一种液位监测装置及一种液位监测方法

摘要

本发明涉及液位控制、储气器技术领域，具体涉及一种液位监测装置及一种液位监测方法，监测装置包括管体，管体内设置有监测部件，监测部件包括限浮腔、上浮腔和限位部件，限浮腔内设置有限浮件，限浮件在液体浮力设置在限浮腔的顶部，上浮腔内设置有上浮件，上浮腔通过上开口与管体内腔相通，限位部件包括限位件、弹性件和密封件，管体内设置有连通限浮腔和上浮腔的限位孔，限位件的一端滑动插入限位孔并伸入上浮腔从而限制上浮件上浮，弹性件设置在限位件和管体之间，限位件的另一端压紧限浮件的侧面，密封件设置在限位件上，如此，能够根据上浮件实时判定液位低于放置该上浮件放置的监测部件的位置，能够及时了解井底液位是否低于预设值。

说明书

技术领域

本发明涉及液位控制、储气器技术领域，具体涉及一种液位监测装置及一种液位监测方法。

背景技术

地下储气是指利用地下气密的多孔岩层或洞穴储存燃气，盐穴储气即是地下储气的一种，是指将燃气储存在盐穴中的一种方法。盐穴，就是盐矿开采后留下的矿洞，体积巨大且密封良好。利用水溶开采方式在地下较厚的盐层或盐丘中采矿后会形成地下洞穴，高温高压下的盐具有将裂缝条下自动愈合的特点，一段时间后地下盐穴就能够成了很好的密封储存库，目前欧美等国家已经建立多个大型盐穴储气库。

注气排卤是盐穴储气的重要工艺步骤之一，主要是将注采管柱和排卤管柱下入井内，然后经过压缩机加压后的高压天然气便源源不断的输入注采管和排卤管环形空间，由于受气体压力的作用卤水便源源不断通过排卤管排出地面……，由于地下活水的原因，对盐穴中残余卤水液位的控制问题一直没有得到很好地解决，在实际工作中，有造成剩余卤水过多影响盐穴利用率，或者剩余卤水过少产生安全问题的隐患。

由于盐穴的井口小，深度大，井下环境复杂等原因，难以对卤水液位进行监测，这也是目前盐穴卤水液位难以控制的重要原因之一。

发明内容

本发明的目的在于：针对目前卤水液位难以监测的问题，提供一种一种液位监测装置及一种监测方法，能够监测卤水液位是否在预设液位之下，从而实现卤水液位的监测。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种液位监测装置，包括管体，所述管体内设置有监测部件，所述监测部件包括限浮腔、上浮腔和限位部件；所述限浮腔与管体外部相通，所述限浮腔内设置有限浮件，所述限浮件在液体浮力设置在所述限浮腔的顶部，所述上浮腔内设置有上浮件，所述上浮腔的顶部设置有上开口，所述上浮腔通过所述上开口与管体内腔相通，以使所述上浮件在浮力作用下自由的通过所述上开口进入所述管体内腔； 所述限位部件包括限位件、弹性件和密封件，所述管体内设置有连通限浮腔和上浮腔的限位孔，所述限位件的一端滑动插入所述限位孔并伸入所述上浮腔从而限制所述上浮件上浮，所述弹性件设置在所述限位件和所述管体之间，以提供所述限位件远离所述上浮腔而靠近所述限位腔的动力，所述限位件的另一端压紧所述限浮件的侧面；所述密封件设置在所述限位件上，以封堵所述限位孔。

作为优选，所述上浮件为球形，在管体内腔液体的流动力带动情况下，不容易被异物卡住，能够准确监测液位是否低于设定值，降低作业风险。

作为优选，所述限浮腔内设置有至少两个所述上浮件，所述限位件沿重力方向叠加放置，能够避免单个上浮件被卡住而造成的液位警示失败，管体的壁厚也会相应的减小，从而减小材料成本。

