[發(fā)明專利]水位監(jiān)測裝置和水位監(jiān)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010572550.2
• 申請日: 2010-12-01
• 公開（公告）號: CN102486392A
• 公開（公告）日: 2012-06-06
• 發(fā)明（設計）人: 楊蘭和;陳峰;李慶堂;劉江濤
• 申請（專利權）人: 烏蘭察布新奧氣化采煤技術有限公司;新奧科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: G01F23/14
• 分類號: G01F23/14
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 楊娟奕

技術領域

本發(fā)明涉及一種水位監(jiān)測裝置及其水位監(jiān)測方法，尤其涉及一種用于煤炭地下氣化工業(yè)的水位監(jiān)測裝置和水位監(jiān)測方法。

背景技術

煤炭地下氣化是將處于地下的煤炭直接進行有控制地燃燒以產(chǎn)生可燃氣體的過程。由于煤炭地下氣化是在一個開放的地下水文環(huán)境中進行，因此，在煤炭地下氣化過程中，需要隨時了解氣化區(qū)周圍的地下水的情況，特別是地下水水位的變化，以從一個側(cè)面了解氣化的進行情況。例如，氣化區(qū)周圍水位的下降可能意味著氣化區(qū)被水淹沒；另外，在煤炭地下氣化過程中，需在氣化區(qū)周圍設置抽水井進行抽水，以防氣化區(qū)被水淹沒，在抽水過程中，需要對水位進行連續(xù)的觀測，以了解水位變化；在其它需要抽水的情況中，例如，在氣化初期，需要將水排出進氣孔，以便充入氣化劑，也需要了解進氣孔中的水位變化情況。

已知一種適用于煤炭地下氣化工業(yè)的傳統(tǒng)的深水井水位測量方法，是將雙芯導線沿井壁伸到井內(nèi)，當線頭和水面接觸后利用水的導電性將導線接通，將電流傳到回流計上，測量導線進入井內(nèi)的長度，從而得出水位。此方法對測量人員的安全有威脅，浪費導線，測量水位與實際水位誤差比較大，且不能在高溫下操作。

另外，已知的利用放置于水中的壓力傳感計測量水位的方法沒有考慮到地下水密度分布的不均勻性。而在煤炭地下氣化工業(yè)中，由于氣化的影響，氣化區(qū)周圍的水質(zhì)混濁，水層成份復雜，密度分布極為不均勻，因此采用標準水密度根據(jù)壓強計算的水位存在很大誤差。

發(fā)明內(nèi)容

考慮到上述問題，發(fā)明人提出了一種新型的監(jiān)測地下井水位的方法和裝置。根據(jù)本發(fā)明的方法和裝置，考慮到不同深度的水層密度不同，設置了多個壓力傳感器，分別用于測量不同深度處的液體介質(zhì)(含有雜質(zhì)的水)的壓強，并根據(jù)多個壓力傳感器測量的壓強值計算地下井中的水位。因而，與采用單個壓力傳感器相比，本發(fā)明的方法和裝置測量的水位值更準確。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提出一種監(jiān)測地下井水位的水位監(jiān)測方法，包括以下步驟：

將多個壓力傳感器間隔固定距離依次放置于地下井中的液體介質(zhì)的不同深度處，以測量不同深度處的液體介質(zhì)的壓強；

根據(jù)各個壓力傳感器測量的壓強值計算各個壓力傳感器所處的深度；以及

根據(jù)各個壓力傳感器所處的深度計算地下井中的水位。

根據(jù)第一方面的方法，其中，所述根據(jù)各個壓力傳感器測量的壓強值計算各個壓力傳感器所處的深度的步驟包括：

a)對于每兩個壓力傳感器，建立方程組I：

ρ₁h₁＝P₁/g????????????????????????????(1)

ρ₂(h₁+d)＝P₂/g????????????????????????(2)

ρ₁₂×d＝(P₂-P₁)/g?????????????????????(3)

其中，h₁是兩個壓力傳感器中的第一壓力傳感器所處的深度，ρ₁是第一壓力傳感器以上的液體介質(zhì)的密度，P₁是第一壓力傳感器測量的壓強值，g是重力加速度；d是位于第一壓力傳感器下方的第二壓力傳感器與第一壓力傳感器之間的距離，ρ₂是兩個壓力傳感器中的第二壓力傳感器以上的液體介質(zhì)的密度，P₂是第二壓力傳感器測量的壓強值；ρ₁₂是第一壓力傳感器與第二壓力傳感器之間的液體介質(zhì)的密度，

b)對于每兩個壓力傳感器，根據(jù)方程組I，通過累積配比計算求解h₁，得到一組h₁的值；

c)將多個方程組I求解的各組h₁的值相互比較，找到各組間h₁的值相等或接近的值，作為h₁的最終值。

其中，在步驟b)中，通過累積配比計算求解h₁的步驟可包括：

b1)初步估計液體介質(zhì)的密度a，令ρ₁＝ρ₂＝a，根據(jù)公式(1)和(2)分別求解h₁，如果根據(jù)公式(1)求解的h₁的值大于根據(jù)公式(2)求解的h₁的值，認為ρ₁＜ρ₂；