一種液位監測裝置及一種液位監測方法與流程
2023-05-18 01:35:21
本發明涉及液位控制、儲氣器技術領域，具體涉及一種液位監測裝置及一種液位監測方法。
背景技術：
地下儲氣是指利用地下氣密的多孔巖層或洞穴儲存燃氣，鹽穴儲氣即是地下儲氣的一種，是指將燃氣儲存在鹽穴中的一種方法。鹽穴，就是鹽礦開採後留下的礦洞，體積巨大且密封良好。利用水溶開採方式在地下較厚的鹽層或鹽丘中採礦後會形成地下洞穴，高溫高壓下的鹽具有將裂縫條下自動癒合的特點，一段時間後地下鹽穴就能夠成了很好的密封儲存庫，目前歐美等國家已經建立多個大型鹽穴儲氣庫。
注氣排滷是鹽穴儲氣的重要工藝步驟之一，主要是將注採管柱和排滷管柱下入井內，然後經過壓縮機加壓後的高壓天然氣便源源不斷的輸入注採管和排滷管環形空間，由於受氣體壓力的作用滷水便源源不斷通過排滷管排出地面……，由於地下活水的原因，對鹽穴中殘餘滷水液位的控制問題一直沒有得到很好地解決，在實際工作中，有造成剩餘滷水過多影響鹽穴利用率，或者剩餘滷水過少產生安全問題的隱患。
由於鹽穴的井口小，深度大，井下環境複雜等原因，難以對滷水液位進行監測，這也是目前鹽穴滷水液位難以控制的重要原因之一。
技術實現要素：
本發明的目的在於：針對目前滷水液位難以監測的問題，提供一種一種液位監測裝置及一種監測方法，能夠監測滷水液位是否在預設液位之下，從而實現滷水液位的監測。
為了實現上述目的，本發明採用的技術方案為：
一種液位監測裝置，包括管體，所述管體內設置有監測部件，所述監測部件包括限浮腔、上浮腔和限位部件；所述限浮腔與管體外部相通，所述限浮腔內設置有限浮件，所述限浮件在液體浮力設置在所述限浮腔的頂部，所述上浮腔內設置有上浮件，所述上浮腔的頂部設置有上開口，所述上浮腔通過所述上開口與管體內腔相通，以使所述上浮件在浮力作用下自由的通過所述上開口進入所述管體內腔； 所述限位部件包括限位件、彈性件和密封件，所述管體內設置有連通限浮腔和上浮腔的限位孔，所述限位件的一端滑動插入所述限位孔並伸入所述上浮腔從而限制所述上浮件上浮，所述彈性件設置在所述限位件和所述管體之間，以提供所述限位件遠離所述上浮腔而靠近所述限位腔的動力，所述限位件的另一端壓緊所述限浮件的側面；所述密封件設置在所述限位件上，以封堵所述限位孔。
作為優選，所述上浮件為球形，在管體內腔液體的流動力帶動情況下，不容易被異物卡住，能夠準確監測液位是否低於設定值，降低作業風險。
作為優選，所述限浮腔內設置有至少兩個所述上浮件，所述限位件沿重力方向疊加放置，能夠避免單個上浮件被卡住而造成的液位警示失敗，管體的壁厚也會相應的減小，從而減小材料成本。
作為優選，所述上浮件內部中空，由此，能夠增加上浮件浮力，同時降低上浮件的材料成本。
作為優選，所述上浮腔還具有用於連通所述管體內腔的下開口，所述下開口的尺寸小於所述上浮件的直徑，當限浮件移動後上浮件上浮時，上浮件不會因為上浮腔內壓力較低而不上浮，能夠順利的上浮以準確監測液位是否低於設定值，降低作業風險。
作為優選，所述管體的外壁軸線與所述管體內腔軸線不重合，所述管體壁厚較厚的一半為厚壁部，所述監測部件設置在所述厚壁部, 節省材料成本。
作為優選，所述限浮腔兩側各設置有一個所述上浮腔，能夠提供更多的警示信息。
作為優選，沿所述管體軸線方向設置有至少兩個所述監測部件，沿所述管體軸線方向布置位置不同的任意兩個監測部件中的上浮件直徑互不相同，如此，就能夠監測至少兩個液位高度。
