Динамический уровень скважины нефтяной

способ определения уровня жидкости в нефтяной скважине - патент РФ 2447280

Изобретение относится к оценке уровня жидкости в нефтяных скважинах и может быть использовано для определения и контроля статического и динамического уровней скважинной жидкости, например, в нефтяной скважине. Техническим результатом является повышение точности определения уровня жидкости в скважине. Для этого формируют импульсный акустический сигнал на устье скважины в межтрубном пространстве. Принимают отраженный от жидкости акустический эхосигнал. Преобразовывают его в электрический сигнал. Определяют время прохождения акустического сигнала от устья скважины до уровня жидкости, положения участков с повышенной и пониженной акустической плотностью газа, изменения распределения скорости звука и положения нештатных пространственных неоднородностей. Определяют уровень жидкости в зависимости от значений скорости звука на участках скважин и времени прохождения акустического сигнала от устья скважины до уровня жидкости. При этом электрический сигнал подвергают аналого-цифровому преобразованию, а оцифрованный сигнал подвергают преобразованию Фурье на каждом текущем участке эхограммы в соответствии с математической формулой. Осуществляют построение графического изображения спектрограммы в виде трехмерной поверхности, на которой определяют расположение штатных и нештатных неоднородностей межтрубного пространства. Определяют значения частоты, при которых модуль спектра имеет максимальное значение при заданном временном положении участка эхограммы. Определяют зависимость скорости звука от времени с учетом расстояния между соседними штатными неоднородностями при заданном временном положении участка эхограммы по формуле. А уровень жидкости в скважине определяют дискретным интегрированием функции скорости звука в промежутке от устья скважины до уровня жидкости. 3 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к оценке уровня жидкости в нефтяных скважинах и может быть использовано для определения и контроля статического и динамического уровня скважинной жидкости, например, в нефтяной скважине.

Широко известны способы определения уровня жидкости в скважине путем генерации акустического импульса на устье скважины, измерения времени отражения этого сигнала и определения средней скорости звука в скважине. Оценка уровня жидкости на основании измеренного времени прихода эхосигнала требует определения скорости звука в нефтяном газе. Однако на современном этапе развития эхометрирования определение скорости звука в межтрубном газе представляет определенные трудности.

Известен способ определения уровня жидкости в скважине [1], 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, и дальнейшее определение квадратного корня амплитуды сигнала после его фильтрации с последующей записью на самопишущем приборе.

Недостатком данного способа является невысокая точность диагностики состояния межтрубного пространства, что неизбежно приводит к погрешности в определении уровня жидкости в скважине.

Известен способ определения уровня жидкости в межтрубном пространстве нефтяных добывающих скважин [2], включающий генерацию импульсного акустического сигнала на устье скважины в межтрубном пространстве, прием отраженного от жидкости акустического эхосигнала и преобразование его в электрический сигнал s(t), определение времени прохождения звука от устья скважины до уровня жидкости, определение уровня жидкости произведением времени прохождения звука от устья скважины до уровня жидкости на известную скорость звука в нефтяном газе скважины и делением этого произведения на два.

Недостатком данного способа также является малая точность диагностики состояния межтрубного пространства, связанная с тем, что в указанном способе не учитывается неоднородность газа в межтрубном пространстве и изменение скорости звука по стволу скважины, что приводит к погрешности определения уровня жидкости.

Известны способы определения уровня жидкости по результатам диагностики межтрубного пространства нефтяных скважин, в частности [3], основанные на измерении скорости звука в межтрубном газе, при которых используются реперы, в качестве которых принимают соединительные муфты насосно-компрессорных труб (далее, НКТ).

Промысловая оценка скорости звука по муфтам НКТ повышает точность измерения уровня жидкости, однако такой подход требует соблюдения определенной технологии измерения и обработки результатов этих измерений на совокупности скважин.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ диагностики состояния межтрубного пространства нефтяных добывающих скважин [4], включающий формирование импульсного акустического сигнала на устье скважины в межтрубном пространстве, прием зондирующего импульсного акустического сигнала и его отражений от всех неоднородностей межтрубного пространства в виде эхосигнала s(t), преобразование этого эхосигнала, выявления наличия нештатных неоднородностей и их положения по отношению к известному положению штатных неоднородностей по стволу скважины, определение скорости звука в газе межтрубного пространства, а диагностику состояния межтрубного пространства осуществляют с учетом уровня жидкости в скважине, положения участков с повышенной и пониженной акустической плотностью газа, изменения распределения скорости звука и положения нештатных пространственных неоднородностей.

Указанный способ предполагает вычисление скорости звука как отношение длины НКТ и разницы времени отражения зондирующего сигнала от соседних муфт данной НКТ. В силу этого метрологически этот способ недостаточно точен, так, погрешность вычислений по данному способу составляет около 1%.

Задачей настоящего изобретения является создание способа определения уровня жидкости в нефтяной скважине по результатам диагностики состояния межтрубного пространства, в котором используют метод определения скорости звука, основанный на измерении средней длины НКТ и частоты следования отражений от муфт НКТ, с построением графического изображения спектрограммы в виде трехмерной поверхности,

Технический результат - повышение точности определения уровня жидкости в скважине за счет повышения достоверности диагностики состояния межтрубного пространства.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе, включающем формирование импульсного акустического сигнала на устье скважины в межтрубном пространстве, прием отраженного от жидкости акустического эхосигнала и преобразование его в электрический сигнал s(t), определение времени прохождения акустического сигнала от устья скважины до уровня жидкости, положения участков с повышенной и пониженной акустической плотностью газа, изменения распределения скорости звука и положения нештатных пространственных неоднородностей, определение уровня жидкости в зависимости от значений скорости звука на участках скважин и времени прохождения акустического сигнала от устья скважины до уровня жидкости, электрический сигнал s(t) подвергают аналого-цифровому преобразованию, а оцифрованный сигнал подвергают преобразованию Фурье на каждом текущем участке эхограммы в соответствии с формулой

где s( ) - эхограмма, f - частота, Гц;

w( ) - функция окна, определяющая текущий участок эхограммы в момент времени , осуществляют построение графического изображения спектрограммы S(f,t) в виде трехмерной поверхности, на которой определяют расположение штатных и нештатных неоднородностей межтрубного пространства, определяют значения частоты f_m(t), при которых модуль спектра имеет максимальное значение при заданном временном положении участка эхограммы, определяют зависимость скорости звука от времени v(t) с учетом расстояния между соседними штатными неоднородностями при заданном временном положении участка эхограммы по формуле

где r(t) - расстояние между соседними штатными неоднородностями при заданном временном положении участка эхограммы, м;

а уровень жидкости в скважине определяют дискретным интегрированием функции скорости звука в промежутке от устья скважины до уровня жидкости в соответствии с выражением

где Т - временной промежуток между посылкой зондирующего импульса и приемом отраженного от уровня жидкости сигнала, с;

v(t) - зависимость скорости звука от времени.

Целесообразно графическое представление спектра выполнять в виде двумерного графика, оси которого соответствуют значениям частоты f и времени измерения мгновенного спектра .

Предпочтительно значение модуля спектра отображать насыщенностью одного определенного цвета.

Рационально отображать значение модуля спектра на двумерном графике различными цветами видимого спектра.

Существенными отличиями заявляемого изобретения является то, что эхограмму s(t), полученную после аналого-цифрового преобразования акустического эхосигнала, подвергают преобразованию Фурье с использованием оконной функции w(t), затем определяют значения частоты, при которых модуль спектра имеет максимальное значение при заданном положении участка эхограммы, и скорость звука с учетом расстояния между соседними штатными неоднородностями при заданном временном положении участка эхограммы, а далее проводят анализ соответствия полученного профиля скорости звука от времени и трехмерной поверхности спектрограммы.

Анализом может заниматься специально обученный интерпретатор.

Указанные существенные отличия позволяют повысить точность диагностики состояния межтрубного пространства, что обеспечивает повышение точности определения уровня жидкости в скважине.

На фиг.1 приведен пример с эхосигналом, полученным в реальных условиях на скважине 0913 (куст 035) Советского месторождения (г.Стрежевой Томской области).

На фиг.2 изображено окно Ханна w(t) шириной 1 с.

На фиг.3 представлен модуль мгновенного спектра в момент t=0.

На фиг.4 представлен график функции S(f,t) в момент t=0.

