Уровнемер (эхолот) автоматический АПДУ-1
Уровнемер (эхолот) автоматический MGT АПДУ-1 — автономный акустический прибор предназначенный для автоматического измерения статического и динамического уровня жидкости в затрубном пространстве нефтяных добывающих скважин с насосным оборудованием (УЭЦН, ШГН). Принцип действия — акустический: прибор формирует звуковой импульс в затрубное пространство через трубную головку скважины, принимает отражённый от поверхности жидкости (ГЖР — граница газ-жидкость) эхо-сигнал и по времени пробега импульса рассчитывает расстояние до уровня жидкости.
Принципиальная особенность MGT АПДУ-1 — полностью автоматический режим работы без участия оператора. После однократного программирования через смартфон прибор выполняет измерения по расписанию (1–2 и более замеров в сутки), записывает результаты в память и при необходимости передаёт данные через блок сбора и передачи информации MGT БСПС-2 по каналам RS-485, GSM или LoRa WAN в систему телемеханики или SCADA. Это отличает АПДУ-1 от портативного прибора MGT ПДУ-1, который требует физического присутствия оператора на скважине.
Уровнемер АПДУ-1 прошёл опытную эксплуатацию на Старо-Кадеевском месторождении АО «ГРИЦ» и показал высокую надёжность и стабильность. Вес носимого комплекта — не более 5 кг. Работает на автономном питании от встроенного аккумулятора или батарей до 2 лет при ежедневном измерении. Моментальная готовность к замеру после включения без паузы между замерами. Нет поворотных узлов, кнопок и дисплеев — высокая механическая надёжность в полевых условиях.
Комплектация
- Корпус
- Генератор акустических импульсов
- Микрофон (акустический приёмник)
- Микроконтроллер с АЦП
- Батарейный блок (источник питания)
- Bluetooth / NFC модуль
Принцип работы
-
1
MGT АПДУ-1 реализует принцип импульсного акустического зондирования (эхолотирования) с измерением времени пробега звукового импульса от устья скважины до поверхности жидкости и обратно.
-
2
В заданный момент времени (по расписанию) или по команде оператора встроенный электрогенератор акустических импульсов через клапан или патрубок на трубной головке скважины формирует короткий интенсивный звуковой импульс давлением в затрубное пространство. Импульс распространяется вниз по затрубному пространству со скоростью звука в газовой среде (смесь попутного нефтяного газа и паров нефти).
-
3
При достижении границы газ-жидкость (ГЖР) — поверхности жидкости — импульс отражается и возвращается вверх как эхо-сигнал. Встроенный микрофон на устье фиксирует время прихода отражённого сигнала. Микроконтроллер вычисляет расстояние до уровня жидкости: L = (v × t) / 2, где v — скорость звука в газе, t — время пробега импульса. Для точного расчёта скорость звука уточняется по известным муфтовым соединениям НКТ — их отражения от муфт фиксируются как «реперные отметки» на эхограмме.
Технические характеристики
| № | Наименование характеристики | Значение |
| 1 | Диапазон контролируемых уровней, м | 20 … 6 000 |
| 2 | Разрешающая способность по уровню, м | ≤ 1 |
| 3 | Диапазон контролируемых давлений, кгс/см2 | 0 … 100 |
| 4 | Разрешающая способность по давлению, кгс/см2 | 0,1 |
| 5 | Рабочий диапазон давлений ручного клапана, кгс/см2 | 0 … 100 |
| 6 | Рабочий диапазон давлений автоматического клапана, кгс/см2 | 0,8 … 50 |
| 7 | Ресурс непрерывной работы в нормальных условиях, замеров уровня | ≥ 4 000 |
| 8 | Время заряда встроенного аккумулятора, ч | ≤ 3 |
| 9 | Канал связи с датчиком | Bluetooth LE |
| 10 | Радиус действия канала связи, м | ≥ 30 |
| 11 | Способ установки связи с устройством | NFC |
| 12 | Рабочий диапазон температур, °С | -40 … +50 |
| 13 | Срок службы, лет | от 5 лет |
| 14 | Масса, кг | 5,2 |
Порядок работы
-
1
Установка на скважине: присоединить АПДУ-1 к специальному патрубку (штуцеру) на трубной головке (затрубном кране или буферном патрубке). Убедиться в плотности соединения и отсутствии утечек газа. При необходимости — установить NFC-метку со скважинными данными на удобной поверхности вне взрывоопасной зоны.
