RU2095564C1

RU2095564C1 - Method and device for determining level of liquid in well

Info

Publication number: RU2095564C1
Application number: RU94031253A
Authority: RU
Inventors: П.Л. Якушкин
Original assignee: Томское акционерное общество закрытого типа "Измерение"
Priority date: 1994-08-25
Filing date: 1994-08-25
Publication date: 1997-11-10
Also published as: RU94031253A

Abstract

FIELD: oil production industry. SUBSTANCE: this relates to control of liquid level in wells by acoustic method and can be used for measuring static and dynamic levels in oil wells. Method implies generation of acoustic pulse at well head, conversion of reflected acoustic signals into electric, their amplification, filtration, determining square root of signal amplitude, recording of obtained signal by self-recording instrument. Liquid level in well is determined by multiplying time of passing sound from well head to liquid level as measured according to acoustic signal chart by sound speed value as taken from tabulated data depending on pressure and properties of gas in annular space, and dividing this product by two. Method is realized by device having generator of acoustic pulses, pointer-type pressure gauge and in series connected acoustic converter, amplifier, filter, square root determining unit, and self-recording instrument. EFFECT: high efficiency. 2 cl, 1 tbl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к контролю уровня жидкости в скважинах акустическим методом и может быть использовано при измерении статического и динамического уровня в нефтяных скважинах. The invention relates to the control of liquid levels in wells by the acoustic method and can be used to measure static and dynamic levels in oil wells.

Известен способ определения уровня жидкости в скважине [1] включающий калибровку скорости лентопротяжного механизма (ЛПМ) самопишущего прибора записью на термобумаге образцовых меток времени, генерацию акустического импульса на устье скважины, преобразование отраженных акустических сигналов в электрические, усиление, фильтрацию и запись их на самопишущем приборе, определение по образцовым меткам времени фактической скорости движения ЛПМ - К, мм/с, измерение на графике акустического сигнала расстояния между зондирующим и отраженным сигналами L, мм, измерение по стрелочному манометру давления газа в затрубном пространстве, определение скорости звука по таблице зависимости скорости звука от давления V, м/с, и затем вычисление уровня жидкости по формуле U L•V/2K, м. A known method of determining the liquid level in a well [1] comprising calibrating the speed of a tape drive (VLM) of a recording device by recording standard time stamps on thermal paper, generating an acoustic pulse at the wellhead, converting reflected acoustic signals into electrical ones, amplifying, filtering and recording them on a recording device , determination by actual time stamps of the actual velocity of the CVL - K movement, mm / s, measurement on the graph of the acoustic signal of the distance between the probing and reflected systems Ln, mm, measurement with a turn gauge of gas pressure in the annulus, determination of the speed of sound according to the table of the dependence of sound speed on pressure V, m / s, and then the calculation of the liquid level by the formula U L • V / 2K, m.

Известна система регистрации уровня жидкости для механизированного фонда скважин [1] содержащая последовательно соединенные акустический преобразователь, активный фильтр низких частот, фильтр постоянной составляющей, электрокардиограф, кварцевый калибратор скорости движения лентопротяжного механизма. Кроме того, система содержит конструктивно связанные с акустическим преобразователем генератор акустических импульсов и стрелочный манометр. A known system for registering a liquid level for a mechanized well stock [1] comprising a series-connected acoustic transducer, an active low-pass filter, a constant component filter, an electrocardiograph, a quartz calibrator of the speed of the tape drive mechanism. In addition, the system comprises an acoustic pulse generator and an arrow gauge structurally coupled to the acoustic transducer.

Недостатком известных способов и системы регистрации уровня жидкости является низкая информативность графика акустического сигнала, получаемого на электрокардиографе. Невозможно сравнить между собой эхограммы, полученные с разных скважин по уровню шумового фона скважины и коэффициенту затухания акустического сигнала. Кроме того, для каждой скважины оператору необходимо опытным путем подбирать усиление в вертикальном тракте отклонения пера электрокардиографа. A disadvantage of the known methods and systems for registering a liquid level is the low informativeness of the graph of the acoustic signal received on an electrocardiograph. It is impossible to compare the sonograms obtained from different wells by the level of the noise background of the well and the attenuation coefficient of the acoustic signal. In addition, for each well, the operator must experimentally select the gain in the vertical path of the deviation of the pen of the electrocardiograph.