На фиг.5 представлен график зависимости f_m от времени.

На фиг.6 приведен график зависимости скорости звука v(t) от времени.

На фиг.7 представлен пример спектрограммы, на которой скорость звука постоянна по всему телу скважины.

На фиг.8 приведен пример спектрограмм, требующих анализа со стороны интерпретатора.

На фиг.9 приведен пример, в котором скорость звука не определяется от устья до середины скважины.

На фиг.10 схематически представлена структурная схема для реализации способа.

Способ диагностики состояния межтрубного пространства для определения уровня жидкости в нефтяной скважине может быть реализован с помощью представленного на фиг.10 устройства для его реализации.

Устройство содержит формирователь 1 электрического сигнала (ФЭС), который состоит из излучателя 1.1 зондирующего акустического сигнала, акустически связанного с датчиком 1.2. Излучатель 1.1 зондирующего акустического сигнала может быть выполнен в виде выпускного клапана и штуцера при наличии избыточного давления в скважине, либо в виде шаровой насадки с баллоном избыточного давления при отсутствии давления в скважине. Датчик 1.2 может быть реализован в виде приемника акустического сигнала и преобразователя акустического сигнала в электрический, выполненного на основе пьезокерамики.

К выходу ФЭС 1, формирующего электрический сигнал из акустического эхосигнала в межтрубном пространстве нефтяной добывающей скважины подключен аналого-цифровой преобразователь 2 (АЦП) 2, к выходу которого подключено первое 3 оперативное запоминающее устройство (ОЗУ 1), блок перемножения (БП) 4, блок управления (БУпр) 5, выход которого соединен со входом блока перемножения 4. Аналого-цифровой преобразователь 2 может быть реализован на микросхеме МАХ 189 АЕ РР, блок перемножения 4 может быть реализован на умножителе К525ПСЗ, а блок управления 5 может быть выполнен на основе микропроцессора 1821 ВМ 85.

Устройство содержит также долговременное запоминающее устройство (ДЗУ) 6, в котором хранятся коэффициенты весового окна, выход которого подключен к блоку управления 5, блок 7 быстрого преобразования Фурье (БПФ) 7, вход которого соединен с блоком перемножения. Выход блока 7 быстрого преобразования Фурье соединен с масштабирующим усилителем (МУ) 8, к выходу которого подключено второе 9 оперативное запоминающее устройство (ОЗУ 2), соединенное с персональным компьютером (ПК) 10.

Долговременное запоминающее устройство 6 может быть реализовано на микросхеме SRM 20100 LMT.

Блок быстрого преобразования Фурье 7 может быть реализован на сигнальном процессоре ADSP 2105.

Масштабирующий усилитель 8 может быть реализован на операционном усилителе К544УД2.

Блок управления 5 после запуска, инициируемого оператором, формирует запускающий импульс, который на короткое время открывает электромагнитный клапан излучателя 1.1. В результате из-за избыточного давления в скважине некоторый объем затрубного газа выходит в атмосферу, что позволяет сформировать акустический импульс, распространяющийся вдоль ствола скважины, который отражаясь от акустических неоднородностей тракта, порождает эхосигнал. Акустический эхосигнал принимается и преобразуется в электрический эхосигнал с помощью датчика 1.2, а далее оцифровывается с помощью аналого-цифрового преобразователя АЦП 2 и запоминается в первом 3 оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ 1). По истечении времени записи эхосигнала блок управления выбирает отсчеты из ОЗУ 1 и отсчеты значений окна Ханна, хранящиеся в ДЗУ, и направляет их в блок перемножения.

Эхограмму s( ), полученную после аналого-цифрового преобразования АЦП 2 акустического эхосигнала, подвергают преобразованию Фурье блоком 7 БПФ с использованием оконной функции w( ):

затем определяют значения частоты, при которых модуль спектра имеет максимальное значение при заданном положении участка эхограммы (МУ):

Значения f_m(t) записываются в ОЗУ 2.

Затем определяют с помощью персонального компьютера скорость звука по формуле:

где r(t) - расстояние между соседними штатными неоднородностями при заданном временном положении участка эхограммы.

Далее проводят анализ соответствия полученного профиля зависимости скорости звука от времени и трехмерной поверхности спектрограммы. Для более точного анализа может быть привлечен специально обученный интерпретатор. В этом случае значение функции спектра целесообразно отображать на двумерном графике, по осям которого отложены значения частоты f и времени измерения мгновенного спектра , а значение функции спектра отображают тем или иным способом, к примеру, точками соответствующего размера или формы. Рационально для удобства анализа спектрограммы отображать значение функции спектра насыщенностью одного определенного цвета. Поскольку человеческий глаз особенно чувствителен к изменению цветовой гаммы, в наиболее предпочтительном варианте для удобства анализа спектрограммы значение функции спектра отображают на двумерном графике различными цветами спектра. Типичный пример такой спектрограммы представлен на фиг.7, из которой следует, что скорость звука постоянна по всему телу скважины и составляет 357 м/с. Как правило, в таком случае полученный по формуле (3) профиль скорости звука соответствует профилю скорости звука, наблюдаемому интерпретатором на спектрограмме, и для определения уровня жидкости в скважине производят дискретное интегрирование функции скорости звука в промежутке от устья скважины до уровня жидкости

В том случае, если профиль скорости звука, вычисленный по формуле (3), не соответствует, по мнению интерпретатора, профилю, наблюдаемому на спектрограмме, а также в том случае, если определение профиля скорости звука по формуле (3) представляет трудности ввиду отсутствия явно выраженных максимальных значений модуля спектра, определяемых по формуле (4), ответственность за выбор профиля скорости звука ложится на интерпретатора. При этом интерпретатор наносит на поле спектрограммы специальным маркером точки в тех местах, где, по его мнению, проходит профиль скорости звука. Эти точки автоматически соединяются программно. Дальнейшее дискретное интегрирование проводится по формуле, аналогичной (2), с той разницей, что оно проводится не по точкам, соответствующим штатным неоднородностям, а по точкам-маркерам, нанесенным интерпретатором на поле спектрограммы.

Реализация заявляемого способа может быть проиллюстрирована следующим конкретным примером его использования.

В качестве примера реализации данного способа далее представлен анализ эхосигнала, полученного на скважине 0913 (куст 035) Советского месторождения (г.Стрежевой Томской области) (см. фиг.1).

Для преобразования Фурье этого эхосигнала в качестве оконной функции использовалась функция Ханна, приведенная на фиг.2.

Мгновенный спектр получали путем преобразования Фурье участков эхосигнала, попадающих в окно w(t):

Переменную t изменяли с периодом дискретизации сигнала 0.001 с. Таким образом, получается 7000 функций S(f,t) (диапазон перемещения окна w(t) шириной 1 с составляет 0 7 с). На фиг.3 представлен модуль мгновенного спектра в момент t=0.

Поскольку переменная t менялась с периодом дискретизации сигнала 0.001 с, для различных моментов времени t потребовалось провести анализ 7000 таких мгновенных спектров.

Далее, для данного мгновенного спектра по формуле (4) были найдены значения частоты, для которых модуль спектра имел максимальное значение. При этом диапазон допустимых частот был задан исходя из ожидаемых значений скорости звука в нефтяной скважине и составил 10 25 Гц.

Впоследствии определялись значения частоты, для которых модуль спектра S(f,t) имеет максимальное значение в допустимом диапазоне частот.

На фиг.4 представлен график функции S(f,t) в момент t=0 в указанном диапазоне. Из фиг.4 видно, что в момент t=0 f_m=22.75 Гц. Таким способом, в результате анализа 7000 зависимостей мгновенного модуля спектра было получено 7000 значений f_m, соответствующих различным моментам времени. В результате была получена зависимость f_m от времени, представленная на фиг.5.

Далее определялась зависимость скорости звука v(t) (фиг.6) от времени:

v(t)=2f _m(t)r(t),

где r(t) - расстояние между соседними штатными неоднородностями при заданном временном положении участка эхосигнала 6. Уровень жидкости L в скважине находили путем дискретного интегрирования функции скорости звука в промежутке от устья скважины до уровня жидкости

где N - количество штатных неоднородностей, находящихся над уровнем жидкости, Т - временной промежуток между посылкой зондирующего импульса и приемом отраженного от уровня жидкости сигнала. Анализ соответствия полученного профиля скорости звука спектрограмме, проведенный интерпретатором, дал положительный результат и показал тем самым возможность определения уровня жидкости L в скважине дискретным интегрированием функции скорости звука в промежутке от устья скважины до уровня жидкости по формуле (2). При этом значение временного промежутка между посылкой зондирующего импульса и приемом отраженного от уровня жидкости сигнала Т было определено по Фиг.1 и составило Т=6.28 с.

