е уровня в кольцевом зазоре конденсатора, изменяется его эквивалентная мкость, которую измеряют для перевода в соответствующие ей значения глубины путем использования градуировочной зависимости мкости от глубины. Недостатком этого уровнемера является неточность измерений в результате сложности обеспечения стабильности параметров датчика с размерами по оси, значительно превышающими диаметр, что необходимо при измерениях в скважинах. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является преобразователь уровня (Преобразователь уровня Ингулец,техническое описание и инструкция по эксплуатации еП 2.206007 ТО. Утверж. рук. предпр. П/Я В 8664, 01.11.1983), в котором датчиком служит коаксиальная измерительная линия, покрытая диэлектриком для изоляции от скважинной жидкости,нижним концом центрального провода линия соединена с металлическим наконечником, служащим и для гидроизоляции экранного провода линии, являющегося сигнальным. На устье скважины размещн блок нормирования, служащий для преобразования уровня жидкости в скважине в эквивалентный ему параметр электрического сигнала, при этом вход блока нормирования соединн с экраном коаксиальной измерительной линии, а общая шина - с е центральным проводом. Блок нормирования имеет раздельные шину питания и выходную сигнальную шину, причем его выходная сигнальная шина соединена с входом измерительного устройства, а шина питания соединена с шиной питания последнего. Недостатком этого уровнемера является низкая точность измерений, обусловленная неполнотой использования метрологических возможностей уровнемера при глубоком уровне жидкости в скважине. В практике геофизических наблюдений нередки случаи, когда средний уровень воды в скважине измеряется десятками и даже сотнями метров, а диапазон его изменения, который необходимо отслеживать, составляет доли метра. Поскольку абсолютная погрешность измерения глубины определяется в первую очередь длиной измерительной линии, для уменьшения погрешности необходимо уменьшение этой длины и согласование интервала е установки с диапазоном изменения уровня. 2 Задачей полезной модели является повышение возможной точности измерений путем использования удлинительного кабеля. Техническим результатом полезной модели является повышение точности измерений. Это достигается тем, что в скважинном уровнемере, содержащем коаксиальную измерительную линию, покрытую диэлектриком металлический наконечник, блок нормирования и измерительное устройство, коаксиальная измерительная линия нижним концом центрального провода соединена с металлическим наконечником, верхним концом - с общей шиной блока нормирования, а вход блока нормирования соединн с экраном коаксиальной измерительной линии, согласно изобретению, уровнемер снабжен удлинительным кабелем, нижний конец которого соединн с выходом, шиной питания и общей шиной блока нормирования, а верхний - с входом, шиной питания и общей шиной измерительного устройства. Использование удлинительного кабеля позволяет такое размещение измерительной линии в скважине,при котором уровень жидкости находится внутри е интервала. При этом длина измерительной линии выбирается больше, чем максимальный диапазон изменения уровня. В случае выхода уровня жидкости за пределы измерительной линии, длина удлинительного кабеля изменяется, а в показания уровнемера вводится соответствующая поправка. Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором показан общий вид скважинного уровнемера. Скважинный уровнемер содержит коаксиальную измерительную линию 1, покрытую диэлектриком 2 для изоляции скважинной жидкости, центральную жилу 3 и экран 4. Нижний конец центральной жилы 3 электрически соединн с металлическим наконечником 5, выполняющим функцию гидроизоляции экрана 4 от скважинной жидкости. Блок нормирования 6 своим входом 7 соединн с экраном 4 коаксиальной измерительной линии 1, а его общая шина 8 соединена с центральной жилой 3, коаксиальной измерительной линии 1. Измерительное устройство 9 соединено с блоком нормирования 6 посредством удлинительного кабеля 10, причм вход 11 измерительного устройства 9 соединн с выходом 12 блока нормирования 6. Отдельными проводными линиями кабеля соединены общие шины 13 и 8, а также шины питания 14 и 15. Блок нормирования 6 размещен в скважине выше уровня жидкости, а измерительное устройство 9 - на поверхности, на устье скважины или на некотором удалении от него. Уровнемер работает следующим образом. Уровнемер размещают в скважине так, чтобы уровень жидкости находился между наконечником 5 и верхним концом коаксиальной измерительной линии 1, это достигается подбором величины интервала удлинительного кабеля 10, погружнного в скважину. При этом блок нормирования 6 находится в воздушной среде и не соприкасается с жидкостью. Измерительное устройство 9 может размещаться как непосредственно на устье скважины, так 220 и на некотором удалении от не, что бывает необходимым при организации разветвлнных сетей скважинных наблюдений с централизованным пунктом сбора данных. Источник питания электрических цепей уровнемера размещен в измерительном устройстве 9, питание блока нормирования 6 осуществляется через жилы удлинительного кабеля 10 шины питания 14, 15. Эквивалентная мкость коаксиальной измерительной линии 1 однозначно связана со степенью е погружения в жидкость. Функцию преобразования мкости в эквивалентный ей параметр электрического сигнала выполняет блок нормирования 6, а измерительное устройство 9 обеспечивает оценку величины этого параметра. Использованием известных заранее градуировочных характеристик уровнемера производится перевод показаний измерительного устройства 9 в глубину погружения коаксиальной измерительной линии 1, при этом длина погружнной части удлинительного кабеля 10 вводится как поправка по глубине. В результате определяется текущее значение уровня жидкости относительно устья скважины. При необходимости, в результат вводятся дополнительные глубинные поправки, например, для определения абсолютного превышения отметки уровня жидкости над уровнем океана. Снабжение скважинного уровнемера удлинительным кабелем позволяет снизить относительную погрешность измерения глубины пропорционально отношению его длины к длине коаксиальной измерительной линии. При испытаниях опытных образцов уровнемера с частотной формой передачи данных подтверждена возможность достижения погрешности измерения в 1 при длине коаксиальной измерительной линии в пределах от 2 до 50 метров. Дальность передачи данных по удлинительному кабелю - не менее 500 метров. ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ Скважинный уровнемер, содержащий коаксиальную измерительную линию, покрытую диэлектриком, металлический наконечник, блок нормирования и измерительное устройство, коаксиальная измерительная линия, нижним концом центрального провода соединена с металлическим наконечником,верхним концом - с общей шиной блока нормирования, а вход блока нормирования соединн с экраном коаксиальной измерительной линии, отличающийся тем, что уровнемер снабжен удлинительным кабелем, нижний конец которого соединн с выходом,шиной питания и общей шиной блока нормирования, а верхний - с входом, шиной питания и общей шиной измерительного устройства.