本申請還公開了一種液位監測方法，使用上述的液位監測裝置監測液位，並對所述上浮件進行標記，一個監測部件中的上浮件採用同一種標記，液位高度相同的監測部件中的上浮件採用同一種標記，不同液位高度的監測部件中的上浮件採用不同標記。
作為優選，採用顏色、文字、圖形或其結合對所述上浮件進行標記。
作為優選，相應的文字、圖形或其結合由所述限位件表面凹陷和/或凸出形成，由於不是採用塗覆形式的標記，而是採用凹陷或凸出的方式，難以與液體反應而消失或編號，能夠長久使用，可靠性更高。
綜上所述：
由於採用了上述液位監測裝置，本申請的有益效果是：根據上浮件上浮即能夠確定目前液位低於上浮件放置的監測部件的位置，特別是在天然氣儲氣技術領域中的注氣排滷時，工作人員根據上浮件實時判定液位低於放置該上浮件放置的監測部件的位置，能夠及時了解井底液位是否低於預設值，如果低於預設值，則通過措施提高井底液位，避免出現事故；裝置更加簡單可靠，成本低廉；
由於採用了上述液位監測方法，本申請的有益效果是：能夠容易區布置於不同軸線位置的液位監測部件中的上浮件，能夠容易的知道目前管體外的液位高度低於多少值，簡單方便。
附圖說明
圖1為本申請監測裝置的剖面示意圖；
圖2為圖1中C的局部放大圖；
圖3為圖1中A-A的剖視圖；
圖4為圖1中B-B的剖視圖；
圖中標記：1-管體，11-管體內腔，12-蓋板甲，13-蓋板乙，131-通孔，21-上浮腔，211-上開口，212-下開口，22-上浮件，221-上浮件內腔，31-限浮腔，32-限浮件，4-限位部件，41-限位件,42-彈性件，43-密封件，44-限位孔。
具體實施方式
下面結合附圖，對本發明作詳細的說明。
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
如圖1-4所示，一種液位監測裝置，包括管體1，管體1內設置有監測部件，監測部件包括限浮腔31、上浮腔21和限位部件4；限浮腔31與管體1外部相通，限浮腔31內設置有限浮件32，限浮件32在液體浮力設置在限浮腔31的頂部，上浮腔21內設置有上浮件22，上浮腔21的頂部設置有上開口211，上浮腔21通過上開口211與管體管體內腔11相通，以使上浮件21在浮力作用下自由的通過上開口211進入管體管體內腔11； 限位部件4包括限位件41、彈性件42和密封件43，管體1內設置有連通限浮腔31和上浮腔21的限位孔44，限位件41的一端滑動插入限位孔44並伸入上浮腔21從而限制上浮件22上浮，彈性件42設置在限位件41和管體1之間，以提供限位件41遠離上浮腔21而靠近限浮腔31的動力，限位件41的另一端壓緊限浮件32的側面；密封件43設置在限位件41上，以封堵限位孔44。
在管體1內外充滿液體的情況下，當液位逐漸下降時，限浮件32也隨著液位的降低而下降，隨著液位的進一步下降，當限浮件32與限位件41脫離接觸時，限位件41在彈性件42的推動下移動而遠離上浮腔21，從而限位件41不能夠再限制上浮件22在浮力的作用下上浮，因此，上浮件22上浮並通過上開口211進入管體管體內腔11，並進一步上浮不能上浮為止，例如，上浮至頁面或被檢測物件擋住從而發現到上浮件22，因此，根據上浮件22上浮即能夠確定目前液位低於上浮件22放置的監測部件的位置，特別是在天然氣儲氣技術領域中的注氣排滷時，工作人員根據上浮件22實時判定液位低於放置該上浮件22放置的監測部件的位置，能夠及時了解井底液位是否低於預設值，如果低於預設值，則通過措施提高井底液位，避免出現事故。