作为优选，所述上浮件内部中空，由此，能够增加上浮件浮力，同时降低上浮件的材料成本。

作为优选，所述上浮腔还具有用于连通所述管体内腔的下开口，所述下开口的尺寸小于所述上浮件的直径，当限浮件移动后上浮件上浮时，上浮件不会因为上浮腔内压力较低而不上浮，能够顺利的上浮以准确监测液位是否低于设定值，降低作业风险。

作为优选，所述管体的外壁轴线与所述管体内腔轴线不重合，所述管体壁厚较厚的一半为厚壁部，所述监测部件设置在所述厚壁部, 节省材料成本。

作为优选，所述限浮腔两侧各设置有一个所述上浮腔，能够提供更多的警示信息。

作为优选，沿所述管体轴线方向设置有至少两个所述监测部件，沿所述管体轴线方向布置位置不同的任意两个监测部件中的上浮件直径互不相同，如此，就能够监测至少两个液位高度。

本申请还公开了一种液位监测方法，使用上述的液位监测装置监测液位，并对所述上浮件进行标记，一个监测部件中的上浮件采用同一种标记，液位高度相同的监测部件中的上浮件采用同一种标记，不同液位高度的监测部件中的上浮件采用不同标记。

作为优选，采用颜色、文字、图形或其结合对所述上浮件进行标记。

作为优选，相应的文字、图形或其结合由所述限位件表面凹陷和/或凸出形成，由于不是采用涂覆形式的标记，而是采用凹陷或凸出的方式，难以与液体反应而消失或编号，能够长久使用，可靠性更高。

综上所述：

由于采用了上述液位监测装置，本申请的有益效果是：根据上浮件上浮即能够确定目前液位低于上浮件放置的监测部件的位置，特别是在天然气储气技术领域中的注气排卤时，工作人员根据上浮件实时判定液位低于放置该上浮件放置的监测部件的位置，能够及时了解井底液位是否低于预设值，如果低于预设值，则通过措施提高井底液位，避免出现事故；装置更加简单可靠，成本低廉；

由于采用了上述液位监测方法，本申请的有益效果是：能够容易区布置于不同轴线位置的液位监测部件中的上浮件，能够容易的知道目前管体外的液位高度低于多少值，简单方便。

附图说明

图1为本申请监测装置的剖面示意图；

图2为图1中C的局部放大图；

图3为图1中A-A的剖视图；

图4为图1中B-B的剖视图；

图中标记：1-管体，11-管体内腔，12-盖板甲，13-盖板乙，131-通孔，21-上浮腔，211-上开口，212-下开口，22-上浮件，221-上浮件内腔，31-限浮腔，32-限浮件，4-限位部件，41-限位件,42-弹性件，43-密封件，44-限位孔。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-4所示，一种液位监测装置，包括管体1，管体1内设置有监测部件，监测部件包括限浮腔31、上浮腔21和限位部件4；限浮腔31与管体1外部相通，限浮腔31内设置有限浮件32，限浮件32在液体浮力设置在限浮腔31的顶部，上浮腔21内设置有上浮件22，上浮腔21的顶部设置有上开口211，上浮腔21通过上开口211与管体管体内腔11相通，以使上浮件21在浮力作用下自由的通过上开口211进入管体管体内腔11； 限位部件4包括限位件41、弹性件42和密封件43，管体1内设置有连通限浮腔31和上浮腔21的限位孔44，限位件41的一端滑动插入限位孔44并伸入上浮腔21从而限制上浮件22上浮，弹性件42设置在限位件41和管体1之间，以提供限位件41远离上浮腔21而靠近限浮腔31的动力，限位件41的另一端压紧限浮件32的侧面；密封件43设置在限位件41上，以封堵限位孔44。