Известен также способ генерации данных, определяющих уровень жидкости в скважине [2] включающий инициацию акустического импульса на устье скважины; непрерывное отслеживание давления в скважине рядом с устьем для индикации отражений акустического импульса, производимых изменениями в площади поперечного сечения скважины; периодическую выборку электрического сигнала; запоминание каждой выборки в запоминающем устройстве; обработку запоминаемых выборок для получения оценки скорости акустического импульса; использование оценки скорости для вычисления глубины скважины, с которой отражен выбранный импульс; запись запоминаемых выборок на графике. There is also known a method of generating data that determines the level of fluid in the well [2] comprising initiating an acoustic pulse at the wellhead; continuous monitoring of pressure in the well near the wellhead to indicate reflections of the acoustic impulse produced by changes in the cross-sectional area of the well; periodic sampling of an electrical signal; storing each sample in a storage device; processing stored samples to obtain an estimate of the speed of the acoustic pulse; using a velocity estimate to calculate the depth of the well at which the selected pulse is reflected; record memorized samples on a graph.

Известно устройство для определения уровня жидкости в скважине [2] которое содержит последовательно соединенные акустический преобразователь, предварительный усилитель, многопортовый мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь, микропроцессорный контроллер, печатающее устройство, цифро-буквенный дисплей. Кроме того, устройство содержит конструктивно связанный с акустическим преобразователем генератор акустических импульсов. A device for determining the level of fluid in a well [2] which contains a series-connected acoustic transducer, preamplifier, multiport multiplexer, analog-to-digital converter, microprocessor controller, printing device, alphanumeric display. In addition, the device comprises an acoustic pulse generator structurally coupled to the acoustic transducer.

Недостатком известных способа и устройства является низкая информативность графика акустического сигнала, получаемого на печатающем устройстве. Кроме того, неэффективно используется бумага. Так, для печати одного графика акустического сигнала для относительно глубоких скважин требуется бумажная лента шириной 20 см и длиной 1,5 м. Акустический сигнал записывается в оперативно-запоминающее устройство (ОЗУ) без сжатия динамического диапазона, что требует большой емкости ОЗУ. A disadvantage of the known method and device is the low information content of the graph of the acoustic signal received on the printing device. In addition, paper is used inefficiently. So, to print a single graph of the acoustic signal for relatively deep wells, a paper tape 20 cm wide and 1.5 m long is required. The acoustic signal is recorded in the random access memory (RAM) without compressing the dynamic range, which requires a large RAM capacity.

Известен способ измерения уровня жидкости в скважине [3] выбранный в качестве прототипа, включающий генерацию акустического импульса на устье скважины, преобразование отраженных акустических сигналов в электрические, усиление, фильтрацию и запись их на самопишущем приборе, определение уровня жидкости умножением числа трубных муфт, подсчитанных на графике акустического сигнала от устья до уровня жидкости на среднюю длину насосно-компрессорной трубы (НКТ) или умножением времени прохождения звука от устья скважины до уровня жидкости, измеренного по графику акустического сигнала, на скорость звука, взятую из табличных данных в зависимости от давления и свойств газа и делением этого произведения на два. A known method of measuring the liquid level in a well [3] is selected as a prototype, including generating an acoustic pulse at the wellhead, converting the reflected acoustic signals into electrical ones, amplifying, filtering and recording them on a recording device, determining the liquid level by multiplying the number of pipe couplings calculated on plot of the acoustic signal from the wellhead to the fluid level by the average length of the tubing or tubing or by multiplying the sound propagation time from the wellhead to the fluid level, According to the graph of the acoustic signal, by the speed of sound, taken from the tabular data depending on the pressure and properties of the gas and dividing this product by two.