上浮件22為球形，球形的上浮件22沒有尖角，相比於方形的上浮件22，球形的上浮件22不容易被卡住，能夠更順利的在管體管體內腔11中上浮，特別是在深井段，會採用多節管體1對接進行作業，管體1對接處難免存在一些向管體管體內腔11凸出的異物，容易阻擋上浮件22上浮，而採用球形的上浮件22，在管體管體內腔11液體的流動力帶動情況下，不容易被異物卡住，能夠準確監測液位是否低於設定值，降低作業風險。
限浮腔31內設置有至少兩個上浮件22，能夠同時釋放至少兩個上浮件22以警示液位情況，能夠避免單個上浮件22被卡住而造成的液位警示失敗，並且，限位件41沿重力方向疊加放置，由此，能夠讓處於上方的上浮件22限制處於下方的上浮件22上浮，而無需採用限位件41去限制，由此限位件41的長度能夠較小，並且，管體1的壁厚也會相應的減小，從而減小材料成本。
上浮件21內部中空，由此，能夠增加上浮件22浮力，同時降低上浮件22的材料成本，當然的，上浮件22要在管體管體內腔11中的液體中自由上浮，其平均密度小於管體管體內腔11中的液體，在注氣排滷作用中，上浮件22的平均密度小於滷水密度，同樣的，限浮件32密度大於管體管體內腔11中液體的密度，在注氣排滷作用中，限浮件32的平均密度大於滷水密度，如此，限浮件32才能夠在液位高於限浮腔31時一直能夠漂浮在限浮件32的頂部，才能抵住限位件41以卡住上浮件22。
上浮腔21還具有用於連通管體管體內腔11的下開口212，下開口212的尺寸小於上浮件21的直徑，以使上浮件22不能夠通過下開口212進入管體管體內腔11，下開口212設置在上浮腔21底部，並該下開口212處於上開口211的下方，由此，當限浮件32移動後上浮件22上浮時，上浮件22不會因為上浮腔21內壓力較低而不上浮，能夠順利的上浮以準確監測液位是否低於設定值，降低作業風險，優選的，在上浮腔21底部設置有下開口212，每一個上浮件22側面均設置有下開口212，上浮件22上浮更加順利。
限浮件32通過水溶性膠粘貼在限浮腔31頂部，水溶性膠，即遇水後粘性降低或消失的膠，或膠與粘貼部件脫落的膠，如此，在放入鹽井中前採用水溶性膠即可將限浮件32設置在限浮腔31的頂部，不至於在自重的作用下掉下來，並且，淹沒在液體裡後，由於該膠容易液體的水中，粘性降低或消失，當液位低於上浮腔21頂部時，限浮件32在自重的作用下遠離限浮腔31頂部。現有技術存在多種該膠，例如晨光的白乳膠，可以用水洗掉的膠，如晨光MF-7201白乳膠，。
管體1的外壁軸線與管體內腔11軸線不重合，管體1壁厚較厚的一半為厚壁部，監測部件設置在厚壁部,由於要在管體1內設置監測部件,這會增加管體1壁厚,為了減少流體阻力,一般採用等壁厚管體1,但是,為了節省材料,本實施例採用非等壁厚的管體1。
限浮腔31兩側各設置有一個上浮腔21，由此，就相當於一個限浮腔31配置了兩個上浮腔21，在兩個上浮腔21內均設置了上浮件22，能夠在同一個警示液位高度設置多個上浮件22，避免一些上浮件22被卡住而造成的警示失敗，同時，能夠提供更多的警示信息，每一個上浮件22都是一個警示信息，液位警示信息更容易被發現。
