ДАТЧИК УРОВНЯ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Техническое решение относится к акустическим методам измерения и контроля и предназначено для определения уровня жидкости в скважинах, в том числе нефтедобывающих.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известен эхолот для измерения уровня жидкости в скважине (RU 2282718 от 21.02.2005 г., МПК Е21В 47/04, патентообладатель ООО "Лозна"). Эхолот содержит присоединяемый к устьевому ниппелю обсадной трубы с помощью переходной муфты корпус, генератор акустических импульсов, устройство для приема акустических импульсов в виде пьезоэлектрического микрофона, датчик давления и блок управления. Генератор акустических импульсов выполнен в виде пьезоэлемента, снабженного усилителем импульса в виде диффузора и электрически связанного с генератором электрических импульсов. Блок управления снабжен процессором с наперед заданной программой для автоматической корректировки результатов измерения с зачетом скорости распространения акустического импульса от давления и состава газовой среды в затрубье. Провода от датчика давления и пьезоэлектрического микрофона подведены к генератору электрических импульсов и подсоединены к клеммнику многожильного кабеля, идущего из блока управления к упомянутому генератору импульсов. В качестве датчика давления возможно использование датчика МИДА. Пьезоэлектрический микрофон может быть установлен перед диффузором, максимально близко к переходной муфте. Возможно размещение эхолота в быстро разборном кожухе с откидной крышкой, закрываемой под замок.
Недостатком вышеописанного эхолота для измерения уровня жидкости в скважине является неудобство использования при измерении уровня, в частности из-за размещения органов управления непосредственно на эхолоте и отсутствия дистанционного беспроводного управления.
В качестве наиболее близкого аналога заявленной полезной модели можно указать устройство для измерения уровня жидкости в скважине (RU 13391 от 28.10.1999 г, МПК Е21В 47/04, патентообладатель ООО Томское научно-производственное и внедренческое общество "СИАМ") содержащее цилиндрический корпус, с одного торца которого расположена резьбовая муфта для соединения с арматурой скважины, а с другого - излучатель акустического сигнала, преобразователь отраженного акустического сигнала в электрический, отличающееся тем, что в корпусе на выполненном напротив излучателя основании со сквозными функциональными отверстиями размещены преобразователь отраженного акустического сигнала в электрический и дополнительно введенные датчик давления, блок измерения, выполненный в виде ориентированных вдоль оси корпуса печатных узлов с функциональными элементами, аккумулятор для автономной работы устройства, а также дополнительно введенные охватывающий корпус с возможностью вращения, цилиндрический кожух и установленный на нем блок ввода-вывода с индикацией, который соединен с блоком измерения посредством гибкого кабеля и разъемного контактного узла, одна часть которого соединена с блоком ввода-вывода, а другая - ответная часть пропущена с возможностью перемещения в выполненном в корпусе пазе.
Недостатком вышеописанного устройства для измерения уровня жидкости в скважине является неудобство использования, повышенная сложность устройства и низкая надежность, в частности из-за размещения органов управления и индикации непосредственно на устройстве и отсутствия дистанционного беспроводного управления.
Задачей технического решения является создание более простого датчика уровня жидкости в скважине, обеспечивающего удобство использования, за счет введения в конструкцию беспроводного управления.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Технический результат вышеприведенной задачи достигается за счет создания датчика уровня жидкости в скважине, состоящего из корпуса, с одного торца которого расположена муфта и преобразователь отраженного акустического сигнала в электрический, а с другого генератор акустического сигнала и отличающийся тем, что в датчике уровня размещен контроллер, со встроенным радиоканалом обеспечивает измерение и сохранение в энергонезависимой памяти электрических сигналов от преобразователя давления и преобразавателя акустического сигналов, а также передачу записанных данных через встроенный радиоканал, находящийся в контроллере, где последний расположен в кожухе, NFC-метка предназначена для установки связи с датчиком посредством интерефейса NFC.
Указанный признак позволяет осуществить автоматическое установление беспроводного управления с помощью интерфейса NFC.
Согласно техническому развитию в датчике уровне, контроллер с радиоканалом размещен внутри кожуха.
Указанный признак позволяет осуществить автоматическое установление беспроводного управления с помощью интерфейса NFC.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг. 1 - показан общий вид датчика уровня.
На фиг. 2 и 3 - показаны общие вид датчика уровня со снятым кожухом 5.
На фиг. 4 - показан вид сзади.
На фиг. 5 - показан вид снизу.