Вычисление уровня жидкости в рассматриваемой скважине по формуле (3) дало результат L=1 114.70 м.

В качестве примеров спектрограмм, требующих анализа со стороны интерпретатора, приведены спектрограммы на фиг.8, 9. При этом на фиг.8 линия на уровне 430 м/с постоянна и ее интенсивность не уменьшается. Это выглядит неправдоподобно, так как сигнал от муфт со временем должен затухать. Можно заметить, что на уровне 350 м/с имеется слабый сигнал скорости звука. В этом случае интерпретатор нанесет маркером несколько точек, сшивающих профили скорости 430 м/с и 350 м/с в один профиль. На фиг.9 скорость звука (343 м/с) определяется только от устья до середины скважины. Очевидно, после перехода колонны создался акустический фильтр и сигнал от муфт отсутствует. В этом случае интерпретатором было сделано предположение о том, что в этой скважине скорость звука неизменна и равна 343 м/с.

Относительная погрешность измерения глубины способа-прототипа может быть представлена в соответствии с [5, С.191].

где v - абсолютная погрешность измерения скорости, T - абсолютная погрешность измерения времени от зондирующего до отраженного импульса. Последняя величина равна времени дискретизации эхосигнала.

Метод определения скорости звука, основанный на измерении средней длины НКТ и среднего временного интервала между отражениями от муфт НКТ, определяется выражением

где L - средняя длина НКТ, T_L - среднего временного интервала между отражениями от муфт НКТ. При этом абсолютная погрешность измерения скорости [5]

где L - абсолютная погрешность определения средней длины НКТ.

На основании изложенного, относительная погрешность способа по прототипу, принимая, что погрешность определения средней длины НКТ равна 0.01 м, средняя длина НКТ равна 9 м, средний временной интервал между отражениями от муфт НКТ равен 0.055 с, время дискретизации эхосигнала равно 0.001 с, скорость звука равна 330 м/с, время от зондирующего до отраженного импульса равно 5 с, получается равной 0.97%. Это означает, что величина уровня жидкости, например, 1650 м определяется с абсолютной погрешностью 15.95 м.

В заявляемом способе, основанном на измерении средней длины НКТ и частоты следования отражений от муфт НКТ, скорость звука определяется выражением

v=2 Lf,

где f - частота следования отражений от муфт НКТ, L - средняя длина НКТ. Тогда абсолютная погрешность измерения скорости [5]

v=2( Lf+ fL),

где f - абсолютная погрешность определения частоты следования отражений от муфт НКТ.

Частота гармоники вычисляется по формуле

где n - номер отсчета частоты, Т_инт - продолжительность временного интервала частотного анализа сигнала. Абсолютная погрешность определения частоты [5]

Временной интервал частотного анализа сигнала можно увеличивать до тех пор, когда величиной f можно будет пренебречь. На практике Т_инт искусственно увеличивают, добавляя к измеренной реализации нули [6, С.65]. В практически используемых системах измерения Т_инт делают в 2-5 раз шире исходной области определения эхосигнала. Таким образом, рассматривая достижение максимальной точности измерений, величину f можно положить равной 0. Тогда

v=2 Lf.

Относительная погрешность заявляемого способа при тех же самых исходных величинах, что и в способе прототипе, с учетом того, что частота следования отражений от муфт НКТ равна 17.86 Гц, получается равной 0.064%. Это означает, что величина уровня жидкости 1650 м определяется в заявляемом способе с абсолютной погрешностью, равной 1.06 м.

Заявляемый способ позволяет существенно повысить достоверность диагностики состояния межтрубного пространства, что обеспечивает повышение точности определения уровня жидкости в скважине.

Литература

1. Патент РФ № 2095564, МПК 6 Е21В 47/04, G01F 23/00, опубл. 10.11.1997 г.

2. Патент РФ № 2297532, МПК 6 Е21В 47/04, G01F 23/296, опубл. 20.04.2007 г.

3. Налимов Г.П., Гаусс П.О. Оборудование и технология контроля уровня жидкости для исследования скважин. - М. Нефтяное хозяйство, 2004, № 4, С.78.

4. Патент RU № 2199005, опубл. 20.02.2007.

5. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся ВТУЗов. - М.: Наука, 1980. - 976 с.

6. Марпл-мл. СЛ. Цифровой спектральный анализ и его приложения. - М.: Мир, 1990. - 584 с.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ определения уровня жидкости в нефтяной скважине, включающий формирование импульсного акустического сигнала на устье скважины в межтрубном пространстве, прием отраженного от жидкости акустического эхосигнала и преобразование его в электрический сигнал s(t), определение времени прохождения акустического сигнала от устья скважины до уровня жидкости, положения участков с повышенной и пониженной акустической плотностью газа, изменения распределения скорости звука и положения нештатных пространственных неоднородностей, определение уровня жидкости в зависимости от значений скорости звука на участках скважин и времени прохождения акустического сигнала от устья скважины до уровня жидкости, отличающийся тем, что электрический сигнал s(t) подвергают аналого-цифровому преобразованию, а оцифрованный сигнал подвергают преобразованию Фурье на каждом текущем участке эхограммы в соответствии с формулой

где s( ) - эхограмма;
f - частота, Гц;
w( ) - функция окна, определяющая текущий участок эхограммы в момент времени ;
осуществляют построение графического изображения спектрограммы S(f,t) в виде трехмерной поверхности, на которой определяют расположение штатных и нештатных неоднородностей межтрубного пространства, определяют значения частоты f_m(t), при которых модуль спектра имеет максимальное значение при заданном временном положении участка эхограммы, определяют зависимость скорости звука от времени v(t) с учетом расстояния между соседними штатными неоднородностями при заданном временном положении участка эхограммы по формуле
v(t)=2f_m(t)·r(t),
где r(t) - расстояние между соседними штатными неоднородностями при заданном временном положении участка эхограммы, м;
а уровень жидкости в скважине определяют дискретным интегрированием функции скорости звука в промежутке от устья скважины до уровня жидкости:

где Т - временной промежуток между посылкой зондирующего импульса и приемом отраженного от уровня жидкости сигнала, с;
v(t) - зависимость скорости звука от времени, м/с.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что графическое представление спектра выполняют в виде двумерного графика, оси которого соответствуют значениям частоты f и времени измерения мгновенного спектра .

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что значение модуля спектра отображают насыщенностью одного определенного цвета.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что значение модуля спектра отображают на двумерном графике различными цветами видимого спектра.

www.freepatent.ru

Динамический уровень - жидкость - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Динамический уровень - жидкость

Cтраница 1

Динамический уровень жидкости в затрубнсм пространстве измеряется с помощью эхолотов или волномеров. Эхолот работает следующим образом.  [1]

Динамический уровень жидкости в скважине обычно определяется предварительной пробной откачкой жидкости из пласта ее залегания.  [3]

Если динамический уровень жидкости не высок, то давление в области перфорации ниже давления насыщения, и через столб воды барботируют1 также пузырьки газа.  [4]

Ндин - динамический уровень жидкости в скважине.  [5]

Лд - динамический уровень жидкости; рт - средняя плотность жидкости в скважине ( в затрубном пространстве и ниже приема насоса), которую обычно принимают равной плотности дегазированной нефти с учетом обводнения вследствие затруднений при ее определении. Определение глубины / гд от устья скважины до динамического уровня жидкости осуществляют с помощью эхолота.  [6]

Ндим - динамический уровень жидкости в скважине, м; Наин - погружение насоса под динамический уровень, м; тр.  [7]

Объектом регулирования является динамический уровень жидкости в скважине ОР. При достижении динамическим уровнем жидкости верхнего или нижнего заданного пределов измерительный ( чувствительный) элемент ИЭ подает сигнал на управляющий элемент УЭ, который в свою очередь воздействует на исполнительный механизм - станок-качалку. СКН воздействует на регулирующий орган РО - глубинный насос, останавливая или запуская его. Динамический уровень увеличивается или уменьшается. Система размыкается и остается в таком состоянии до следующего цикла.  [9]