在管体1内外充满液体的情况下，当液位逐渐下降时，限浮件32也随着液位的降低而下降，随着液位的进一步下降，当限浮件32与限位件41脱离接触时，限位件41在弹性件42的推动下移动而远离上浮腔21，从而限位件41不能够再限制上浮件22在浮力的作用下上浮，因此，上浮件22上浮并通过上开口211进入管体管体内腔11，并进一步上浮不能上浮为止，例如，上浮至页面或被检测物件挡住从而发现到上浮件22，因此，根据上浮件22上浮即能够确定目前液位低于上浮件22放置的监测部件的位置，特别是在天然气储气技术领域中的注气排卤时，工作人员根据上浮件22实时判定液位低于放置该上浮件22放置的监测部件的位置，能够及时了解井底液位是否低于预设值，如果低于预设值，则通过措施提高井底液位，避免出现事故。

上浮件22为球形，球形的上浮件22没有尖角，相比于方形的上浮件22，球形的上浮件22不容易被卡住，能够更顺利的在管体管体内腔11中上浮，特别是在深井段，会采用多节管体1对接进行作业，管体1对接处难免存在一些向管体管体内腔11凸出的异物，容易阻挡上浮件22上浮，而采用球形的上浮件22，在管体管体内腔11液体的流动力带动情况下，不容易被异物卡住，能够准确监测液位是否低于设定值，降低作业风险。

限浮腔31内设置有至少两个上浮件22，能够同时释放至少两个上浮件22以警示液位情况，能够避免单个上浮件22被卡住而造成的液位警示失败，并且，限位件41沿重力方向叠加放置，由此，能够让处于上方的上浮件22限制处于下方的上浮件22上浮，而无需采用限位件41去限制，由此限位件41的长度能够较小，并且，管体1的壁厚也会相应的减小，从而减小材料成本。

上浮件21内部中空，由此，能够增加上浮件22浮力，同时降低上浮件22的材料成本，当然的，上浮件22要在管体管体内腔11中的液体中自由上浮，其平均密度小于管体管体内腔11中的液体，在注气排卤作用中，上浮件22的平均密度小于卤水密度，同样的，限浮件32密度大于管体管体内腔11中液体的密度，在注气排卤作用中，限浮件32的平均密度大于卤水密度，如此，限浮件32才能够在液位高于限浮腔31时一直能够漂浮在限浮件32的顶部，才能抵住限位件41以卡住上浮件22。

上浮腔21还具有用于连通管体管体内腔11的下开口212，下开口212的尺寸小于上浮件21的直径，以使上浮件22不能够通过下开口212进入管体管体内腔11，下开口212设置在上浮腔21底部，并该下开口212处于上开口211的下方，由此，当限浮件32移动后上浮件22上浮时，上浮件22不会因为上浮腔21内压力较低而不上浮，能够顺利的上浮以准确监测液位是否低于设定值，降低作业风险，优选的，在上浮腔21底部设置有下开口212，每一个上浮件22侧面均设置有下开口212，上浮件22上浮更加顺利。

限浮件32通过水溶性胶粘贴在限浮腔31顶部，水溶性胶，即遇水后粘性降低或消失的胶，或胶与粘贴部件脱落的胶，如此，在放入盐井中前采用水溶性胶即可将限浮件32设置在限浮腔31的顶部，不至于在自重的作用下掉下来，并且，淹没在液体里后，由于该胶容易液体的水中，粘性降低或消失，当液位低于上浮腔21顶部时，限浮件32在自重的作用下远离限浮腔31顶部。现有技术存在多种该胶，例如晨光的白乳胶，可以用水洗掉的胶，如晨光MF-7201白乳胶，。

管体1的外壁轴线与管体内腔11轴线不重合，管体1壁厚较厚的一半为厚壁部，监测部件设置在厚壁部,由于要在管体1内设置监测部件,这会增加管体1壁厚,为了减少流体阻力,一般采用等壁厚管体1,但是,为了节省材料,本实施例采用非等壁厚的管体1。

限浮腔31两侧各设置有一个上浮腔21，由此，就相当于一个限浮腔31配置了两个上浮腔21，在两个上浮腔21内均设置了上浮件22，能够在同一个警示液位高度设置多个上浮件22，避免一些上浮件22被卡住而造成的警示失败，同时，能够提供更多的警示信息，每一个上浮件22都是一个警示信息，液位警示信息更容易被发现。

