Устройство для определения уровня границы раздела сред

 

Изобретение относится к устройствам для контроля положения раздела сред, а именно: воздухнефтепродукты - вода, например , в гидрогеологических скважинах. Оно может найти применение при определении толщины слоя нефтепродуктов, находящихся на поверхности подземной воды. 6 Цель изобретения - получение возможно сти определенияп оЛМсенИя границы рязде ла трех сред с помшцью электрически сигналов. Цель осуществляется с помощью устройства, включающего в себя два элект рода: измерительный 7 и электрод сравнения 6. в качестве компенсационного электрода 14 используется обсадная труба. Электроды 7 и 6 расположены на одном проводе 15, разделены изолятором 5, установленным в корпусе 1, а электрод сравнения 6 опущен в Электропроводную жидкость, находящуюся в патроне 8. Корпус 1 выполнен из двух геометрически разных частей. В верхней находятся воздуховог1. ле коленообразные каналы 2, а к нижней цилиндрической 4 прикреплен изоляционный патрон 8, коаксиально расположенный по отношению к корпусу 1 и установленный с зазором 9, а в нижней части 4 корпуса 1 выполнены отверстия 10, 1 ил. 1 « (Л СП О Ч О

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

532, 1756768 А1 (51)5 G 01 F 23/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ И3ОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 ..:::;: 2 (21) 4812065/10 .. :: Цель изобретейия — получеййе возможно(22) 05,03.90 ...., .. сти определенйя riîrtîéåíü ÿ границы разде- (46) 23.08.92. Бюл, ¹31: "ла трех сред с помощьЮ электрически . (71) Институт "Гидроингео" Проиэводствен- сигналов. Цель осуществляется с помогцью ного объединения "Узбекгидрогеология" устройства, включающего в себя два элект(72) А;Ф.Назаров, Д.Х,Расулов и Г.К.Глазов. — рода: измерительный 7 и электрод сравне(56) Авторское свидетельство СССР .."::: ния 6, в качестве компенсационного № 605190, кл. G 01 F 23/22, 1976. электрода 14 используется обсадная труба, Авторское свидетельство СССР : .:.- Электроды 7 и 6 расйоло>кены на одном

- ¹ 1290078, кл. 6 01 F 23/24, 1985, - проводе 15, разделены изолятором 5, устаАвторское свидетельство СССР: новленным в корпусе 1, а электрод сравнеl¹ 1442S37, кл. G 10 F 23/24, 1982. :. : .:.: йия 6 опущен в электропроводйую (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНЙЯ . - жидкость, находящуюся в патроне 8, Корпус ПОЛОЖЕНИЯ ГРАНИЦЫ РАЗДЕЛА СРЕД 1. выполнен из двух геометрически разных (57) Изобретение относится к устройствам частей. В верхней находятся воздуховод.;-. е

- для контроля положения раздела сред, а коленообразные каналы 2, а к нижней ци- ф именно: воздух — нефтепродукты — вода, на-: линдрической 4 йрикреплен изоляционный пример, в гидрогеологических скважинах.: патрон 8, коаксиально расположенный по Ф .

Оно может найти применение при опреде- - отношению к корпусу 1 и установленный с лениитолщйны слоя нефтепродуктов, нахо-. зазором 9, а.в нижней части 4 корпуса 1 дящихся на поверхности подземной воды. выполнены отверстйя 10;1 ил, ),:: р.,: ... б

1756168

Изобретение относится к устройствам контроля положения границ раздела сред, например, в гидрогеологических скважинах при измерении толщины слоя нефтепродуктов на поверхности подземных вод, Известен двухпредельный сигнализатор уровня электролита, содержащий два электрода, один из которых является анодом, другой катодом по отношению к метал10 лу корпуса. Электроды соединены между собой общим изолированным проводом. В зависимости от того каков уровень электролита срабатывает тот или другой электрод, при этом меняются показания регистриру15 ющего прибора

Этот сигнализатор позволяет выявить изменения положения границы электролитвоздух, но не может быть использован для определения положения границы воздух20

25 нефть.

Известен датчик контроля границы раздела сред. содер>кащий два измерительных и один общий электроды, выполненные соответственно из двух различных материалов с большим градиентом потенциала двойного электрического слоя между ними по отношению к компонентам контролируемой среды, ограниченную изоляционной перфорированной прокладкой обойму, s которую заключены один измерительный электрод, половина поверхности общего, имеется пространство между ними и электрическая измерительная схема. С помощью этого датчика, фиксируется электрический сигнал, возникающий в цейи между электродами и определяется граница раздела

35 сред — капроновой крошки в воде.

Известен также датчик контроля уровня границы раздела вода — нефть, содержащий наполненным водой, изоляторы стержня и стакана и защитный патрон.

Недостатком этого датчика явЛяется невозможность определения положения границы раздела трех сред.

Целью изобретения является расшире45 ние функциональных возможностей за счет определения положения границ раздела трех сред.