При периодической эксплуатации скважины динамический уровень жидкости, а значит и забойное давление, периодически изменяются. В процессе подъема и снижения давления на забой скважины в призабойной зоне происходят сложные гидродинамические процессы.  [10]

В результате длительного простоя динамический уровень жидкости восстанавливается до статического. После запуска скважина может в течение нескольких суток или недель работать с увеличенным притоком за счет улучшения фильтрации нефти. Временное увеличение притока приводит к тому, что глубинный насос работает с коэффициентом заполнения в течение нескольких суток, пока приток не снизится до первоначального. Затем автомат вновь вводит скважину в автоматический режим работы.  [11]

Даже при небольшом значении динамического уровня жидкости глубина подвески погружного электронасоса соизмерима с глубиной скважины.  [12]

Даже при небольшом значении динамического уровня жидкости глубина подвески погружного электронасоса соизмерима с глубиной скважины.  [13]

За время возможного простоя скважины динамический уровень жидкости в скважине повышается и оказывает некоторое противодавление на пласт, что ведет к многократному снижению дебита затрубного газа.  [14]

НКТ в зависимости от изменения положения динамического уровня жидкости в скважине, то возникает реальная возможность определения давления на приеме насоса. Регистрация Напряжений производится в верхней части колонны на подвесном патрубке.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Динамика уровня воды в скважине

Динамика и статика: два важнейших показателя уровня скважинной воды

Собственная скважина на участке – это не просто колодец, из которого можно будет без проблем и всегда качать водичку. Ведь от грамотности хозяев зависит производительность скважины, долговечность оборудования и многое другое.

Поэтому при ее обустройстве нужно учесть множество факторов. Статический и динамический уровень воды в скважине – важнейшие показатели для ее благополучного функционирования.

Это то, чем нельзя пренебрегать, желая долго и благополучно пользоваться гидротехническим сооружением на собственном участке.

Важные параметры скважины

Устраивая скважину, важно знать ее основные параметры. Необходимы они и для того, чтобы при возникновении в процессе эксплуатации каких-то проблем понимать, в чем дело, и оперативно их решать. При проведении бурения специализированной компанией на результат работы – то есть скважину – выдается паспорт.

Этот документ может различаться по форме и содержанию у разных предприятий, но в любом случае обязательно включение в него таких сведений и показателей:

• координаты места нахождения скважины;
• описание почвенных пород в месте ее расположения;
• глубина, на которой находится водоносный слой;
• диаметр и длина труб;
• технические характеристики оборудования;
• дебит скважины.

Последний показатель – дебит, ни что иное как производительность скважины. То есть, какой объем воды она способна дать за определенное время. Этот параметр вычисляется, исходя из динамического и статического уровней воды, которые также должны быть обязательно указаны в паспорте. Дебит – разница между этими двумя параметрами.

Особенно важно знать два уровня воды. Ведь от них зависит правильная установка и настройка параметров насоса, а значит – его работоспособность и долговечность.

Статический уровень

Статический уровень воды в скважине – это уровень водяного горизонта в скважине в состоянии покоя. То есть тогда, когда вода не выкачивается, и какое-то время до этого тоже не использовалась.

Его замеряют спустя хотя бы час после прекращения работы насоса. Этот показатель равняется расстоянию от верхней части оголовка скважины до линии жидкости в колодце.

Зависит статический показатель от таких параметров:

• уровень грунтовых вод;
• объемы выкачивания воды, в том числе в других, соседних скважинах;
• обильность осадков и талой воды по весне;
• давление внутри пласта;
• атмосферное давление;
• количество точек водозабора на участке.

Внутрипластовое давление – это давление, влияющее на воду, когда она находится под землей. Во время бурения она «освобождается» и устремляется вверх. Бывает давление настолько сильно, что жидкость бьет фонтаном.

Чем выше давление – тем выше будет столб воды. Однако снаружи на жидкость начинает давить уже атмосферное давление, под влиянием которого уровень понижается.

Точка, в которой он достигает стабильного, неподвижного положения, и является, по сути, статическим уровнем.

Чем мельче колодец, тем большее влияние на уровень оказывают осадки, талые воды, выкачивание жидкости. В неглубоких скважинах статический уровень, как правило, находится примерно на одном уровне с расположенными там же грунтовыми водами. Количество воды в таких колодцах исчерпывается быстрее, чем в глубоких.

Полезно будет почитать:

Определять статический показатель рекомендуется в период повышенного использования воды. Например, летом, когда вода интенсивно используется для полива огорода и других огородных нужд. И тогда, когда осадки отсутствуют хотя бы несколько дней, и ничто не пополняет скважину. В этот период вода находится на минимуме, а значит, это удобное время для определения оптимального положения насоса.

Динамический уровень

Динамический уровень воды в скважине определяют во время интенсивного ее выкачивания. В начале этого процесса уровень воды понижается. Постепенно под влиянием естественного давления начинает расти.

Когда оба показателя становятся одинаковыми, то есть, сколько воды выкачивается, столько же и поступает, верхний уровень столба замирает на одной отметке. Этот уровень и называется динамическим.

На него влияют:

• внутрипластовое давление;
• диаметр труб;
• мощность насоса;
• объем грунтовых вод.

Замер этого показателя осуществляется примерно после получасовой-часовой работы насоса, когда верхний горизонт воды замирает в одном положении и перестает понижаться.

Разница между статическим и динамическим уровнями должна быть в пределах метра. Если же она больше, то значит, система недостаточно отрегулирована.

Поэтому нужно принять меры по исправлению ситуации, чтобы избежать поломки оборудования.

На основании разницы между двумя показателями высчитывается и дебит скважины. Для этого замеряется, какой объем жидкости выкачивается за определенное время. И статический, и динамический уровень необходимо знать, чтобы правильно установить насос и рассчитать, с какой предельной мощностью он должен работать.

Как измерить

Компании, занимающиеся бурением, измеряют все показатели и заносят данные в паспорт гидротехнического сооружения. Тем же, кто организует скважину своими силами, предстоит самостоятельно выполнить измерения. Сделать это нужно обязательно.

Простейший способ сделать замер – это использовать примитивное приспособление, грузик на веревке.

Сначала замеряется статический параметр, затем – динамический. Для осуществления процедуры нужно выбрать период летом, когда несколько дней нет осадков, а вода из скважины забирается особенно интенсивно. Время осуществления замера – когда скважиной не пользовались хотя бы час-полтора и вода пришла в состояние покоя.

Грузик крепится на веревку и опускается в скважину. Как только он достигнет дна, веревку нужно аккуратно вытянуть и оценить, до какого уровня она намокла. Этот показатель замеряется и отмечается на веревке, так, чтобы при следующем погружении он не смылся.

Затем производится измерение динамического уровня воды в скважине. Для этого нужно запустить насос и выкачивать воду в течение периода от получаса до часа. За это время горизонт воды оказывается ниже, чем был.

Выключив насос, показатель замеряется так же, как статика. То есть, вновь опускается груз на высушенной нитке. Оба параметра записываются и сравниваются. Разница между ними не должна превышать одного метра.

Метод с грузиком на нитке, конечно, прост и не требует особых затрат. Осуществить его легко в любое время в домашних условиях. Однако он не всегда достоверен. Например, воду можно случайно расплескать, и тогда нитка окажется вымочена не на том уровне, а выше. Кроме того, он не годится для слишком глубоких колодцев.

Для более точных результатов используется прибор уровнемер. Он представляет собой катушку с намотанной на нее специальной лентой и с датчиком на конце.

На ленте расположены деления, позволяющие сразу же оценить, на каком расстоянии находится водяная гладь. При достижении датчиком горизонта издается сигнал. Точность уровнемеров высока.

Кроме того, прибор возможно использовать в очень глубоких скважинах – до 600 метров.

Общие рекомендации

Так, если насос будет расположен выше динамического уровня, то в процессе выкачивания воды ему придется работать «всухую».

Обычно охлаждение насосов осуществляется за счет воды, и если ее нет – оборудование перегревается. Это рано или поздно выведет его из строя. Чтобы этого не случилось, следует установить датчик уровня воды.