Известен прибор для измерения уровня жидкости в междутрубном пространстве буровой скважины эхометр [3] выбранный в качестве прототипа, который содержит последовательно соединенные акустический преобразователь, усилитель, фильтр, самописец. Кроме того, эхометр содержит конструктивно связанные с акустическим преобразователем генератор акустических импульсов и стрелочный манометр. A known device for measuring the liquid level in the annular space of a borehole echometer [3] is selected as a prototype, which contains a series-connected acoustic transducer, amplifier, filter, recorder. In addition, the echometer contains structurally associated with the acoustic transducer acoustic pulse generator and dial gauge.

В качестве акустического преобразователя используется микрофон - двухдисковое, чувствительное к давлению устройство. В качестве генератора акустических импульсов используется газовый пистолет, состоящий из камеры с выпускным клапаном. Выпускной клапан быстро открывается, когда курок спущен. Это создает импульс давления. A microphone is used as an acoustic transducer - a two-disk, pressure-sensitive device. A gas gun consisting of a chamber with an exhaust valve is used as an acoustic pulse generator. The exhaust valve opens quickly when the trigger is released. This creates a pressure boost.

Импульс давления подается от устьевого устройства, которое подсоединено к арматуре затрубья на поверхности, и устремляется по газу затрубья вниз, где отражается муфтами, уровнем жидкости и другими преградами. Микрофон в устьевом устройстве преобразует импульс давления в электрический импульс, который усиливается, фильтруется и записывается на полоске бумаги. Полученный график акустического сигнала показывает число муфт на трубах до уровня жидкости. При одинаковой длине труб, составляющих НКТ, уровень жидкости определяют умножая число трубных муфт на среднюю длину трубы. Если длина труб НКТ разная или муфты на графике трудноразличимы, то уровень жидкости может быть определен путем измерения времени прохождения звука от устья до уровня жидкости по графику акустического сигнала и умножения его на скорость звука, зависящую от давления и свойств газа, взятую из табличных данных, и затем деления этого произведения на два. The pressure impulse is supplied from the wellhead device, which is connected to the annular valve on the surface, and rushes down the annular gas, where it is reflected by couplings, liquid level and other obstacles. The microphone in the wellhead device converts the pressure pulse into an electrical pulse, which is amplified, filtered and recorded on a strip of paper. The resulting graph of the acoustic signal shows the number of couplings on the pipes to the liquid level. With the same length of the pipes that make up the tubing, the fluid level is determined by multiplying the number of pipe couplings by the average length of the pipe. If the length of the tubing is different or the couplings on the graph are difficult to distinguish, then the fluid level can be determined by measuring the time it takes for the sound to travel from the mouth to the fluid level from the graph of the acoustic signal and multiplying it by the speed of sound, depending on the pressure and properties of the gas, taken from the table data, and then dividing this work into two.

Перед подачей импульса давления ручкой "чувствительность" увеличивают чувствительность эхометра, пока амплитуда пера не будет равна 3 мм. Положение ручки регулировки чувствительности будет показывать уровень шумового фона в скважине. Причиной шумового фона являются вибрации на поверхности, вибрации от привода насосов, вибрации колонны, утечки газа в соединениях, "пробулькивание" газа из жидкости на забое и другие дестабилизирующие условия. Before applying a pressure pulse with the "sensitivity" knob, increase the sensitivity of the echometer until the pen amplitude is 3 mm. The position of the sensitivity adjustment knob will indicate the background noise level in the well. The reason for the noise background is surface vibrations, vibrations from the pump drive, column vibrations, gas leaks in the joints, “bubbling” of gas from the liquid at the bottom and other destabilizing conditions.

