|
-8
-7,5
-7
-6,5
-6
-5,5
-5
-4,5
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
b =
b =
b =
2,5 10 Нп с/м
а
5 10 Нп с/м
1 10 Нп с/м
.
.
.
-7
-6
-7
Δt
, мкс
x
, м
-3
-2,5
-2
-1,5
-1
-0,5
0
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
б
Δt
, мкс
x
, м
Рис. 4. Отклонение времени прихода выбранной точки от
х
/
С
0
:
а – по «пересечению нуля», б – по первому максимуму
В разделе 3.3.2. проведена оценка изменения температуры волновода в ре-
альных условиях. В пределе, для резервуаров, перепад температур может до-
стигать 130
0
С, а в наблюдательных скважинах до - 90
0
С Для стержней, изго-
товленных из Ст3 и Х18Н10 в лабораторных условиях, были измерены темпе-
ратурные коэффициенты скорости распространения УЗК (
β
), значения которых
составили 0,83 ± 0,04 и 0,78 ± 0,04 м/(с·град) соответственно. Для учета влияния
перепада температуры волновода была предложена методика расчета уровня,
учитывающая линейное изменение температуры волновода от поплавка до при-
емного преобразователя.
11
Расчеты основывались на том, что средняя скорость
0
V
измерялась при тем-
пературе + 20
0
С, а скорость в волноводе определялась по формуле
L
x
T
T
C
T
V
x
V
Ж
Ж
)
(
20
)
(
1
0
0
,
(4)
где
L(Δτ)
- путь распространения УЗК от акустического излучателя (поплавка)
до приемного преобразователя за измеренное время
Δτ
,
T
Ж
- температуры жид-
кости,
T
1
- температуры верхнего торца волновода.
В разработанных скважинных измерительных комплексах серии «Кедр»
измерение температуры осуществляется в приемном преобразователе, распо-
ложенном в непосредственной близости от верхнего торца волновода, а также в
жидкости, посредством выносного температурного датчика. В стационарной
системе измерения уровня в резервуарах измерение проводилось вдоль волно-
вода в четырех точках.
На основе формулы (4) было получено выражение для расчета уровня жид-
кости для случая, когда скорость УЗК линейно изменяется вдоль волновода
С
T
V
T
T
T
T
L
Ж
Ж
Ж
0
0
1
1
20
1
ln
)
(
.
(5)
Предлагаемая методика расчета по формуле (5) позволяет учитывать не
только линейные изменения температуры, но и иные законы, в том числе за-
данные табличным способом.
Для повышения достоверности результатов измерения при ограниченной
выборке измерений применялся специальный алгоритм отбраковки грубых от-
счетов (раздел 3.4.), основанный на неравенстве
n
t
X
X
j
i
n
,
2
для
n
= 3 - 7,
где
t
a,n
коэффициенты Стьюдента,
n
– число измерений,
σ
– с.к.о. ошибки изме-
рения уровня.
В разделе 3.3 рассмотрено влияние шумовой составляющей сигнала на до-
стоверность и точность измерения уровня. Проведен анализ возникновения
грубых ошибок при изменении напряжения порога обнаружения
U
пор
. Рассмот-
рено два фактора их возникновения. Первый – преждевременное срабатывание
схемы обнаружения от собственных шумов при малом напряжении
U
пор
и вто-
рой – пропуск первой полуволны при увеличении
U
пор
. Оценка проводилась для
величин
γ
= А
1
/σ
ш
– относительной амплитуды и
ψ
П
= U
пор
/σ
ш
- относительного
порога, где
A
1
– амплитуда первой полуволны акустического импульса,
σ
ш
–
среднеквадратическое напряжение шума.
Предложено для расширения диапазона и уменьшения вероятности грубых
ошибок в схему приема акустических сигналов ввести селектор по длительно-
сти (устройство 9 на рис.3.) превышения порога.
Средствами вероятностного моделирования определена зависимость веро-
ятности грубой ошибки от влияющих факторов
п
1
,
,
,
,
1
сел
ш
пор
ш
сел
пр
р
р
го
t
f
U
A
t
f
P
P
P
P
,
12
где
Δt
сел
- пороговый уровень селектора длительности,
U
пор
– напряжение порога
компаратора,
P
р
– вероятность раннего срабатывания на интервале времени
распространения акустического импульса по волноводу,
P
пр
– вероятность про-
пуска первой полуволны. Рассматривалась наихудшая ситуация, когда акусти-
ческий излучатель находился на расстоянии 3 м от приемного преобразователя.
Результаты моделирования, представленные на рис.5. показывают, что при за-
данной вероятности грубых ошибок
P
го
= 0,05 и
Δt
сел
= 1,5 мкс применение се-
лекции по длительности позволяет уменьшить уровень
U
пор
с 4,4
σ
ш
до 2,5
σ
ш
.
Do'stlaringiz bilan baham: |