Если понижение уровня будет критическим, он отключит насос, позволив избежать его поломки.

Важно также правильно подобрать насос. Чтобы он не осушал колодец, его производительность должна быть меньше, чем производительность скважины.

Управлять понижениями и повышениями воды невозможно, ведь это не зависит от человека. Однако вполне можно своевременно обращать внимание на тревожные сигналы и регулировать параметры насосного оборудования.

Если скважина пробурена специалистами, нужно обязательно получить от них паспорт на сооружение и проверить наличие в нем всех необходимых сведений. В случае, когда приобретается участок с уже имеющейся на нем скважиной, а документов на нее нет, первым делом следует определить все уровни.

Однако даже статический уровень – не постоянный. Его показатель может меняться с течением времени. Например, если соседи рядом пробурили скважину. Некоторые природные факторы также могут повлиять на это. Поэтому рекомендуется заниматься замером параметров каждые два-три года. А при понижении уровня в статике и динамике регулировать параметры насоса.

Полезно будет почитать:

Заключение

Нельзя заранее знать, как будет меняться уровень воды в скважине. Но так как определить эти показатели несложно, нужно просто периодически проводить контрольные замеры.

От внимательности хозяев скважины к этим параметрам, от способности вовремя замечать и предугадывать изменение ситуации, от правильного определения динамического и статического уровней зависит работоспособность насосного оборудования, а значит – обеспеченность семьи чистой питьевой водой.

При наличии этих знаний владельца скважины уже не напугать даже внезапным понижением воды.

Источник: https://DachaNaLadoni.ru/landshaftnyy-dizayn/obustrojstvo/dinamika-i-statika-dva-vazhnejshix-pokazatelya-urovnya-skvazhinnoj-vody.html

Какой должен быть уровень воды в скважине

Многих владельцев загородных домов, у которых на участке имеется собственная система водоснабжения, интересует вопрос: что делать, если упал уровень воды в скважине во время продолжительной откачки.

 Для нормальной работы системы водоснабжения и правильного выбора глубины расположения насоса, нужно получить как можно более точное представление о том, на какой отметке находится жидкость в стволе при различных режимах работы скважины.

Разновидности скважин для подземного водозабора

От чего зависит уровень воды в скважине на воду

В этой статье будут описаны основные принципы появления воды в скважине, а также различные факторы, от которых зависит ее количество.

Кроме того, здесь будет представлена инструкция с описанием того, как подобрать правильную глубину расположения погружного насоса, а также советы и рекомендации, которые помогут с максимальной эффективностью использовать систему водозабора. Также читателю будут предложены меры, которые следует предпринять для предупреждения работы насоса без жидкости, или другими словами, как избежать сухого хода насоса.

Схема расположения артезианских и грунтовых вод

Статический уровень

Для определения дебита скважины, а соответственно ее производительности, необходимо знать два наиболее важных показателя: статический и динамический уровень жидкости внутри ее ствола.

Его высота устанавливается на постоянной отметке в том случае, когда скорость поступления жидкости из водоносного пласта становится равной скорости ее откачки.

Для его определения необходимо установить в ствол погружной насос, и произвести предварительную откачку жидкости на протяжении не менее получаса, постоянно осуществляя контроль уровня воды в скважине, и при необходимости опуская его до того момента, пока урез воды не установится на постоянной отметке и она не перестанет убывать.

Различные способы измерения уровня и расхода воды

Для этой величины характерны следующие особенности:

• Его значение нужно определять отдельно для каждого конкретного насоса, в зависимости от его производительности.
• В отличие от статического, высота динамического уровня напрямую зависит от диаметра скважины, потому что скорость ее уменьшения во время откачки, напрямую зависит от полного объема всей жидкости. Проще говоря, чем больше диаметр обсадной трубы, тем медленнее будет снижаться его отметка.
• Чем ниже опускается отметка динамического уровня, тем медленнее происходит его дальнейшее снижение. Это связано с тем, что при его уменьшении, снижается забойное давление, и под воздействием пластового давления вода с большей скоростью поступает в ствол.

Схема бытового водоснабжения

Что такое дебит

Под понятием дебита скважины принято считать ее способность выдавать определенное количество жидкости за определенный промежуток времени, например 10 кубических метров в сутки, или 3 кубических метра в час.

Другими словами можно сказать, что, чем меньше разница между отметками статического и динамического уровней в процессе откачки, тем выше дебит при использовании данного насоса.

При отсутствии забора жидкости дебит всегда равен нулю. Это объясняется тем, что забойное давление внутри ствола становится равным пластовому давлению, а при наступлении этих условий, жидкость в ствол не поступает.

Блок управления насосом с датчиком холостого хода

 Обратите внимание! Для контроля высоты столба воды внутри ствола, и отключения двигателя насоса при снижении уровня воды до критической отметки, при установке водозаборного оборудования рекомендуется устанавливать датчик уровня воды в скважине, который поможет избежать сухого хода двигателя.

Выбор погружного насоса

Погружные насосы могут быть разной конструкции и производителя, но главным образом, они отличаются между собой по таким параметрам, как потребляемая мощность, высота напора и производительность. От этих качеств, по большому счету, зависит его цена и то, насколько он будет удовлетворять потребности загородного дома, поэтому при его выборе и монтаже необходимо учитывать следующие моменты:

• Двигатель насоса предназначен для работы под нагрузкой, поэтому не допускается его использование без погружения в рабочую жидкость.
• Для предупреждения его работы в режиме сухого хода, в блоке управления насосом необходимо смонтировать реле уровня воды в скважине, которое отключит его при снижении отметки уреза воды ниже допустимого значения.
• Выбирая высоту напора, следует учитывать глубину его погружения, максимальную отметку наивысшей точки водоразбора в доме, и необходимое рабочее давление в водопроводной системе.

Обратите внимание!При выборе максимальной производительности насоса, следует знать, она это значение должно составлять не более 80-85% от дебита скважины. Другими словами, наибольшая разница между высотой статического и динамического уровня жидкости в стволе скважины, не должна превышать 1 -1,5 метров.

Чтобы получить более подробную информацию о том, как правильно выбрать погружной насос для скважины, я рекомендую ознакомиться с предыдущей статьей на этом сайте.

Погружной насос для скважины

 Обратите внимание!При обустройстве скважины и монтаже водозаборного оборудования своими руками, наиболее оптимальным рабочим положением насоса в стволе считается его установка на отметке от -1 до  -2 метров ниже динамического уровня жидкости.

Заключение

Как видно из всего написанного, способность водозаборной системы работать в нормальном режиме на протяжении длительного времени зависит от многих факторов. Поэтому для обеспечения ее работоспособности необходим комплексный подход к решению этого вопроса.

Если по какой либо причине, упал уровень воды в скважине, для начала необходимо выяснить, почему это произошло, а затем последовательно приступать к разрешению проблемы. Дополнительную информацию по этому вопросу можно получить, посмотрев видео в этой статье, или почитав другие материалы этой тематики на нашем сайте, а свои пожелания можно оставить в форме для комментариев.

Источник: http://stroimsamydom.ru/kak-opredelit-uroven-vody-v-skvazhine/

Уровень воды в скважине

Каждый владелец частного дома хочет иметь источник чистой воды на участке. Оптимальные варианты устройства точки водозабора – колодец или скважина. Однако в редких случаях такие конструкции могут функционировать недостаточно хорошо.

Например, воды в скважине мало, или она вообще закончилась. Даже при бурении скважины своими руками такая проблема не теряет значимости. Чтобы полноценно пользоваться скважиной, следует познакомиться с инструкцией по ее ремонту.

Важно разобраться, что такое статический уровень воды в скважине и как его измерить.

Главные причины перебоев водоснабжения

Вода может закончиться в скважине по нескольким причинам. Каждая требует внимательного разбора и анализа. Основные проблемы с перебоем водоснабжения следует рассмотреть подробнее.

Чем осуществляется промывка

Очень часто владельцы скважин говорят об отсутствии воды, когда ее просто мало – она медленно поступает к потребителю. Если вода в скважине быстро заканчивается, необходимо выполнить промывку источника.

Совет! При возникновении проблем с водоснабжением не следует начинать бурение нового источника. По мнению многих специалистов, это необходимо лишь в 20% случаев. Остальные проценты относятся к тем, кому просто нужно промыть источник. Для такой работы понадобится выполнить определенные действия.