Известные способ и устройство [3] имеют следующие недостатки. При записи графика акустического сигнала изменение его амплитуды может достичь 10 000 раз. Изменение амплитуды пера записывающего устройства визуально различимо до 100 раз. При этом чем меньше сигнал, тем труднее его различить. Происходит неизбежная потеря части информации, особенно на малых сигналах. Кроме того, оператор регулирует чувствительность прибора опытным путем для каждой скважины, непроизводительно используя рабочее время. При малых шумах скважины (т.е. при максимальной чувствительности) первые по времени генерации импульса давления большие акустические сигналы, отраженные от муфт, а также многократные отражения от уровня жидкости и других преград ограничиваются усилителем и поэтому теряется важная информация об амплитуде этих сигналов. The known method and device [3] have the following disadvantages. When recording a graph of an acoustic signal, a change in its amplitude can reach 10,000 times. The change in the amplitude of the pen of the recording device is visually distinguishable up to 100 times. Moreover, the smaller the signal, the more difficult it is to distinguish it. There is an inevitable loss of some information, especially on small signals. In addition, the operator adjusts the sensitivity of the device empirically for each well, unproductively using working time. At low noise of the well (i.e., at maximum sensitivity), the first large acoustic signals reflected from the couplings, as well as multiple reflections from the liquid level and other obstacles, are first limited by the amplifier and therefore important information about the amplitude of these signals is lost.

При расшифровке графика акустического сигнала для определения уровня жидкости оператору важно знать амплитуды: прямого, первого и многократных отражений акустических сигналов от уровня жидкости, так как уровень жидкости определяется по первой амплитуде отраженного акустического сигнала, меньшей или равной амплитуде прямого акустического сигнала. Многократные отражения от уровня жидкости определяются аналогично. По затуханию акустического сигнала (отношение амплитуды отраженного к амплитуде прямого сигнала) можно судить о количестве "пены" скважины, образующейся при вспенивании столба жидкости за счет газа при малых давлениях. When deciphering the graph of the acoustic signal to determine the liquid level, it is important for the operator to know the amplitudes: direct, first and multiple reflections of acoustic signals from the liquid level, since the liquid level is determined by the first amplitude of the reflected acoustic signal, less than or equal to the amplitude of the direct acoustic signal. Multiple reflections from the liquid level are determined similarly. By attenuation of the acoustic signal (the ratio of the amplitude of the reflected signal to the amplitude of the direct signal), one can judge the amount of "foam" of the well formed during foaming of a liquid column due to gas at low pressures.

Графики акустических сигналов для разных скважин получают с разной установкой ручки "чувствительность", и на них шумовой фон скважин приблизительно одинаков или отсутствует. Поэтому невозможно по графикам акустических сигналов сравнивать скважины между собой по уровню шумового фона, что важно для диагностики неисправностей оборудования скважины. Graphs of acoustic signals for different wells are obtained with different settings of the “sensitivity” knob, and the noise background of the wells is approximately the same or absent on them. Therefore, it is impossible to compare the wells with each other according to the graphs of acoustic signals according to the noise level, which is important for diagnosing malfunctions of well equipment.

Задачей изобретения является повышение информативности графика акустического сигнала, стандартизация графиков акустических сигналов для разных скважин по амплитуде сигналов, упрощение процесса определения уровня жидкости за счет исключения операции регулировки чувствительности. The objective of the invention is to increase the information content of the graph of the acoustic signal, standardize the graphs of acoustic signals for different wells by the amplitude of the signals, simplifying the process of determining the liquid level by eliminating the operation of sensitivity adjustment.

Это достигается тем, что в способе определения уровня жидкости в скважине, включающем генерацию акустического импульса на устье скважины, преобразование отраженных акустических сигналов в электрические, их усиление, фильтрацию и запись на самопишущем приборе, определение уровня жидкости умножением времени прохождения звука от устья скважины до уровня жидкости, измеренного по графику акустического сигнала, на скорость звука, взятую из табличных данных в зависимости от давления и свойств газа, и делением этого произведения на два, согласно изобретению, после фильтрации сигнала производится определение корня квадратного амплитуды сигнала, а затем полученный сигнал записывают на самопишущем приборе. This is achieved by the fact that in the method of determining the liquid level in the well, which includes generating an acoustic pulse at the wellhead, converting the reflected acoustic signals into electrical ones, amplifying them, filtering and recording on a recording device, determining the liquid level by multiplying the time it takes for the sound to travel from the wellhead to the level liquid, measured according to the graph of the acoustic signal, by the speed of sound, taken from the tabular data depending on the pressure and properties of the gas, and dividing this product into two, according but the invention after filtration of the signal is determined the square root of the amplitude signal and then the resultant signal is recorded on the recording instruments.

