本發(fā)明涉及石油鉆探技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種測定水泥罐內(nèi)物料面位置的方法及超聲波測定裝置。

背景技術(shù)：

水泥儲罐是混拌和儲存水泥等粉狀物料的柱型球頂密閉容器，由于工作時需承受一定壓力，全部由金屬焊接而成，物料混拌和進出依靠壓縮空氣使之完全氣化摻混并隨氣體進出。長期以來，在罐外探知罐內(nèi)物料面位置全靠榔頭敲擊罐壁，通過不同回聲判斷物料面位置。經(jīng)常敲擊造成罐外漆皮脫落，罐面凹凸不平，罐體受傷，且當(dāng)罐內(nèi)物料面超出人體高度時(水泥儲罐高一般為6.5米)，無法通過敲擊判斷物料面位置,并且現(xiàn)行文件規(guī)定，明確禁止敲擊罐壁。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，可以利用激光、聲波測距技術(shù)在罐內(nèi)準確探測到靜物料面位置，省力可靠。但工作時壓縮空氣使物料氣化，罐內(nèi)粉塵彌漫，嚴重干擾激光、聲波的傳播，造成測距定位不準甚至無法實施。本發(fā)明意在發(fā)明一種從罐外探測罐內(nèi)物料面方法，不必敲擊罐壁，不受罐內(nèi)粉塵影響，通過判斷罐體聲波振幅變化即可得知罐內(nèi)物料面位置，減輕操作人員勞動強度，準確可靠，經(jīng)濟實用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種利用聲波傳播特性在固井水泥物料罐外測出罐內(nèi)物料面位置的方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種測定水泥儲罐內(nèi)物料面位置的方法，步驟一：建立被測罐體基本標識信息；步驟二：設(shè)置超聲波發(fā)射波為定向縱波和同向指示激光束并發(fā)射；步驟三：操作超聲波測定裝置接收信息；步驟四：根據(jù)超聲波顯示器上顯示振幅變化明顯時確定激光所指罐壁位置為罐內(nèi)物料面位置并做記錄。

所述步驟三開啟濾波單元，使所接收反射光波為首波。

超聲波測試距離為超聲波發(fā)射、接收測定裝置距水泥儲罐為15米以內(nèi)。

一種超聲波測定裝置，包括開關(guān)a1、超聲波接收顯示屏a2、電源a3、超聲波發(fā)射、接收口a4、激光束發(fā)射射口a5。

所述超聲波發(fā)射、接收器a設(shè)有濾波單元。

所述濾波單元獨立設(shè)置。

本發(fā)明的有益效果是：1)利用觀測超聲波振幅變化代替人工敲擊判斷，不傷及罐壁及罐表，對人身無傷害，安全可靠；2)不受罐高限制，可隨時測量，省時省力；3)罐外測量，不受罐內(nèi)粉塵干擾，靜態(tài)動態(tài)時都能測量，測量裝置不用定期維護，結(jié)果準確，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，經(jīng)濟實用。

附圖說明

圖1是水泥儲罐結(jié)構(gòu)示意圖，

圖2是超聲波測定罐內(nèi)物料面示意圖，

圖3是超聲波測定裝置接收顯示屏示意圖,

圖4是超聲波測定裝置發(fā)射示意圖,

圖5是反射波接收示意圖。

其中：

1、罐體2、進灰口3、進氣口4、氣化室

5、氣化床6、壓力表7、出灰口

a、超聲波測定裝置a1、開關(guān)

a2、超聲波接收顯示屏a3、電源

a4、超聲波發(fā)射、接收口a5、激光束發(fā)射射口

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細說明：

如圖1所示水泥儲罐，是利用壓縮空氣實現(xiàn)水泥混拌、輸入、輸出的鋼制壓力容器，包括：罐體1、進灰口2、進氣口3、氣化室4、氣化床5、壓力表6和出灰口7，工作時立于施工現(xiàn)場，罐內(nèi)儲有物料時，罐內(nèi)存儲的物料將會影響罐體振幅。