Кроме того, следует подготовить:

• особый реагент;
• оборудование, за счет которого исключается гидроудар;
• компрессор.

Кроме того, после применения вышеперечисленных средств необходимо будет провести прокачку. Если мало воды в скважине, следует заподозрить ее засорение.

Если источник засорился

Довольно частой проблемой при эксплуатации скважины является ее засорение. Например, водоносный слой начинает забиваться илом. Его можно устранить все той же прокачкой. Эта работа имеет несколько особенностей:

• в источник под большим давлением подается жидкость;
• благодаря этому все загрязняющие включения удаляются;
• в результате вода станет свободно перемещаться по каналу, а ее циркуляции ничего не будет мешать.

Совет! При отсутствии вблизи скважины другого источника воды следует использовать для промывки емкость пожарной машины. Стоит учесть, что такая услуга обойдется дорого. Однако и качество промывки при выборе этого способа окажется более высоким.

Следует разобраться с такими понятиями, как статический и динамический уровень воды в скважине. Первый параметр замеряют после того, как вода в скважине простояла без откачки дольше часа. При этом давление воды внутри столба способно уравновесить давление пласта, воздействующее на воду в водоносном слое. Благодаря этому устанавливается равновесие, за счет чего уровень воды не поднимается.

Динамический уровень устанавливается в процессе добычи воды. Он может меняться. Это зависит от того, насколько производительным является насос. Определить динамический уровень можно в случае, когда объем прибывающей воды становится равным объему уходящей. В этом случае производительность насоса и дебет водозабора оказываются равными.

Обсадная труба выше уровня воды

В редких случаях может оказаться, что обсадная труба будет выше уровня воды. Такая ситуация может произойти в следующем порядке:

• сначала вода скапливается на дне скважины;
• затем ее начинают качать насосом;
• потом она не успевает прибывать, чтобы заполнить промежуток под обсадной трубой.

Чтобы решить такую проблему, следует просто дооборудовать сам источник. Однако это возможно только при наличии определенных конструкционных возможностей. Пути решения проблемы:

• пробурить скважину еще немного вниз;
• опустить ниже трубы.

Это позволит вернуть источнику работоспособность. Когда скважина дает мало воды, необходимо сначала определить причину, а затем выбрать способ ее устранения.

Скважина используется слишком редко

Воды в скважине может быть недостаточно и по причине крайне редкого использования источника. Чаще всего владельцы водозаборов не интересуются истинной причиной нехватки воды. Для них главное – чтобы источник работал исправно. Если точкой водозабора пользоваться редко, результат может быть следующим:

• Место, предназначенное для скопления воды, заполняется грунтом.
• Чтобы его это пространство освободилось для воды, следует начать регулярно эксплуатировать скважину.
• Быстро решить проблему можно промывкой. Свежий грунт вместе с водой покинет скважину. Когда вода из источника пойдет уже чистой, можно считать промывку завершенной.

Однако снова забрасывать скважину не следует. Это приведет к появлению старой проблемы.

Падает напор

Нередко пользователи сталкиваются и с другой проблемой. Скважина выдает слабый напор. В этой ситуации причины могут быть разными, поэтому их стоит рассмотреть подробно. Вследствие низкого давления воды некоторые бытовые приборы могут перестать исправно функционировать. К такой технике можно отнести:

• посудомоечную машину;
• стиралку;
• различные сантехнические устройства.

Подробнее следует рассмотреть причины такой проблемы. Кроме того, важно найти несколько путей их решения.

Причины падения напора

Существует несколько самых распространенных причин падения напора воды в скважине. Это объясняется сложностью конструкции. Каждая проблема решается определенным образом, поэтому все действия следует расписать по порядку.

Засорение одного из участков

Часто проблема появляется, когда один участок конструкции забивается. Многие владельцы скважин сталкиваются с такой проблемой. Довольно часто засоряются фильтры:

• механической очистки;
• тонкой очистки.

Совет! Сперва следует осмотреть умягчитель. Может быть, причина падения напора кроется именно в нем.

Оборудование настроено неправильно

Уровень давления обеспечивается за счет реле. Этот показатель регулируется за счет установки верхнего порога устройства. Принцип его работы довольно прост:

• Реле выключает насос еще до достижения порогом необходимого уровня.
• Необходимо, чтобы верхний порог был равен трем с половиной атмосферам – в случае с мембранным аккумулятором до 300 л.
• При наличии гидроаккумулятора до 500 л следует выставить верхний порог в пять атмосфер.

При невозможности достигнуть таких показателей можно считать, что гидроаккумулятор не в состоянии протолкнуть воду по сети. При этом неважно, какой мощностью обладает насос и какой у него напор.

Возникновение колебаний

Иногда давление начинается резко меняться. В этом случае говорят о возникновении колебаний. Такой процесс происходит регулярно – сначала давление приходит в норму, а затем снова падает. В этом случае можно говорить о неточно выставленном нижнем пороге. Даже когда жидкости в системе уже нету, насос не включается, поскольку не получает сигнала к работе.

Показатель нижнего порога выбирается исходя из стандартных параметров. Обычно такая характеристика составляет от 2,5 до 3,5 атмосфер. Это зависит от объема гидроаккумулятора.

Совет! Не следует сближать нижний и верхний порог давления. В противном случае насос будет постоянно включаться и выключаться. Это сократит срок службы агрегата.

Выводы

Учитывая все эти знания, можно разобраться, как устранить различные проблемы, которые возникают при эксплуатации скважины. Главное – узнать, в чем причина неисправности. При владении данными знаниями легче эксплуатировать собственный водозабор. Такие знания помогут выяснить, какой уровень воды в скважине имеется на данный момент и насколько он далек от проектного.

При таком подходе скважина будет исправно давать воду на протяжении многих лет. Чтобы узнать больше подробностей о промывке скважины или выяснении причины ее неисправности, можно ознакомиться с различными видео. Это поможет выполнить работу поэтапно, не упуская важных моментов.

Источник: http://bouw.ru/article/kak-opredelity-uroveny-vodi-v-skvazhine

Датчики динамического уровня воды в скважине

Статический и динамический уровень воды в скважине

Важнейшими исходными данными для начала проектирования системы подачи воды из индивидуальной скважины или колодца, являются статический и динамический уровни воды в скважине. Статический уровень определяется как расстояние от поверхности земли до поверхности воды в скважине при неработающем насосе.

  Но особенно актуальным является вопрос, как узнать глубину динамического уровня. Динамический уровень или динамический горизонт измеряется таким же образом, но при работающем насосе. У артезианских скважин оба этих уровня совпадают, а у высокопроизводительных скважин они отличаются, но не более чем на метр.

Динамический уровень зависит от нескольких факторов: диаметров скважины и выводной трубы, мощности насоса, а также от природных процессов, происходящих с грунтовыми водами. Динамический уровень не рекомендуется опускать ниже двух третей от общей глубины скважины.

Для измерения статистического и динамического уровня воды в колодце используют скважинные уровнемеры различного типа.

Тросовые и погружные гидростатические уровнемеры

Тросовые уровнемеры наиболее доступны и основаны на принципе измерения длины троса, погружаемого в скважину до уровня воды.

Они являются электроконтактными, то есть при контакте с водой электрическая цепь замыкается, загорается светодиод, и раздаётся звуковой сигнал для оповещения оператора.

Кроме надёжности и простоты, тросовые уровнемеры обеспечивают высокую точность измерения по шкале, нанесённой на трос. Неудобства эксплуатации уровнемеров указанного типа кроются в необходимости личного присутствия при измерении.

Погружные гидростатические уровнемеры работают по принципу измерения давления, пропорционального высоте находящегося над ними водного столба. Они обеспечивают непрерывное измерение.

Гидростатический уровнемер с выходным аналоговым сигналом позволяет снимать показания удалённо, подключать его к ПК или измерительным приборам, обеспечивать автоматическое отключение насоса в случае понижения уровня воды и предотвращать «сухой ход».

В настоящее время это две самых распространённых разновидности уровнемеров, рекомендуемых нашими инженерами для измерения уровня воды в скважине.

Модели уровнемеров для небольших скважин

Специалисты компании «Русавтоматизация» определили модели уровнемеров, хорошо показавшие себя в работе на скважинах индивидуальных приусадебных хозяйств.