Поставленная задача достигается также тем, что устройство для определения уровня жидкости в скважине, содержащее генератор акустических импульсов, стрелочный манометр и последовательно соединенный акустический преобразователь, усилитель, фильтр, самописец, согласно изобретению, дополнительно снабжено определителем корня квадратного, включенным между фильтром и самопишущим прибором. The task is also achieved by the fact that the device for determining the liquid level in the well, containing an acoustic pulse generator, a dial gauge and a series-connected acoustic transducer, amplifier, filter, recorder, according to the invention, is additionally equipped with a square root determinant connected between the filter and the recording device.

Повышение информативности графика акустического сигнала достигается за счет сжатия динамического диапазона амплитуд акустических сигналов по функциональной зависимости корня квадратного с 10 000 до 100 раз. Выбранная функция обладает свойством непрерывности и свойством уменьшения коэффициента передачи с ростом входной величины. An increase in the information content of the acoustic signal graph is achieved by compressing the dynamic range of amplitudes of acoustic signals according to the functional dependence of the square root from 10,000 to 100 times. The selected function has the property of continuity and the property of reducing the transmission coefficient with increasing input value.

Стандартизация графиков акустических сигналов для разных скважин по амплитуде сигнала достигается за счет введения определителя корня квадратного (т.е. сжатия динамического диапазона амплитуд акустических сигналов) и за счет исключения из процесса определения уровня жидкости операции регулировки чувствительности. Кроме того, исключение операции регулировки чувствительности позволяет уменьшить время определения уровня жидкости. The standardization of graphs of acoustic signals for different wells by signal amplitude is achieved by introducing a square root determinant (i.e., compressing the dynamic range of amplitudes of acoustic signals) and by excluding the sensitivity adjustment operation from the process of determining the liquid level. In addition, the exclusion of the operation of adjusting the sensitivity reduces the time to determine the liquid level.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для определения уровня жидкости в скважине; на фиг. 2, 3, 4, 5 и 6 экспериментально полученные графики акустических сигналов; на фиг. 7 электрическая схема определителя корня квадратного. In FIG. 1 is a block diagram of a device for determining a fluid level in a well; in FIG. 2, 3, 4, 5 and 6 experimentally obtained graphs of acoustic signals; in FIG. 7 circuit diagram of the square root determinant.

Способ определения уровня жидкости в скважине осуществляется с помощью устройства (фиг. 1), содержащего последовательно соединенные акустический преобразователь 1, усилитель 2, фильтр 3, определитель корня квадратного 4, самопишущий прибор 5. Кроме того, устройство для определения уровня жидкости содержит конструктивно связанные с акустическим преобразователем 1 генератор акустических импульсов 6 и стрелочный манометр 7. Устройство для определения уровня жидкости устанавливается на устье скважины 8 с уровнем жидкости 9. The method of determining the liquid level in the well is carried out using the device (Fig. 1), containing a series-connected acoustic transducer 1, amplifier 2, filter 3, square root identifier 4, recording device 5. In addition, the device for determining the liquid level contains constructively associated with acoustic transducer 1 acoustic pulse generator 6 and dial gauge 7. A device for determining the fluid level is installed at the wellhead 8 with a fluid level of 9.

Генератор акустических импульсов представляет собой клапан, стравливающий газ из затрубного пространства скважины. В качестве акустического преобразователя используется пьезодатчик. The acoustic pulse generator is a valve that pits gas from the annulus of the well. A piezosensor is used as an acoustic transducer.