поз. 1 - датчик уровня;
поз. 2 - муфта:
поз. 3 - основание корпуса;
поз. 4 - разъем для зарядки встроенного аккумулятора:
поз. 5 - кожух, выполненный из радиопрозрачного материала (на фиг. 2, 3 - отсутствует):
поз. 6 - крышка кожуха 5;
поз. 7 - прижимная гайка, удерживающую крышку кожуха 6;
поз. 8 - генератор акустического сигнала;
поз. 9 - две ручки П-образной формы;
поз. 10 - лицевая панель, находящаяся на кожухе 3;
поз. 11 - окошки на лицевой панели 7;
поз. 12 - маркировочная панель (шильдик);
поз. 13 - преобразователь акустических сигналов;
поз. 14 - рабочее сквозное отверстие;
поз. 15 - отверстие преобразователя давления;
поз. 16 - аккумулятор;
поз. 17 - преобразователь давления;
поз. 18 - контроллер, со встроенным радиоканалом;
поз. 19 - модуль индикации и NFC-метка.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ
На всех фиг. 1-5 - показан общий вид датчика уровня. При этом датчик уровня (1), предназначен для измерения уровня жидкости преимущественно в нефтедобывающих скважинах. В состав датчика уровня входит муфта (2), обеспечивающая соединение основания корпуса (3) с устьевой арматурой скважины.
Между основанием корпуса (3), и крышкой кожуха (6), находиться кожух (5), выполненный из радиопрозрачного материала и закрывающий электронные компоненты, такие как контроллер (18), аккумулятор (16), преобразователь давления (17), модуль индикации и NFC-метку (19).
При этом аккумулятор (16) обеспечивает непрерывную работу датчика уровня (1).
Датчик давления (17) обеспечивает преобразование давления в затрубном пространстве скважины в электрический сигнал.
Контроллер (18), со встроенным радиоканалом обеспечивает измерение и сохранение в энергонезависимой памяти электрических сигналов от преобразователя давления и преобразователя акустических сигналов, а также передачу записанных данных через встроенный радиоканал, находящийся в контроллере (18), где последний расположен в кожухе (5).
Модуль индикации и NFC-метка (19) предназначен для индикации работы датчика уровня (1) и процесса заряда аккумулятора (16), а также для установки связи с датчиком посредством интерфейса NFC (19).
Информация о работе контроллера (18) и процессе заряда аккумулятора (16) отображается с помощью светодиодных индикаторов через окошки (11), находящиеся на лицевой панели (10). Окошки (11), выполнены из прозрачного материала.
На кожухе (5) с противоположной от лицевой панели (10) стороны расположена маркировочная табличка (шильдик) (12) для нанесения наименования прибора, серийного номера и другой информации.
Сверху крышки кожуха (6) находиться прижимная гайка (7), которая удерживает крышку кожуха (6) и кожух (5).
Генератор акустического сигнала (8) обеспечивает создание акустического сигнала за счет кратковременного выпуска газа из затрубного пространства скважины.
На муфте (2) датчика уровня (1) находятся две ручки П-образной формы, расположенные соосно по отношению друг другу и обеспечивающие удобство накручивания датчика уровня (1) на устьевую арматуру скважины.
При этом с торца муфты (2) на основании корпуса (3) расположены:
преобразователь акустических сигналов (13), обеспечивающий преобразование акустического сигнала в электрический;
- рабочее сквозное отверстие (14), ведущее к механическому клапану (8), что обеспечивает прохождение газа при открытии клапана (8);
- отверстие (15), ведущее к преобразователю давления (17), что обеспечивает измерение давления внутри полости муфты (2) с помощью преобразователя давления (17).
Работа заявляемого технического решения, для проведения измерения уровня жидкости в скважине, в том числе и нефтегазовой, заключается в следующем:
датчик уровня (1) накручивается на устьевую арматуру скважины.
При поднесении мобильного устройства (смартфона или другого устройства, имеющего NFC-интерфейс) к датчику уровня (3), датчик из режима низкого энергопотребления переходит в рабочий режим, мобильное устройство считывает NFC-метку датчика (19) и устанавливает связь с датчиком по радиоканалу, находящемуся в контроллере (18). Оператор с помощью мобильного приложения может получить текущие данные, а также производить управление датчиком уровня (1) по беспроводному каналу связи.
Заявляемое техническое решение, обеспечивает удобство использования, во время работы датчика уровня за счет введения в конструкцию беспроводного управления, что позволяет осуществлять контроль и управление дистанционно.