Это пьезоэлектрический датчик уровня NivoPress NP, который может комплектоваться элементом для измерения температуры, сверхмалый погружной датчик для узких каналов LMK-306, миниатюрные датчики уровня MBLT с защитой от перенапряжений и грозовых разрядов.

Благодаря компактности и маленькому диаметру чувствительных элементов указанные модели уровнемеров широко используют на небольших водяных скважинах.

Источник: https://RusAutomation.ru/stati/datchiki-dinamicheskogo-urovnya-vody-v-skvazhine

Дебит скважины, как определить дебит скважины, динамический и статический уровни воды — Все о скважинах и воде

Вода набирается из водоносного горизонта в эксплуатационную трубу скважины, и, в свою очередь, выкачивается оттуда насосом.

Очевидно, что на протяжении длительного времени, насос не сможет выкачивать из скважины воды больше, чем способен отдать в эксплуатационную трубу водонос.

Поэтому всегда существует тот предельный объем, который можно получить из скважины за час – его и называют дебитом. Обратите внимание, не дебет, как в бухгалтерии, а именно дебит.

Точно определить абсолютный дебит скважины достаточно сложно – для этого необходимо время, специальные навыки и знания, а также специализированное оборудование.

Кроме того, даже если у Вас все это есть, дебит Вы, в лучшем случае, определите по состоянию на момент определения, и не более того.

Поскольку интенсивность насыщения водоносных горизонтов напрямую зависит от сезона и климатических условий, уже через неделю или месяц значение дебита той-же скважины при такой-же технологии измерения может заметно отличаться.

При бурении индивидуальных скважин на воду определение точного дебита обычно просто не имеет смысла. Поэтому компании, предлагающие услуги бурения скважин, измеряют дебит для внесения в паспорт скважины приблизительно , с учетом собственных возможностей и требований конкретного заказчика.

Все, что Вам нужно сказать бурильщикам для этого – сколько воды Вы планируете добывать из скважины (другими словами, какова будет производительность насоса).

Ведь главное не то, сколько воды теоретически можно добывать из Вашей скважины, а то, хватит ли воды в скважине конкретно для Ваших целей, верно?

Необходимую для Вас производительность насоса посчитать несложно – каждый планируемый «кран» (включая все смесители в доме, гараже, подсобных помещениях, а также на улице для полива) заберет на себя максимум 0,5 кубометра воды в час. Таким образом, если общее количество кранов с водой в хозяйстве 7, Вам нужен насос производительностью в 3,5 м 3 /ч, это в принципе уже с запасом, т.е. при условии одновременной эксплуатации сразу всех учтенных кранов.

Как определяют статический и динамический уровни воды?

После окончания бурения и промывки скважины, ей дают «отстояться» хотя бы сутки, после чего замеряют уровень набравшейся в эксплуатационную трубу воды.

Этот уровень показывает столб воды в трубе при отсутствии водозабора и называется статическим.

Нужно сказать, что в правильно устроенной скважине статический уровень всегда выше начала фильтровой зоны (зона водозабора из водоносного горизонта).

Далее для упрощенного измерения удельного дебита скважины обычно производят еще два замера уровня воды в эксплуатационной трубе – при водозаборе различной интенсивности – эти уровни воды называются динамическими. Для лучшего понимания того, что описано ниже, следует немного подробнее остановиться на том, как измеряется динамический уровень воды в скважине.

Итак, при отборе воды из скважины, уровень воды в эксплуатационной трубе постепенно падает, и, если интенсивность отбора не превышает дебит скважины, через какое-то время стабилизируется на определенной отметке.

Таким образом, динамический уровень воды – это тот уровень, который будет постоянно поддерживаться при непрерывном отборе воды с определенной интенсивностью (м 3 /ч).

Из чего следует, что для насосов разной производительности динамический уровень будет разным.

Чтобы не запутаться в определениях, важно помнить, что статический и динамический уровни воды в скважине измеряются в метрах от поверхности , т.е. когда фактический уровень воды падает (высота столба воды уменьшается) – значение динамического уровня воды в метрах – увеличивается.

Для определения дебита скважины используют либо насос большой производительности, регулируя водозабор краном на поверхности, либо же производят водозабор двумя различными способами – насосом и эрлифтом .

Нагляднее попробую объяснить принцип вычисления дебита на конкретном примере.

Предположим, имеем скважину глубиной в 50 метров , фильтровая зона (зона забора воды с водоносного горизонта) в этой скважине

kolodezman.ru

УРОВЕНЬ ДИНАМИЧЕСКИЙ - это... Что такое УРОВЕНЬ ДИНАМИЧЕСКИЙ?

УРОВЕНЬ ДИНАМИЧЕСКИЙ

— абс. отметка или глубина от устья скважины (в м), на которой держится уровень жидкости в скважине при той или иной величине отбора жидкости. Понижается с увеличением отбора и повышается с его уменьшением. При отсутствии отбора устанавливается статический уровень, отвечающий величине пластового давления для данного пласта.

Геологический словарь: в 2-х томах. — М.: Недра. Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др.. 1978.

• УРОВЕНЬ ДЕНУДАЦИИ НИЖНИЙ
• УРОВЕНЬ ЗНАЧИМОСТИ

Смотреть что такое "УРОВЕНЬ ДИНАМИЧЕСКИЙ" в других словарях:

• динамический диапазон — Разность, выраженная в дБ, между значениями сигнала (либо отношение значений сигнала), при которых происходит перегрузка усилителя, и уровнем шумов либо уровнем, заданным конструкцией усилителя [Система неразрушающего контроля. Виды (методы) и… …   Справочник технического переводчика

• динамический уровень — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN flowing levelworking level …   Справочник технического переводчика

• ДИНАМИЧЕСКИЙ ЦИФРОВОЙ ЗВУК — (SDDS, Sony Dynamic Digital Sound), система, позволяющая добиться стереофонического звучания в кинозале. Представлена в 1994 корпорацией SONY. SDDS может вместить до 8 каналов, конфигурация предусматривает 5 фронтальных каналов заэкранного звука …   Энциклопедия кино

• динамический диапазон ФЭПП — Отношение критической мощности излучения для ФЭПП к порогу чувствительности ФЭПП в заданной полосе частот. Обозначение Д Примечание Для ФЭПП, нелинейных в области пороговых засветок, вместо порога чувствительности выбирают минимальный уровень… …   Справочник технического переводчика

• ДИНАМИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ — уровень подземных вод, снизившийся вследствие откачки или повысившийся в результате нагнетания воды в водоносный горизонт …   Словарь по гидрогеологии и инженерной геологии

• Динамический — 21. Динамический расчет специальных инженерных сооружений и конструкций. Справочник проектировщика под ред. проф. Б.Г. Коренева, А.Ф. Смирнова. М.,: Стройиздат, 1986. Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• динамический диапазон — 2.23 динамический диапазон (dynamic range): Разность, выраженная в дБ, между значениями сигнала (либо отношение значений сигнала), при которых происходит перегрузка усилителя, и уровнем шумов либо уровнем, заданным конструкцией усилителя.… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Динамический стереотип — Двигательный стереотип (динамический стереотип)  устойчивый индивидуальный комплекс безусловно рефлекторных двигательных реакций, реализуемых в определенной последовательности в обеспечении позно тонических функций (походку, почерк, осанку). Как… …   Википедия

• Динамический уровень — ► dynamic head, flowing (working) level Уровень жидкости в работающей скважине. В скважинах наблюдаются установившиеся динамические уровни, замеряемые во время эксплуатации скважин при отборе из них в течение продолжительного времени одного и… …   Нефтегазовая микроэнциклопедия

• Уровень группового развития — качественная характеристика процесса группообразования, которая определяется степенью сформированности, зрелости межличностных отношений в конкретном сообществе. В мировой социальной психологии существует достаточно большое число самых разных… …   Энциклопедический словарь по психологии и педагогике

dic.academic.ru

Методика инженерного расчета параметров УЭЦН для нефтяной скважины.

1. Определяется плотность водогазонефтяной смеси на участке “забой – прием насоса”. Для этого задается допустимое для данного региона и данного типа насосов значение объемно-расходного газосодержания у входа в насос (принимается).

(В.1)

2. Определяется забойное давление, при котором обеспечивается заданный дебит скважины

(В.2)

где пластовое давление;заданный дебит скважины;

коэффициент продуктивности скважины.