Непосредственно перед началом регистрации уровня жидкости включают лентопротяжный механизм самопишущего прибора 5. При помощи генератора акустических импульсов 6, стравливая газ из затрубного пространства скважины 8, возбуждают импульс давления (прямой сигнал), который распространяется вдоль колонны скважины 8 со скоростью звука в газе при данном давлении. Дойдя до уровня жидкости 9, он возвращается в виде отраженного сигнала к акустическому преобразователю 1, преобразующему акустические сигналы в электрические, которые подаются через усилитель 2, фильтр 3, на выход определителя корня квадратного 4. В определителе корня квадратного 4 происходит сжатие динамического диапазона входных сигналов с 10 000 до 100 раз. Причем чем меньше амплитуда сигнала, тем больше усиление определителя корня квадратного 4. Далее сигнал поступает на самопишущий прибор 5, где производится запись графика акустического сигнала на термочувствительную бумагу. Оператор на графике акустического сигнала определяет местонахождение прямого, отраженного сигнала и многократно отраженных сигналов. По равенству расстояний между прямым, отраженным и многократно отраженным сигналом оператор убеждается в правильности идентификации прямого и отраженного сигнала, измеряет линейкой расстояние между прямым и отраженным сигналом L, мм. По формуле U L•V/2K оператор вычисляет уровень жидкости U, м, в скважине, где K - скорость движения лентопротяжного механизма самопишущего прибора, мм/с, V - скорость звука в затрубном пространстве, м/с, взятая из таблицы зависимости скорости звука от давления, которое определяют по стрелочному манометру 7. Таблица зависимости скорости звука от давления для каждого НГДУ своя. Например, для НГДУ Ласьюганнефтегаз ПО "Лангепаснефть" зависимость скорости звука от давления представлена в таблице. Immediately before the start of recording the liquid level, the tape drive mechanism of the recording device 5 is turned on. 5. Using the acoustic pulse generator 6, the gas is pulled from the annulus of the borehole 8 and a pressure pulse is generated (direct signal), which propagates along the borehole string 8 with the speed of sound in the gas at a given pressure . Having reached the liquid level 9, it returns in the form of a reflected signal to the acoustic transducer 1, which converts the acoustic signals into electric ones, which are supplied through the amplifier 2, filter 3, to the output of the square root determiner 4. In the square root determiner 4, the dynamic range of the input signals is compressed from 10,000 to 100 times. Moreover, the smaller the signal amplitude, the greater the gain of the square root determinant 4. Next, the signal is fed to a recorder 5, where the graph of the acoustic signal is recorded on heat-sensitive paper. The operator on the graph of the acoustic signal determines the location of the direct, reflected signal and multiple reflected signals. By the equality of the distances between the direct, reflected and multiply reflected signal, the operator is convinced of the correct identification of the direct and reflected signal, measures the distance between the direct and reflected signal with a ruler L, mm. According to the formula UL • V / 2K, the operator calculates the fluid level U, m, in the well, where K is the speed of the tape drive of the recording device, mm / s, V is the speed of sound in the annulus, m / s, taken from the table of sound velocity on pressure, which is determined by the arrow gauge 7. The table of the dependence of the speed of sound on pressure for each OGPD has its own. For example, for NGDU Lasyuganneftegaz PA Langepasneft, the dependence of the speed of sound on pressure is presented in the table.

Устройство для определения уровня жидкости в скважине выполнено с использованием известных элементов. В качестве генератора акустических импульсов 6, акустического преобразователя 1, манометра 7 используется серийно выпускаемое тюменским заводом "Электрон" устройство генерации и приема. Усилитель 2 выполнен на операционном усилителе 140 УД 14 с коэффициентом усиления 20. В качестве фильтра используется активный фильтр нижних частот, реализованный по схеме фильтра Бесселя четвертого порядка на двух операционных усилителях 140 УД 14 с коэффициентом усиления 2 в полосе пропускания, с граничной частотой 15 Гц. Определитель корня квадратного 4 реализован при помощи диодных функциональных преобразователей по схеме, приведенной на фиг. 7. Коэффициент передачи определителя корня квадратного определяется по формуле U2 0,075

, где U1 входное напряжение, B, U2 выходное напряжение, B. Максимальное входное напряжение ±12B, максимальное выходное напряжение ±0,26 B.A device for determining the level of fluid in the well is made using known elements. As a generator of acoustic pulses 6, acoustic transducer 1, pressure gauge 7, a device for generating and receiving commercially available from the Tyumen plant "Electron" is used. The amplifier 2 is made on an operational amplifier 140 UD 14 with a gain of 20. An active low-pass filter is used as a filter, implemented according to the fourth-order Bessel filter scheme on two operational amplifiers 140 UD 14 with a gain of 2 in the passband, with a cut-off frequency of 15 Hz . The square root determinant 4 is implemented using diode functional converters according to the circuit shown in FIG. 7. The transmission coefficient of the determinant of the square root is determined by the formula U2 0.075

where U1 is the input voltage, B, U2 is the output voltage, B. Maximum input voltage is ± 12V, maximum output voltage is ± 0.26 V.

В качестве самопишущего прибора 5 используется электрокардиограф. As a recording device 5, an electrocardiograph is used.

Повышение информативности наглядно иллюстрируется экспериментально полученными графиками акустических сигналов, представленными на фиг. 2, 3, 4, 5, 6. Масштаб по горизонтали графиков, изображенных на фиг. 2 5, уменьшен в 2,4145 раза. Скорость протяжки ЛПМ электрокардиографа равна 25 мм/с. На графиках максимально возможная амплитуда напряжения, измеряемая с выхода определителя корня квадратного, может быть равна ±0,26 B. The increase in information content is clearly illustrated by experimentally obtained graphs of acoustic signals, presented in FIG. 2, 3, 4, 5, 6. The horizontal scale of the graphs depicted in FIG. 2 5, reduced 2.4145 times. The speed of drawing a CVL of an electrocardiograph is 25 mm / s. In the graphs, the maximum possible voltage amplitude, measured from the output of the square root determinant, can be ± 0.26 V.

На фиг. 2, 3 показаны графики акустических сигналов, полученные в производственном объединении "Когалымнефтегаз", причем на фиг. 2 график обработан определителем корня квадратного. На фиг. 4, 5 показаны графики акустических сигналов, полученные в НГДУ "Покачевнефть" ПО "Ленгепаснефтегаз", причем на фиг. 4 график обработан определителем корня квадратного. In FIG. 2, 3 show graphs of acoustic signals obtained at the Kogalymneftegaz production association, and in FIG. Figure 2 is processed by the square root determinant. In FIG. Figures 4 and 5 show graphs of acoustic signals obtained at OGPD Pokachevneft Production Association Langepasneftegaz, and FIG. Figure 4 is processed by the square root determinant.

Из сравнения фиг. 2 и 3 видно, что на фиг. 2 можно уверенно определить два отражения от уровня жидкости. На фиг. 3 с трудом можно определить первое отражение от уровня жидкости. Также на фиг. 4 определяется два отражения от уровня жидкости, а на фиг. 5 одно отражение. Сравнение фиг. 2 и 4 показывает, что на фиг. 4 больше амплитуда шумового фона скважины. Сравнивая фиг. 3 и 5, можно с трудом установить факт превышения шумового фона, но количественно невозможно определить это превышение и характер помех. From a comparison of FIG. 2 and 3 it is seen that in FIG. 2, two reflections from the liquid level can be confidently determined. In FIG. 3, it is difficult to determine the first reflection from the liquid level. Also in FIG. 4, two reflections from the liquid level are determined, and in FIG. 5 one reflection. Comparison of FIG. 2 and 4 shows that in FIG. 4 greater amplitude of the noise background of the well. Comparing FIG. 3 and 5, it is difficult to establish the fact that the noise background is exceeded, but it is impossible to quantify this excess and the nature of the interference.