-
2
Программирование через смартфон: открыть приложение MGT на смартфоне. Подключиться к АПДУ-1 через Bluetooth. Ввести данные скважины: глубина подвески насоса, скорость звука (или использовать автоматическое определение по муфтовым отражениям), интервал измерений, параметры связи. При наличии NFC-метки — считать данные через NFC без ручного ввода.
-
3
Запуск автоматической работы: активировать программу измерений. Прибор переходит в режим пониженного потребления (sleep) и пробуждается по расписанию для выполнения замеров. Оператор может покинуть скважину.
-
4
Передача данных: при подключении к MGT БСПС-2 данные автоматически передаются по RS-485 в блок, откуда поступают по GSM или LoRa WAN в диспетчерский центр или SCADA. В переносном режиме — данные считываются на смартфон через Bluetooth при очередном посещении скважины.
-
5
Оперативный замер (ручной режим): для немедленного одиночного замера — подключить смартфон, нажать «Замер» в приложении. Результат отображается на экране смартфона немедленно — без паузы и ожидания.
-
6
Анализ данных: в приложении или в системе телемеханики просмотреть динамику изменения уровня. Построить КВУ/КПУ. Оценить дебит скважины, состояние насосного оборудования, необходимость оптимизации режима работы.
-
7
Обслуживание: проверить заряд батарей через приложение. При снижении ниже порогового — заменить элементы питания. Осмотреть акустическую насадку на патрубке на предмет засорения парафином или отложениями.
Вопросы и ответы
Для автоматического измерения уровня жидкости в затрубном пространстве нефтяных скважин акустическим методом (эхолотирование). Обеспечивает непрерывный контроль динамического и статического уровня, построение кривых КВУ/КПУ и передачу данных в системы телемеханики.
АПДУ-1 — стационарный автоматический прибор: работает без оператора по расписанию до 2 лет на одном заряде, передаёт данные в SCADA. ПДУ-1 — переносной: оператор привозит его на скважину для оперативного замера. АПДУ-1 подходит для постоянного мониторинга, ПДУ-1 — для периодического.
На нефтяных добывающих скважинах с УЭЦН и ШГН. Применяется для долгосрочного автономного контроля уровня жидкости, вывода скважин на технологический режим после ремонта, гидродинамических исследований (КВУ/КПУ), интеграции в системы телемеханики и SCADA.
До 2 лет при 1–2 замерах в сутки. Низкое потребление обеспечивается глубоким режимом сна между измерениями. Уровень заряда батарей контролируется через приложение MGT на смартфоне.
Через смартфон посредством приложения MGT (Bluetooth). Задаются: интервал измерений, глубина подвески насоса, параметры связи. При наличии NFC-метки на скважине — данные считываются автоматически через NFC без ручного ввода, что снижает риск ошибки.
Через блок сбора и передачи данных MGT БСПС-2 по трём каналам: RS-485 (проводная шина до 32 приборов), GSM (передача через сотовую сеть) и LoRa WAN (беспроводной дальнодействующий радиоканал). Данные поступают в системы телемеханики или SCADA.
Корректная скорость звука в газе затрубного пространства — АПДУ-1 определяет её автоматически по муфтовым отражениям НКТ. Данные о глубине подвески насоса должны быть введены в прибор или записаны в NFC-метку для проверки корректности результата.
Пассивный элемент с данными скважины (глубина подвески насоса, тип НКТ, скорость звука), устанавливаемый на скважине вне взрывоопасной зоны. При считывании смартфоном через NFC данные автоматически загружаются в прибор — без ручного набора, без ошибок, особенно удобно в холодный период.
Документы и сертификаты
Обозначение
- Тип исполнения (автоматический)
- Автоматический датчик уровня жидкости