Эта цель достигается за счет того, что в устройстве для определения уровня границы раздела сред к индикатору подключены два электрода, один из которых постоянно погружен в электропроводную жидкость, находящуюся в корпусе, который выполнен из изоляционного материала и состоит из двух частей, из которых верхняя снабжена воздуховодными коленообразными каналами, а нижняя, заполненная электропровод50

55 электрод в виде соединенного с измери- 40 тельным прибором стержня со стаканом, . ной жидкостью с размещенными в ней электродом выполнена с отверстиями и охвачена с зазором защитным патроном из изоляционного материала, при этом второй электрод установлен выше первого и соосно с ним через изолятор и выполнен из металла, отличающегося электрическим потенциалом по отношению к злектропроводной жидкости в корпусе от металла первого электрода, а верхняя кромка защитного патрона расположена ниже нижней кромки второго электрода, На чертеже представлено предлагаемое устройство.

Устройство содержит корпус 1 из изоляционного материала с воздуховодными коленообразными каналами 2 в верхней его части и полостью 3, образованной нижней частью 4 корпуса 1. В последнем размещены два электрода, разделенные изолятором

5, один из которых является электродом 6 сравнения, другой измерительный электрод 7. Оба электрода выполнены из различных металлов, отличающихся между собой электрическим потенциалом, по отношению к электропроводной жидкости в корпусе 1.

Корпус 1 своей нижней частью коаксиально и жестко укреплен внутри защитного патрона 8, изготовленного из изоляционного матерйала и установленного с зазором 9;

Верхняя кромка защитного патрона 8 расположена ниже нижней кромки электрода 6 сравнения, Защитный патрон 8 заполняется электропроводной жидкостью, которая посредством отверстий 10 проникает в корпус

1 таким образом, что электрод сравнения оказывается, опущенным в нее постоянно, Кроме того, показаны слой йефти 11, вода

12, находящихся в скважине, обсадная металлическая труба 13, выполняющая функцию компенсирующего электрода 14, которая с помощью электрических измерительных проводов 15 соединяется с потенциометром 16 и индикатором 17, Устройство работает следующим образом.

В начальный момент прохождения границы Б воздух - нефтепродукты, уровень жидкости А внутри устройства такой же, какой установился на поверхности после заправки, В процессе спуска верхняя кромка защитного патрона постепенно погружается в слой нефтепродуктов, которые начинают поступать в зазор 9, вытесняя часть электропроводной жидкости из зазора 9 в полость 3 корпуса 1. В результате уровень жидкости в полости поднимется, сравнивается с уровнем нефтяного слоя, обозначенного линией Б. В момент, когда при погружении устройства измерительный

1756768 эти показания могут изменяться в противоположную сторону. Изменения потенциала, зафиксированное индикатором 17 на определенной длине мерных проводов 15, укажет положение второй границы раздела сред нефтепродукты - вода. В этот момент границы Г уже не существует; так как нефтепродуктй 11, имеющие меньшую плотность, вытеснены из зазора 9 подземной водой 12.

Так работает устройство при спуске в режиме замыкания электрических цепей

При подьеме устройство будет работать в режиме разрыва электрических цепей.

Формула изобретения

Устройство для определения положения границы раздела сред, содержащее подключенные к индикатору два электрода, один из которых постоянно погружен в электропроводную жидкость, находящуюся расширения функциональных возможностей путем определения положения границ раздела трех сред, в нем корпус выполнен из изоляционного материала, состоящим из двух частей, одна иэ которых; — верхняя,— снабжена воздуховодными коленобразными каналами, а нижняя, заполненная электропроводной жидкостью с размещенным в ней электродом, выполнена с отверстиями и обхвачена с зазором защитным патроном из изоляционного материала, при этом второй

30 электрод установлен выше первого и соосно с ним через изолятор и выполнен из метал35 ла, отличающегося электродным потенциалом по отношению к электропроводной жидкости в корпусе m металла первого электрода, а верхняя кромка защитного патрона расположена ниже нижней кромки второго электрода.

Составитель Л, Захидова

Техред M,Moðãåìòàë Корректор А. Долинич

Редактор М. Бланар

Заказ 3083 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 электрод 7 достигнет уровня Б, оба электрода 7 и 6 окажутся погруженными в электропроводную жидкость, благодаря чему электрическая цепь замкнется, и по цепи пойдет ток, который будет зафиксирован по возникновению ЭДС индикатором 17. Положение границы двух сред воздух- нефтепродукты определяется с помощью мерных электрических проводов 15 в момент появления показаний на индикаторе 17. Уровень жидкости в корпусе 1 будет находиться на одной отметке с уровнем нефтепродуктов Б, а в зазоре 9 между корпусом и защитным патроном в этот момент будет сформирована граница раздела сред Г между нефтепродуктами и электропроводной жидкостью защитного патрона 8.

В процессе дальнейшего погружения устройства уровень жидкости в корпусе 1 будет подниматься, вытесняя воздух через воздуховодные коленообразные каналы 2 до тех пор, пока боковые ответвления воэдуховодных каналов не окажутся под поверхностью жидкостй. Оставшийся в верхней части воздуховодных каналов воздух сжимается и препятствует дальнейшему проникновению жидкости во внутрь, образуя при этом в воздуховодных каналах уровень

Д. При достижении верхней кромки защит ного патрона 8 поверхности раздела сред В нефтепродукты - вода, в момент, когда изо- ляционный защитный патрон 8 погрузится ниже уровня В электрод 6 сравнения через воду образует уже другую электрическую цепь через воду с компенсационным электродом, в качестве которого служит металлическая обсадная труба 14. При этом показания индикатора должны измениться при соответствующем подборе пар металлов по отношению к электроду сравнения, 20 в корпусе, изолятор, защитный патрон, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью