Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
ДАТЧИКИ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ БУРЕНИЯ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН
Васильев С. И., Лапушова Л. А.,
Ультразвуковые датчики уровня буровой жидкости (радарный уровнемер)
Принцип действия основан на измерении времени распространения звуковой волны от момента излучения звукового импульса до момента приема отраженного сигнала. Скорость звука рассчитывается с учетом температуры воздуха. Датчик выполняет цифровую и логическую фильтрацию измеренного расстояния для уменьшения амплитуды колебаний показаний при наличии волны на поверхности жидкости, а также для исключения ложных колебаний уровня при попадании случайных помех в зону действия.
Устанавливаются датчики этого типа (рис. 73, 74) над изучаемой емкостью перпендикулярно поверхности буровой жидкости, на расстоянии от стенок и преград, превышающих расстояние рассеивания звукового импульса во избежание неконтролируемых отражений.
Рис. 73. Схемы монтажа датчика уровня ультразвукового (на примере уровнемера SiemensTheProbe)
К главным преимуществам ультразвуковых датчиков являются: достаточно простой монтаж (несмотря на жесткие требования к расположению датчиков), отсутствие контакта с изучаемой средой (отсутствие коррозийных процессов), относительно высокая точность.
Главными недостатками являются нестабильная работа в неидеальных температурных условиях, которые вызывают возникновении паров, льда (хаотичные отражения) и чувствительность к волновым эффектам на поверхности, характеристики датчиков приведены в табл. 34.
а б в г
Рис. 74. Датчики уровня ультразвуковые: а – SiemensTheProbe (Siemens, применяются в СГТИ «КАМА», АМТ-121, Geoservices, Weatherford, Shenkai и др.); б – SitransProbeLR (Siemens, в СГТИ СНГС-300, Weatherford); в – ДУУ-340 (ЗАО «ГЭЛС»); г – ProsonicM (Endress + Hauser, в СГТИ GEOLOG)
Таблица 34
Технические характеристики ультразвуковых датчиков уровня
|
Параметры |
The |
Sitrans |
Prosonic M |
ДУУ-340 |
ICS SL |
УЛМ-11А2 |
УЛМ-11(31) |
|
Производитель |
Siemens |
Endress + |
ЗАО «ГЭЛС» |
ООО «Геотек-Прибор» |
ЗАО «Лимако» |
||
|
Диапазон измерений, м |
0–5 |
0,3–20 |
0–8 |
0–6 0–12 |
0,35–6,0 |
0,6–15 |
0,3–30 |
|
Разрешение, м |
0,003 |
0,01 |
0,001 |
– |
0,003 |
0,0001 |
0,001 |
|
Пределы допускаемой основной приведенной погрешности (в н. у.), % от диапазона измерения |
±0,25 |
±0,2 |
±0,25 |
±0,01 |
±0,16 |
±0,05 |
|
|
Пределы допускаемой дополнительной приведенной погрешности, обусловленной отклонением температур во всем рабочем диапазоне температур, % |
– |
±0,003 |
±0,3 |
±0,5 |
– |
– |
– |
|
Ширина измерительного луча, град |
10 |
10 |
– |
– |
– |
22 |
4 |
|
Диапазон рабочих температур для блока электроники, °С |
–40...+60 |
–40...+80 |
–40...+80 |
–50...+85 |
– |
–60...+50 |
–50...+50 |
|
Габаритные размеры датчика, мм |
279×87 |
552×139 |
298×176 |
500×500×150–800×400×200 |
– |
||
|
Вес, кг, не более |
1,7 |
2,0 |
2,6 |
8–10 |
– |
2 |
10 |