3.Определяется глубина расположения динамического уровня при заданном дебите скважины

(В.3)

глубина расположения пласта.

4. Определяется давление на приеме насоса, при котором значение газосодержания на входе в насос не превышает заданного значения

(В.4)

давление насыщения нефти.

5. Определяется глубина подвески насоса по вертикали

6. Вычисляется глубина спуска насоса по оси скважины

7. Определяется температура пластовой жидкости на приеме насоса

(В.5)

- температурный градиент.

8. Вычисляется необходимый напор, который должен иметь насос при работе на воде

(В.6)

где диаметр насосно-компрессорных труб;

коэффициент, учитывающий влияние на напор насоса попутного газа и вязкости нефти. Принимается и определяется напор, который должен иметь насос при работе на воде, чтобы дебит

в системе скважина-установка электроцентробежного насоса (УЭЦН) соответствовал заданному значению

9. Определяется подача, которую должен иметь насос при работе на воде

(В.7)

коэффициент изменения подачи при работе на нефтегазовой смеси относительно водяной характеристики. Принимается и вычисляется подача насоса

10. По величине и внутреннему диаметру обсадной колонны выбирается из каталога типоразмер погружного центробежного электронасоса и определяются величины, характеризующие работу этого насоса. Такой установкой является ЭЦНА5-125-1615 (оптимальная подача насоса номинальный напор 1615м общее количество ступеней z=358 диаметр корпуса (пятая группа) , номинальная частота вращения номинальная мощность номинальный к.п.д. 43%.

Рисунок 2.1 − Характеристики насоса ЭЦНМ5-125. Количество ступеней

100 шт.

11. Определяется, используя законы подобия, скорость вращения ЭЦН для получения необходимой подачи на воде

(В.8)

12. Определяется величина напора насоса при работе на частоте

используя напорно-расходную характеристику (рис.2.4)

(В.9)

где значение напора для стандартного количества ступеней при

13. Определяется величина на которую необходимо переместить по вертикали сверху вниз параллельно самой себе паспортную кривую насоса, чтобы получить желаемую напорно-расходную характеристику работы на воде

(В.10)

14. Для корректировки напора насоса определяется число ступеней , которое надо удалить из насоса, чтобы напор насоса с меньшим числом ступеней стал равным напору, требуемому скважиной

(В.11)

15. Определяется скорректированное число ступеней насоса:

(В.11а)

16. Строится напорно-расходная характеристика насоса (рис. 2.1.а) с числом ступеней на номинальной частоте вращения , для чего значения напора определяются через значения на характеристике (рис. 2.1) по выражению:

(В.11б)

Рисунок 2.1а - Эксплуатационные характеристики насоса ЭЦНМ 5–50 с частотным преобразователем и скорректированным числом ступеней .

17. Строится семейство напорно-расходных характеристик насоса с частотным преобразователем скорости вращения вала ЦН для диапазона частот от до с интервалом в 5 или 10 Гц выше и ниже номинальной частоты . На рисунке 2.1а построены характеристики для частот и . Точки этих характеристик получаются в результате пересчета по законам подобия и лежат на квадратичных параболах , при этом значение подач насоса на частоте выражаются через подачи на номинальной частоте следующим образом:

(В.11в)

Результаты проведенных расчетов сведены в таблицу 2.1(а)

Таблица 2.1(а)– пересчет напорно-расходных характеристик насоса ЭЦНМ 5–50 для частот и

18. Для получения фактических значений напора и подачи насоса в системе УЭЦН – скважина строиться рабочая характеристика скважинной магистрали, которую можно представить следующим выражением:

, (В.11г)

где – статическая составляющая напора скважины, соответствующая режиму ; – коэффициент гидравлического сопротивления насосно-компрессорных труб, зависит от глубины скважины, шероховатости внутренней поверхности НКТ, вязкости нефти и д.р. Кривая работы скважины построена на рисунок 2.1а в соответствии с выражением 2.11г по двум точкам, из которых одна точка соответствует номинальному режиму работы на воде ( м3/сут; м), а другая вычислена для производительности м3/сут. Для данного режима скважины выполнены расчеты по формулам (2 – 6) и последовательно определены:

- забойное давление:

МПа (В.11д)

- динамический уровень при данном дебите скважины:

м (В.11е)

- давление на приеме насоса при значении газосодержания Г = 0,15

МПа (В.11ж)

- глубина подвески насоса по вертикали:

м (В.11з)

- глубина спуска насоса по оси скважины:

м (В.11и)

- необходимый напор насоса при работе на воде:

(В.11к)

м

19. Вычислены значения коэффициента сопротивления R и коэффициенты статического напора НСТ:

сут²/м⁵ (В.11л)

м

Построена на рис.2.1а рабочая характеристика скважинной магистрали по результатам ее расчетов, которые сведены в таблицу 2.1б

Таблица 2.1б – Данные расчета кривой скважины

Пересечения этой характеристики с семейством напорно-расходных характеристик в точках A, D, C дает фактические значения напора и дебита, которые обеспечивает насос ЭЦНМ 5–50 с частотным преобразователем в системе УЭЦН – скважина на воде в следующем диапазоне частот вращения ротора ЭЦНМ 5–5 0:

об/мин,

об/мин

При этом производительность (или дебит) скважины изменяется от м3/сут до м3/сут путем снижения напора насоса соответственно от м до м. Из рис. 2.1а видно также, что при дроссельном регулировании дебита скважины насос при дебите работает в точке В, что приводит к возрастанию напора до м и соответственно повышению мощности и энергопотребления УЭЦН, в сравнении с частотным регулированием на коэффициенте равный отношению:

(В.11м)

20. Находится к.п.д. выбранного насоса при работе в скважине. Предварительно оценивается значение коэффициента , учитывающего влияние вязкости проходящей через насос нефти по формуле

(В.12)

Таким образом, к.п.д. насоса, работающего в скважине, будет

(В.13)

21. Определяется мощность, которую будет потреблять насос при его работе на установившемся режиме системы скважина- УЭЦН при номинальной и

максимальной частоте:

кВт (В.14)

22. Определяется необходимая мощность на валу приводного двигателя при номинальной и максимальной частоте вращения его ротора:

кВт

(2.15)

где к.п.д. передаточного устройства, принимается равным 0,95 учитывая наличие протектора между насосом и погружным двигателем;

коэффициент, уточняющий мощность электродвигателя в регулируемых системах электроприводов (для нерегулируемого электропривода ).

Значения приведены в табл. 2.1 ; коэффициент запаса (рис.2.5), учитывающий неточности расчета При коэффициент равен 1,1; для значения приведены [2] на графике рисунок 2.2.

Таблица 2.1– Пределы регулирования скорости и значения регулируемых систем ЭП

Рисунок 2.2 - Коэффициент запаса для центробежных насосов

23. Выбирается типоразмер погружного электродвигателя, номинальная мощность которого при прочих равных условиях должна быть не менее где 1,3 – коэффициент запаса мощности двигателя в расчете на увеличение его ресурса, выработанный практикой эксплуатации установок ЭЦН. Диаметр погружного электродвигателя выбирается на 8…20 мм меньше внутреннего диаметра обсадной колонны нефтяной скважины. Например, для скважины с обсадной колонной 168 мм (внутренний диаметр DВН = 144 мм) применяемые электродвигатели имеют наружный диаметр 123 мм; для скважины с колонной 146 мм (DВН = 122 мм) электродвигатели имеют наружный диаметр 103 мм и 117 мм.

Выбирается штатный двигатель ЭД45-103 с номинальной мощностью Определяется отношение

Это отношение должно быть не менее 1,3 , что выполняется.

Проверяется разность

Величина не должна превышать одного шага в ряду номинальных мощностей погружных электродвигателей, что выполняется.

Параметры штатного электродвигателя ЭД45 – 103 серии ПЭД ТУ 3381-027-00220440-97

Мощность 45 кВт

Номинальное напряжение 1300В

Рабочий ток 29,7А

К.п.д. 81%

Коэффициент мощности 0,84

Синхронная скорость вращения 3000 об/мин

Скольжение 6,0%

Допустимая температура

окружающей среды 900С

Диаметр корпуса 103мм

Минимальная скорость

охлаждающей жидкости 0,08 мс

Приложение г