如圖2至圖4所示，超聲波測定裝置a，包括：開關(guān)a1、超聲波接收顯示屏a2、電源a3、超聲波發(fā)射、接收口a4、激光束發(fā)射射口a5，電源是超聲波發(fā)射接收部分、顯示屏的動力源；開關(guān)是測量裝置工作的控制元件，通過開啟、斷開開關(guān)，實現(xiàn)測量的受控工作；超聲波發(fā)射部分用于發(fā)射一定頻率縱向超聲波，由超聲波源產(chǎn)生(成品)，被隔音材料屏蔽，僅能從發(fā)射孔向外發(fā)送；反射波接收部分接收經(jīng)過罐壁反射、攜帶罐壁信息的反射波，并通過其內(nèi)的濾波檢測器單元，留下首波，剔除遲到波(可以與石油測井中已使用設(shè)備共享)；顯示部分用于將接收的反射波首波振幅顯示在顯示屏上；激光束發(fā)送部分受開關(guān)控制發(fā)送激光束，用以指示超聲波達到的位置。當(dāng)需要測定罐內(nèi)物料位置時，操作人員站在距罐5到15米距離位置，優(yōu)選8米，手持該裝置，啟動開關(guān)，自上而下豎直掃描罐體，超聲波發(fā)射裝置同時向罐壁發(fā)射束狀定向超聲波和激光束，由于操作人員距罐距離遠遠小于聲波傳播速度，并且罐壁的凹凸不平，接收裝置可立即接收到罐體的反射波，并將反射波振幅顯示在顯示屏上，振幅變化時激光束所指罐體位置即為罐內(nèi)物料面。

超聲波在固井水泥物料罐外測出罐內(nèi)物料面位置的原理如下：

水泥儲罐是利用壓縮空氣實現(xiàn)水泥混拌、輸入、輸出的鋼制壓力容器，工作時立于施工現(xiàn)場，罐內(nèi)儲有物料時，罐內(nèi)存儲的物料將會影響罐體振幅。測定罐內(nèi)物料位置時，在距罐5到15米，利用一能定向發(fā)送縱向超聲波、并能同時同向伴波發(fā)射激光束的裝置沿豎直方向自上而下掃描罐體，超聲波沖擊罐壁引起罐體振動，反射波帶著罐體振動信息返回并被接收裝置接收，將罐體振幅顯示在顯示屏上，由于罐內(nèi)物料影響罐體振動，改變了超聲波振幅，使物料面上下反射波振幅明顯變化，振幅變化明顯時激光所指罐壁位置即為罐內(nèi)物料面。

濾波單元是使超聲波測定裝置所接收到的反射光波為罐壁反射的首波，可以獨立設(shè)置，也可以設(shè)置在超聲波測定裝置上，和超聲波發(fā)射、接收裝置均為市售產(chǎn)品制定。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種測定水泥儲罐內(nèi)物料面位置的方法，步驟一：建立被測罐體基本標識信息；步驟二：設(shè)置超聲波發(fā)射波為定向縱波和同向指示激光束并發(fā)射；步驟三：操作超聲波測定裝置接收信息，此時開啟濾波單元，使所接收反射光波為首波；步驟四：根據(jù)超聲波顯示器上顯示振幅變化明顯時確定激光所指罐壁位置為罐內(nèi)物料面位置并做記錄。本發(fā)明的有益效果是：利用觀測超聲波振幅變化代替人工敲擊判斷，不傷及罐壁及罐表，對人身無傷害，安全可靠；不受罐高限制，可隨時測量，省時省力；罐外測量，不受罐內(nèi)粉塵干擾，靜態(tài)動態(tài)時都能測量，測量裝置不用定期維護，結(jié)果準確，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，經(jīng)濟實用。

技術(shù)研發(fā)人員：陳光;吳晉波;覃毅;尹璇;劉梅;郭琪;時永會;田紅軍;韓毅
受保護的技術(shù)使用者：中國石油集團渤海鉆探工程有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.07
技術(shù)公布日：2017.11.10