沿管体1轴线方向设置有至少两个监测部件，沿管体1轴线方向布置位置不同的任意两个监测部件中的上浮件22直径互不相同，一个监测部件内可以具有多个上浮件22，在管体1上也可能设置多个监测部件，有些监测部件可能再管体1轴线方向的同一位置，有些在不同位置，在不同轴线位置的监测部件所监测的液位高度不同，如果采用同样的上浮件22，在井口发现上浮件22时，就难以区分这些上浮来的上浮件22是哪一个液位高度上布置的监测部件所释放的，就不能确定井中管体1外的液位高度，达到不到监测目的，因此，使不同轴线位置的监测部件中布置的上浮件22的直接互不相同，以将不同轴线位置的监测部件区分开来，如此，就能够监测至少两个液位高度。

一种液位监测方法，使用上述的液位监测装置监测液位，并对上浮件22进行标记，一个监测部件中的上浮件22采用同一种标记，液位高度相同的监测部件中的上浮件22采用同一种标记，不同液位高度的监测部件中的上浮件22采用不同标记，如此，能够容易区布置于不同轴线位置的液位监测部件中的上浮件22，能够容易的知道目前管体1外的液位高度低于多少值，简单方便。

进一步的，采用颜色、文字、图形或其结合对上浮件22进行标记。

具体的，采用颜色对上浮件22进行标记，更具体的，一个监测部件中的上浮件22采用同一种颜色进行标记，液位高度相同的监测部件中的上浮件22采用同一种颜色进行标记，不同液位高度的监测部件中的上浮件22采用不同颜色进行标记，颜色容易辨识，可以直接在上浮件22表面涂覆上具有颜色的图层即可，例如油漆，如此，能够通过颜色辨识上浮件22是布置在哪一个液位高度的监测部件释放的，就能够确定目前管体1外的液位高度。

或者，区别于上述采用颜色进行标记，也可以采用文字对上浮件22进行标记，具体的，一个监测部件中的上浮件22采用同一种文字进行标记，液位高度相同的监测部件中的上浮件22采用同一种文字进行标记，不同液位高度的监测部件中的上浮件22采用不同文字进行标记，文字可以是汉字、英文、英文字母、数字或前述几种的集合，以区别布置在管体1上不同轴线位置的监测部件中的上浮件22，由此，能够通过辨识文字确定上浮件22是布置在哪一个液位高度的监测部件释放的，就能够确定目前管体1外的液位高度。

或者区别上述采用颜色或文字进行标记，也可以采用图形进行标记，具体的，一个监测部件中的上浮件22采用同一种图形进行标记，液位高度相同的监测部件中的上浮件22采用同一种图形进行标记，不同液位高度的监测部件中的上浮件22采用图形文字进行标记，如三角形、圆形或多边形等几何图形，也可以是各种人的动作图形，各类动物的图形等，由此，能够通过辨识文字确定上浮件22是布置在哪一个液位高度的监测部件释放的，就能够确定目前管体1外的液位高度。

当然，也可以采用颜色、文字、图形这三种中的任意两种进行结合以标记上浮件22，也可以同时采用颜色、文字和图形对上浮件22进行标记，颜色、文字或图形可以采用涂层的形式涂覆在上浮件22上。

但是，由于上浮件22的颜色一般是涂覆在上浮件22表面的，而上浮件22会暴露于液体中，液体中的一些化学物质可能会对上浮件22表层的颜色涂层反应，致使上浮件22颜色消失或变色，如此，就达不到标记区分的目的，同样，涂覆在上浮件22上的文字或图形也是如此。因此，进一步的，文字、图形或其结合由限位件41表面凹陷和/或凸出形成，即采用凹陷标记/凸出标记的形式进行标记，凹陷标记即是上浮件22表面凹陷以形成文字、图形或二者的结合，凸出标记即是上浮件22表面凸出形成的文字、图形或二者的结合，此时，由于不是采用涂覆形式的标记，而是采用凹陷或凸出的方式，难以与液体反应而消失或编号，能够长久使用，可靠性更高。

凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。