На фиг. 6 показан график акустического сигнала, полученный в НГДУ "Покачевнефть" ПО "Лангепаснефтегаз". Была проведена генерация акустического импульса оптимальной длительности 0,2 с ручным стравливанием газа из затрубного пространства скважины. При этом была включена протяжка бумаги электрокардиографа до появления нескольких отражений акустического сигнала до уровня жидкости. Скорость протяжки ЛПМ составляла 25 мм/с. Измеренное линейкой расстояние между максимумами амплитуд прямого и отраженного сигналов составило 51,6 мм. Время происхождения акустического импульса от устья скважины до уровня жидкости было получено равным 2,064 с (как произведение скорости протяжки ЛПМ 25 мм/с на расстояние 51,6 мм, определенное по графику). Затрубное давление, измеренное по стрелочному манометру, составило 10,1 атм. Скорость звука при данном давлении равна 375 м/с. (для определения скорости звука использовалась таблица). Вычисленное значение уровня жидкости в скважине равно 387 м/2,064 c • 375 м/c 2 387 м. In FIG. Figure 6 shows a graph of the acoustic signal obtained at OGPD Pokachevneft Production Association Langepasneftegaz. An acoustic pulse of optimal duration 0.2 was generated with manual gas bleeding from the annulus of the well. In this case, the paper feed of the electrocardiograph was turned on until several reflections of the acoustic signal to the liquid level appeared. The speed of drawing of the CVL was 25 mm / s. The distance between the maxima of the amplitudes of the direct and reflected signals measured by the ruler was 51.6 mm. The time of origin of the acoustic impulse from the wellhead to the fluid level was obtained equal to 2.064 s (as the product of the CVL pulling speed of 25 mm / s by a distance of 51.6 mm, determined according to the schedule). The annular pressure, measured by an arrow gauge, was 10.1 atm. The speed of sound at a given pressure is 375 m / s. (a table was used to determine the speed of sound). The calculated value of the fluid level in the well is 387 m / 2.064 s • 375 m / s 2 387 m.

В устройстве для определения уровня жидкости в скважине определитель корня квадратного 4 и самопишущий прибор 5 можно заменить на последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь, аналого-цифровой преобразователь, микропроцессорный контролер, цифровую термопечать. При этом определение корня квадратного выполняется програмно-цифровым способом. Сжатие динамического диапазона с 10 000 до 100 раз или с 10 000 до 100 дискретов соответственно позволяет уменьшить объем оперативного запоминающего устройства в 2 раза, записывая оцифрованную амплитуду акустического сигнала не словами (16 бит), емкостью до 65 535 дискретов, а байтами (3 бит), емкостью 255 дискретов. In the device for determining the liquid level in the well, the square root identifier 4 and the recorder 5 can be replaced by a digital-to-analog converter, an analog-to-digital converter, a microprocessor controller, and digital thermal printing connected in series. In this case, the determination of the square root is performed by the program-digital method. Compression of the dynamic range from 10,000 to 100 times or from 10,000 to 100 samples respectively allows you to reduce the amount of random access memory by 2 times by recording the digitized amplitude of the acoustic signal not in words (16 bits), with a capacity of up to 65,535 samples, but in bytes (3 bits ), with a capacity of 255 discrete.

Claims

1. Способ определения уровня жидкости в скважине, включающий генерацию акустического импульса на устье скважины, преобразование отраженных акустических сигналов в электрические, их усиление, фильтрацию и запись на самопишущем приборе, определение уровня жидкости произведением времени прохождения звука от устья скважины до уровня жидкости, измеренного по графику акустического сигнала, на скорость звука, взятую из табличных данных в зависимости от давления и свойств газа в затрубном пространстве, и делением этого произведения на два, отличающийся тем, что после фильтрации сигнала производят определение корня квадратного амплитуды сигнала с последующей записью на самопишущем приборе. 1. The method of determining the liquid level in the well, including the generation of an acoustic pulse at the wellhead, converting the reflected acoustic signals into electric ones, amplifying them, filtering and recording on a recording device, determining the liquid level by the product of the time it takes for the sound to travel from the wellhead to the liquid level measured by a graph of the acoustic signal, by the speed of sound, taken from tabular data depending on the pressure and properties of the gas in the annulus, and by dividing this product by two, from ichayuschiysya in that after filtering the signal produced determining the square root of the amplitude of the signal, followed by recording on recording instruments.

2. Устройство для определения уровня жидкости в скважине, содержащее генератор акустических импульсов, стрелочный манометр и последовательно соединенные акустический преобразователь, усилитель, фильтр, самопишущий прибор, отличающееся тем, что оно снабжено определителем корня квадратного, включенным между фильтром и самопишущим прибором. 2. A device for determining the liquid level in a well, comprising an acoustic pulse generator, an arrow gauge, and a series-connected acoustic transducer, amplifier, filter, and recording device, characterized in that it is equipped with a square root identifier connected between the filter and the recording device.