[发明专利]检测液位的系统和方法

说明书

技术领域

总体而言，本发明涉及远程检测，更具体地说，本发明涉及对钻孔(borehole)中的远程位置处的液位进行检测。

背景技术

在资源回收中，监测远离观察者的位置处的各种状况是有用的。具体地说，监测在针对勘探或生产目的已经钻出的钻孔的底部处或其附近的液位是有用的。因为这些钻孔会延伸几英里，所以为这种监测提供有线通信系统并不总是切合实际。

发明内容

本发明的一个实施方案的一个方面包括用于测量在衬有套管的井眼(wellbore)中的液位的设备，其包括：脉冲发生器，其可被设置并操作用以产生出沿着井眼朝着流体表面传播的电磁能量脉冲；检测器，其能被设置并且操作用以监测从流体的表面反射出并且沿着井眼朝着检测器传播的电磁脉冲的一部分；处理器，其被构造并布置成接收来自检测器的、代表所检出的电磁脉冲部分的信号并且对这些信号进行分析以确定流体的表面液位；以及泵控制器，其被构造并布置成接收来自处理器的距离信息，并且采用所述距离信息来控制位于井眼中的泵的操作。

本发明的一个实施方案的一个方面包括用于测量在衬有套管的井眼中的流体液位的设备，其包括：脉冲发生器，其可被设置并操作用以产生出沿着井眼朝着流体表面传播的电磁能量脉冲；检测器，其能被设置并且操作用以监测从流体的表面反射出并且沿着井眼朝着检测器传播的电磁脉冲的一部分；处理器，其被构造并布置成接收来自检测器的、代表所检出的电磁脉冲部分的信号，并且对这些信号进行分析以确定流体的表面液位。

本发明的一个实施方案的一个方面包括用于测量在井眼中的流体液位的系统，该系统包括：脉冲发生器，其可被设置并操作用以产生出沿着井眼朝着流体表面传播的电磁能量脉冲；检测器，其能被设置并且操作用以监测从流体的表面反射出并且沿着井眼朝着检测器传播的电磁脉冲的一部分；处理器，其被构造并布置成接收来自检测器的、代表所检出的电磁脉冲部分的信号，并且对该信号进行分析以确定流体的表面液位。

本发明的一个实施方案的另一个方面包括用于测量在包含第一井眼流体和第二井眼流体的井眼中的未混合的两种流体的液位的系统，所述第二井眼流体的密度低于第一流体的密度并且其介电常数也低于第一流体的介电常数，这两者都是已知的，所述系统包括：脉冲发生器，其可被设置并操作用以产生出沿着井眼朝着流体表面传播的电磁能量脉冲；检测器，其能被设置并且操作用以检测从各流体的表面反射出并且沿着井眼朝着检测器传播的电磁脉冲的相应部分；处理器，其被构造并布置成接收来自检测器的、代表电磁脉冲的检出部分的信号，并且对该信号进行分析以确定流体的表面液位。

本发明的一个实施方案的另一个方面包括用于测量在井眼中的流体液位的系统，其包括：频率发生器，其能被设置并且操作用以产生出沿着井眼朝着流体的表面传播的至少两个电磁频率信号；检测器，其能被设置并操作用以检测从流体的表面反射出并且沿着井眼朝着检测器传播的电磁信号的一部分；以及处理器，其被构造并布置成接收来自所述检测器的、表示电磁信号的检出部分的信号，并且对该信号进行分析以确定出流体的表面液位。

本发明的另一个方面包括用于控制位于衬有套管的井眼中的泵的方法，该方法包括：产生出沿着井眼朝着流体表面传播的电磁能量脉冲，检测出电磁脉冲中从流体的表面反射并且沿着井眼朝着检测器传播的一部分，接收来自检测器的、代表所检出的电磁脉冲部分的信号，并且对该信号进行分析以确定出流体的表面液位，并且根据所确定出的所述流体的表面液位来控制泵的操作。

本发明的一个实施方案的另一个方面包括用于测量在衬有套管的井眼中的流体液位的方法，该方法包括：产生出沿着井眼朝着流体表面传播的电磁能量脉冲，检测出电磁脉冲中从流体的表面反射并且沿着井眼朝着检测器传播的一部分，接收来自检测器的、代表所检出的电磁脉冲部分的信号，并且对该信号进行分析以确定出流体的表面液位。

本发明的一个实施方案的另一个方面包括测量在包含有第一井眼流体和第二井眼流体的井眼中的未混合的两种流体的液位的方法，所述第二井眼流体的密度低于第一流体的密度并且其介电常数也低于第一流体的介电常数，这两者都是已知的，该方法包括：产生出沿着井眼朝着这些流体表面传播的电磁能量脉冲，检测出电磁脉冲中从流体的表面反射并且沿着井眼朝着检测器传播的相应部分；接收来自检测器的、代表电磁脉冲的检出部分的信号，并且对该信号进行分析以确定出两种流体中的每一种流体的表面液位。