沿管體1軸線方向設置有至少兩個監測部件，沿管體1軸線方向布置位置不同的任意兩個監測部件中的上浮件22直徑互不相同，一個監測部件內可以具有多個上浮件22，在管體1上也可能設置多個監測部件，有些監測部件可能再管體1軸線方向的同一位置，有些在不同位置，在不同軸線位置的監測部件所監測的液位高度不同，如果採用同樣的上浮件22，在井口發現上浮件22時，就難以區分這些上浮來的上浮件22是哪一個液位高度上布置的監測部件所釋放的，就不能確定井中管體1外的液位高度，達到不到監測目的，因此，使不同軸線位置的監測部件中布置的上浮件22的直接互不相同，以將不同軸線位置的監測部件區分開來，如此，就能夠監測至少兩個液位高度。
一種液位監測方法，使用上述的液位監測裝置監測液位，並對上浮件22進行標記，一個監測部件中的上浮件22採用同一種標記，液位高度相同的監測部件中的上浮件22採用同一種標記，不同液位高度的監測部件中的上浮件22採用不同標記，如此，能夠容易區布置於不同軸線位置的液位監測部件中的上浮件22，能夠容易的知道目前管體1外的液位高度低於多少值，簡單方便。
進一步的，採用顏色、文字、圖形或其結合對上浮件22進行標記。
具體的，採用顏色對上浮件22進行標記，更具體的，一個監測部件中的上浮件22採用同一種顏色進行標記，液位高度相同的監測部件中的上浮件22採用同一種顏色進行標記，不同液位高度的監測部件中的上浮件22採用不同顏色進行標記，顏色容易辨識，可以直接在上浮件22表面塗覆上具有顏色的圖層即可，例如油漆，如此，能夠通過顏色辨識上浮件22是布置在哪一個液位高度的監測部件釋放的，就能夠確定目前管體1外的液位高度。
或者，區別於上述採用顏色進行標記，也可以採用文字對上浮件22進行標記，具體的，一個監測部件中的上浮件22採用同一種文字進行標記，液位高度相同的監測部件中的上浮件22採用同一種文字進行標記，不同液位高度的監測部件中的上浮件22採用不同文字進行標記，文字可以是漢字、英文、英文字母、數字或前述幾種的集合，以區別布置在管體1上不同軸線位置的監測部件中的上浮件22，由此，能夠通過辨識文字確定上浮件22是布置在哪一個液位高度的監測部件釋放的，就能夠確定目前管體1外的液位高度。
或者區別上述採用顏色或文字進行標記，也可以採用圖形進行標記，具體的，一個監測部件中的上浮件22採用同一種圖形進行標記，液位高度相同的監測部件中的上浮件22採用同一種圖形進行標記，不同液位高度的監測部件中的上浮件22採用圖形文字進行標記，如三角形、圓形或多邊形等幾何圖形，也可以是各種人的動作圖形，各類動物的圖形等，由此，能夠通過辨識文字確定上浮件22是布置在哪一個液位高度的監測部件釋放的，就能夠確定目前管體1外的液位高度。
當然，也可以採用顏色、文字、圖形這三種中的任意兩種進行結合以標記上浮件22，也可以同時採用顏色、文字和圖形對上浮件22進行標記，顏色、文字或圖形可以採用塗層的形式塗覆在上浮件22上。
但是，由於上浮件22的顏色一般是塗覆在上浮件22表面的，而上浮件22會暴露於液體中，液體中的一些化學物質可能會對上浮件22表層的顏色塗層反應，致使上浮件22顏色消失或變色，如此，就達不到標記區分的目的，同樣，塗覆在上浮件22上的文字或圖形也是如此。因此，進一步的，文字、圖形或其結合由限位件41表面凹陷和/或凸出形成，即採用凹陷標記/凸出標記的形式進行標記，凹陷標記即是上浮件22表面凹陷以形成文字、圖形或二者的結合，凸出標記即是上浮件22表面凸出形成的文字、圖形或二者的結合，此時，由於不是採用塗覆形式的標記，而是採用凹陷或凸出的方式，難以與液體反應而消失或編號，能夠長久使用，可靠性更高。
凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。