Устройство контроля плотности рассола в камере

 

Изобретение относится к технике добычи ископаемых солей подземным растворением в недрах, главным образом к горно-химической промышленности, и может быть использовано также в других отраслях промышленности, производящих добычу рассолов через буровые скважины. Техническим результатом является осуществление возможности установки устройства и оперативный контроль плотности рассола в камере. Для этого устройство содержит регистрирующий блок и погруженный в рассол измерительный блок с чувствительными элементами. При этом измерительный блок выполнен в виде оптоволоконного кабеля, закрепленного на внешней стороне рассолоподъемной трубы, на нижнем конце которого на расстоянии, равном высоте камеры, устанавливают чувствительные элементы в виде отражательных датчиков из оптически активного материала, а на верхнем конце оптоволоконного кабеля установлен источник поляризованного света и регистрирующий блок с фокусирующей линзой и экраном. 1 ил.

Изобретение относится к технике добычи ископаемых солей подземным растворением в недрах, главным образом к горно-химической промышленности, и может быть использовано также в других отраслях промышленности, производящих добычу рассолов через буровые скважины.

Известен уровнемер для жидкости (патент РФ 2183316, 7 G 01 F 23/00, 23/68, 08.11.2000), содержащий излучатель, фотоприемник, направляющую трубку, в которой размещен поплавок, согласно изобретению вдоль светопроводной направляющей трубки размещены попарно световоды, предназначенные для подвода к оптическому элементу обработки светового сигнала, установленному на поплавке, фотоэнергии от излучателя и ее передачи к приемнику, высота оптического элемента обработки светового сигнала выполнена больше шага вертикального размещения световодов. Недостатком данного устройства является невозможность установки его в условиях камер подземного растворения солей и невозможность оперативного контроля плотности рассола в камере.

Известен способ сооружения подземной емкости в отложениях каменной соли (патент РФ 2118606, кл. В 65 G 5/00, опубл. 10.09.1998), принятый за прототип, включающий контроль плотности рассола в камере при помощи устройства, содержащего измерительный блок с чувствительными элементами и регистрирующий блок. Недостатком данного устройства является невозможность его установки непосредственно в камере подземного растворения солей и невозможность оперативного контроля плотности рассола в камере.

Техническим результатом изобретения является осуществление возможности установки устройства и оперативный контроль плотности рассола в камере.

Технический результат достигается тем, что устройство контроля плотности рассола в камере, содержащее регистрирующий блок и погруженный в рассол измерительный блок с чувствительными элементами, причем согласно изобретению измерительный блок выполнен в виде оптоволоконного кабеля, закрепленного на внешней стороне рассолоподъемной трубы, на нижнем конце которого на расстоянии, равном высоте камеры, устанавливают чувствительные элементы в виде отражательных датчиков из оптически активного материала, а на верхнем конце оптоволоконного кабеля установлен источник поляризованного света и регистрирующий блок с фокусирующей линзой и экраном.

Применение предлагаемого устройства по сравнению с прототипом позволяет осуществить возможность установки устройства и оперативный контроль плотности рассола в камере.

Сложность управления процессом подземного растворения с помощью буровых скважин заключается в отсутствии возможности визуального наблюдения за ходом процесса растворения соляной залежи (пласта соли) в недрах и наличии многих факторов, как природных, так и гидродинамических, физико-химических, которые влияют на ход процесса растворения.

Управление процессом растворения включает контроль и регулирование формообразования камер и полостей растворения; положения уровня нерастворителя в камере (полости); установки эксплуатационных колонн труб (водоподающей и рассолоподъемной) на заданных глубинах; заданных количественных и качественных показателей потоков (растворитель, рассол и нерастворитель); бесперебойной работы насосных станций воды, рассола, нерастворителя.

Надежность управления достигается выбором надежных средств контроля и автоматизации.

Наиболее трудоемкой работой при управлении растворением солей с помощью буровых скважин является контроль за формообразованием камер растворения.

Важное значение для управления процессом подземного растворения имеет контроль и регулирование количественных и качественных показателей жидкостных потоков, участвующих в процессе растворения. Контролю и учету подлежит:

- концентрация рассола;

- давление в трубопроводах воды, рассола и нерастворителя.

Устройство контроля поясняется схемой, представленной на чертеже, где:

1 - источник поляризованного света;

2 - подающие нити оптоволоконного кабеля;

3 - приемные нити оптоволоконного кабеля;

4 - фокусирующая линза;

5 - экран;

6 - регистрирующий блок;

7 - рассолоподъемная труба;

8 - обсадная труба;

9 - нерастворитель (например, дизельное топливо);

10 - водоподающая труба;

11 - оптоволоконный кабель;

12 - отражательные датчики из оптически активного материала (например, из эпоксидной смолы с отвердителем);

13 - соляная залежь.

Устройство для контроля работает следующим образом: соляную залежь 13 вскрывают скважиной, обсаживают ее, оборудуют рабочими трубами: обсадной трубой 8, водоподающей трубой 10 и рассолоподъемной трубой 7. По мере спуска на внешнюю сторону рассолоподъемной трубы 7 крепят оптоволоконный кабель 11 с отражательными датчиками 12. Подают растворитель (например, воду), а по пространству между обсадной трубой 8 и водоподающей трубой 10 в камеру подают нерастворитель 9 (например, дизельное топливо), который, растекаясь под кровлей камеры, образует защитную "пленку". Отрабатывают запасы камеры растворения. Контроль за давлением в камере производят подачей от источника поляризованного света 1 сигнала по подающим нитям оптоволоконного кабеля 2. Сигнал после прохода сигнала по подающим нитям оптоволоконного кабеля 2 попадает на отражательные датчики 12, выполненные из оптически активного материала (например, из эпоксидной смолы с отвердителем), после отражения от отражательных датчиков 12 сигнал по приемным нитям оптоволоконного кабеля 3 попадает в регистрирующий блок 6, в котором находится фокусирующая линза 4, с помощью которой получают изображение на экране 5. При изменении давления в камере растворения изображение смещается на некоторую величину, по значению которой получают давление в камере, а из него вычисляют плотность рассола в камере по формуле p=P/(gh), где р - плотность рассола в камере, кг/м³; Р - давление рассола в камере, Па; g - ускорение свободного падения, g=9,81 м/с²; h - высота столба жидкости, м.

Применение данного устройства оперативного контроля плотности рассола в камере обеспечивает следующие преимущества:

- позволяет повысить извлечение соли при эксплуатационной отработке запасов камеры растворения;

- оперативный контроль за параметрами камеры.

Формула изобретения

Устройство контроля плотности рассола в камере, содержащее регистрирующий блок и погруженный в рассол измерительный блок с чувствительными элементами, отличающееся тем, что измерительный блок выполнен в виде оптоволоконного кабеля, закрепленного на внешней стороне рассолоподъемной трубы, на нижнем конце которого на расстоянии, равном высоте камеры, устанавливают чувствительные элементы в виде отражательных датчиков из оптически активного материала, а на верхнем конце оптоволоконного кабеля установлен источник поляризованного света и регистрирующий блок с фокусирующей линзой и экраном.

РИСУНКИ

Рисунок 1