[发明专利]用于感测液位的系统和方法

说明书

背景技术

本申请是2009年10月5日提交的美国专利申请No.12/573,434的部分继续申请，并且是2010年10月6日提交的PCT/US2010/051283的部分继续申请，以引用的方式将这两个申请中的每一个并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及远程感测，并且，更具体地涉及感测在远程位置处的钻孔中的液位。

现有技术

在资源回收中，监控在远离观测者的位置处的各种条件会是有用的。尤其是，为了勘探或生产目的而提供监控在钻出的钻孔的底部处或其附近的液位是有用的。由于这种钻孔可延伸数米，所以对于这种监控提供有线通信系统并不总是实用。

发明内容

本发明的实施例的一个方面包括一种用于测量壳体内衬（casing-lined）井眼中的流体液位的设备，该设备包括：脉冲发生器，可定位和可操作用来生成沿着井眼向着流体的表面传播的电磁能量的脉冲；检测器，可定位和可操作用来检测从流体的表面反射且沿着井眼向着检测器传播的电磁脉冲的一部分；处理器，被配置和布置为从检测器接收表示电磁脉冲的检测部分的信号并分析它们以确定流体的表面的液位；以及泵控制器，被配置和布置为从处理器接收距离信息并使用该距离信息来控制位于井眼中的泵的操作。

本发明的实施例的一个方面包括一种用于测量壳体内衬井眼中的流体液位的设备，该设备包括：脉冲发生器，可定位和可操作用来生成沿着井眼向着流体的表面传播的电磁能量的脉冲；检测器，可定位和可操作用来检测从流体的表面反射且沿着井眼向着检测器传播的电磁脉冲的一部分；处理器，被配置和布置为从检测器接收表示电磁脉冲的检测部分的信号并分析它们以确定流体的表面的液位。

本发明的实施例的一个方面包括一种用于测量井眼中的流体液位的系统，该系统包括：脉冲发生器，可定位和可操作用来生成沿着井眼向着流体的表面传播的电磁能量的脉冲；检测器，可定位和可操作用来检测从流体的表面反射且沿着井眼向着检测器传播的电磁脉冲的一部分；以及处理器，被配置和布置为从检测器接收表示电磁脉冲的检测部分的信号并分析它以确定流体的表面的液位。

本发明的实施例的另一个方面包括用于测量井眼中的两种未混合的流体液位的系统，该井眼包含第一井眼流体和第二井眼流体，第二井眼流体具有比第一流体低的密度和已知的基本上比第一流体低的介电常数，该系统包括：脉冲发生器，可定位和可操作用来生成沿着井眼向着流体的表面传播的电磁能量的脉冲；检测器，可定位和可操作用来检测从流体的表面反射且沿着井眼向着检测器传播的电磁脉冲的相应部分；以及处理器，被配置和布置为从检测器接收表示电磁脉冲的检测部分的信号并分析它以确定这两种流体中的每一种的表面的液位。

本发明的实施例的另一个方面包括一种用于测量井眼中的流体液位的系统，该系统包括：频率发生器，可定位和可操作用来产生沿着井眼向着流体的表面传播的至少两种电磁频率信号；检测器，可定位和可操作用来检测从流体的表面反射且沿着井眼向着检测器传播的电磁信号的一部分；以及处理器，被配置和布置为从检测器接收表示电磁信号的检测部分的信号并分析它们以确定流体的表面的液位。

本发明的实施例的另一个方面包括用于控制位于壳体内衬井眼中的泵的方法，该方法包括：生成沿着井眼向着流体的表面传播的电磁能量的脉冲；检测从流体的表面反射且沿着井眼向着检测器传播的电磁脉冲的一部分；从检测器接收表示电磁脉冲的检测部分的信号；以及分析该信号以确定流体的表面的液位；以及，基于确定的流体的表面的液位来控制泵的操作。

本发明的实施例的另一个方面包括用于测量壳体内衬井眼中的流体液位的方法，该方法包括：生成沿着井眼向着流体的表面传播的电磁能量的脉冲；检测从流体的表面反射且沿着井眼向着检测器传播的电磁脉冲的一部分；从检测器接收表示电磁脉冲的检测部分的信号；以及分析该信号，以确定流体的表面的液位。

本发明的实施例的另一个方面包括用于测量井眼中的两种未混合的流体液位的方法，该井眼包含第一井眼流体和第二井眼流体，第二井眼流体具有比第一流体低的密度和已知的基本上比第一流体低的介电常数，该方法包括：生成沿着井眼向着流体的表面传播的电磁能量的脉冲；检测从流体的表面反射且沿着井眼向着检测器传播的电磁脉冲的相应部分；以及从检测器接收表示电磁脉冲的检测部分的信号并分析它以确定这两种流体中的每一种的表面的液位。