CN2856414Y - 动态监测地热井下水位测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及到在地热资源开发与利用工程中地下动静水位的测量技术，可用于任何温度、深度的地热井下水位监测。测量装置由压力传感器、充气控制装置、气体流量计、氮气瓶及充气管道串接而成。充气管道中充入氮气，管道有一部分浸没于地热井中。排气控制装置并联接于充气控制装置，控制台并联于压力传感器与充气控制装置和排气控制装置之间的管路中，通过充气管道中氮气的压力来确定地热井水位的高度。本实用新型的特点是结构简单，测量及控制仪器安装在地面上，对设备耐温、耐腐蚀及密封要求较低，安装及维护方便，并实现自动控制。

Description

动态监测地热井下水位测量装置

                              技术领域

本实用新型属于地热资源开发与利用工程，具体涉及到地热井动、静水位测量技术。

                              背景技术

目前，地热资源开发利用已形成了一个较为成熟的产业。地热利用是一项重要的节能技术，是解决能源紧张问题的有效举措之一。但在地热工程中，地下水位的测量主要采用人工式传统测量方法，即采用一直径约8毫米的铁制探头，探头由导线连接，沿测井管下探直到与水位接触，导线另一端与电流表相接，当电流表接通时，表示探头已接触到水面；再通过直接测量导线长度得出地下水位的深度。该方法操作简单，可靠，但需要耗费人力，由于人为因素，测量精度较低。另外，也可以在井下固定压力传感器，将信号自动传递到地面接收仪器。该方法不需要人工测试，精度较高，但对于长期放置在地热井下，对探头的耐温、耐腐蚀、密封、抗磁场干扰等要求很高，价格昂贵，且目前国内产品还不能满足要求。此外，测试探头长期处于恶劣的环境中，时间长了也难免有所损坏，由于探头需要放置在井下，仪器检修时受到***运行的限制，尤其是在冬季供暖期，停泵检修几乎不可能，给维修带来了很大的困难。

                              发明内容

为了解决上述传统水位测量技术的不足之处，本实用新型的目的是采用充气式压力测试方法提出一种适用于不同温度的地热井水位测量装置。

以下结合附图对本实用新型的内容进行说明。动态监测地热井下水位测量装置主要由压力传感器1，充气控制装置2，排气控制装置3，气体计量装置4，控制台5，氮气瓶6、充气管道7。测量装置由压力传感器1、充气控制装置2、气体流量计4、氮气瓶6及充气管道7串接而成。充气管道7有一部分浸没于地热井中。排气控制装置3并联接于充气控制装置2，控制台5并联于压力传感器1与充气控制装置2和排气控制装置3之间的管路中。测量时充气管道7中充入氮气，通过充气管道7中氮气的压力来确定地热井水位的高度。充气控制装置2和排气控制装置3均采用常闭电磁阀。压力传感器1安装在井口充气管道处，主要是测量井下部分的压力并将信号传送到控制台5。由于水位变化相对缓慢，为了节省氮气，在保证测试准确的情况下，数据的采集间隔可以人为确定，由压力传感器2控制充气测量的时间。排气控制装置3是用来排放由于氮气充入管道7后在井下液面上方空间残留的气体。排气控制装置3直接安装在井口上方。气体流量计4用来监测氮气的流量，由于井下测试过程无法看见，可以通过气体流量计4调节合适的气量值。控制台5在接收压力传感器1发送的模拟信号后，将其转换成数字信号控制充气控制装置2和排气控制装置3的开启和关闭，最后将处理后的数据显示、保存及上传。

                              附图说明

附图为本实用新型的各装置的***图。

                             具体实施方式

本实用新型是通过测量压力来间接测量地下水位的，测试原理如附图所示。本实施例而言：压力传感器垂直安装在井口充气管道7中，测试压力范围0.2Mpa；充气及排气控制装置采用普通常闭式电磁阀；气体流量计采用LWQ-XA气体涡轮流量计；控制台采用DRJC-1型专用监测仪；充气管道7安装在地热井动水位(地热井处于采水工作状态时的水位)以下不小于5米处，具体安装位置见说明书附图。由于本实用新型主要解决人工测量所带来的各种问题，因此测量开始时由控制台5首先控制充气控制装置2和排气控制装置3自动打开充气阀门。氮气瓶6出口装有调压阀8。氮气通过充气控制装置2进入充气管道7，随着氮气的不断充入，管道7中的压力逐渐增加。由于管道7有一部分浸没于地热井水中，所以管道中与井内水位处于同一平面的水被气体压出。当充气的压力刚好使浸没于地热井中那段管道的水全部被压至管道出口时，氮气将充满整个管道7，此时通过压力传感器1将信号传送给控制台5以维持管道7内的压力保持不变，同时气体将沿管口不断释放，排出的气泡涌出水面。排气控制装置3处于开启状态，从地热水涌出的氮气会及时地排放到空气中，从而保持一个平衡稳定的压力。压力传感器1采集的数值即是浸没于液面中管道内氮气高度的压差，根据管道7在静水位(地热井处于静止状态时的水位)以下浸没的长度，即可计算出井下水位的确切位置。压力传感器1传送给控制台5的“稳定信号”后，控制台5关闭充气控制装置2和排气控制装置3，停止氮气的充入。

本实用新型的特点是：由于不需要在井下安装测试探头，可有效地解决由于地热水温度高、腐蚀性强、探头密封不严所造成测试探头易损坏的问题。该测试***可以自动控制，关键测量装置均在地面以上，避免了井下各部件需耐温耐腐蚀等要求，同时维护方便、易安装，可较为准确地测量井下水位的位置。

Claims (3)

1.动态监测地热井下水位测量装置，具有压力传感器(1)、气体流量计(4)、氮气瓶(6)，其特征是所述测量装置由压力传感器(1)、充气控制装置(2)、气体流量计(4)、氮气瓶(6)及充气管道(7)串接而成，充气管道(7)中充入氮气，所述充气管道(7)有一部分浸没于地热井中，排气控制装置(3)并联接于充气控制装置(2)，控制台(5)并联于压力传感器(1)与充气控制装置(2)和排气控制装置(3)之间的管路中，通过充气管道(7)中气体压差来确定地热井水位的高度。

2.按照权利要求1所述的动态监测地热井下水位测量装置，其特征是所述充气控制装置(2)和排气控制装置(3)均采用常闭电磁阀。

3.按照权利要求1或2所述的动态监测地热井下水位测量装置，其特征是所述氮气瓶(6)出口装有调压阀(8)。

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