EA201390580A1 20130930 Номер и дата охранного документа [PDF] EAPO2013/PDF/201390580 Полный текст описания [**] EA201390580 20111018 Регистрационный номер и дата заявки US12/908,810 20101020 Регистрационные номера и даты приоритетных заявок US2011/056703 Номер международной заявки (PCT) WO2012/054475 20120426 Номер публикации международной заявки (PCT) EAA1 Код вида документа [pdf] eaa21309 Номер бюллетеня [**] СИСТЕМА И СПОСОБ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ В ПОДЗЕМНОЙ СРЕДЕ Название документа [8] G01L 9/00 Индексы МПК [US] Бек Дэвид У. Сведения об авторах [US] ШЕВРОН Ю.Эс.Эй. ИНК. Сведения о заявителях
 

Патентная документация ЕАПВ

 
Запрос:  ea201390580a*\id

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

[**]

Датчик сконфигурирован для измерения давления в изолированной или подземной среде. Датчик сконфигурирован для действия в качестве конденсатора с емкостью, которая изменяется как функция давления. Датчик имеет надежную конструкцию с минимальным количеством подвижных деталей и в нем любые детали, которые должны перемещаться, не связаны электрически с помощью непосредственной электрической проводимости (например, с помощью электропроводных выводов). Вместо этого подвижные детали, которые влияют на характеристики датчика как конденсатора, принимают и распределяют заряд только через диэлектрический флюид (например, газ или жидкость в датчике). Это может уменьшать гистерезис, задержку и/или трение по сравнению с конструкцией зависимого от давления конденсатора, в котором электропроводка подключена непосредственно к подвижным деталям.


Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

Датчик сконфигурирован для измерения давления в изолированной или подземной среде. Датчик сконфигурирован для действия в качестве конденсатора с емкостью, которая изменяется как функция давления. Датчик имеет надежную конструкцию с минимальным количеством подвижных деталей и в нем любые детали, которые должны перемещаться, не связаны электрически с помощью непосредственной электрической проводимости (например, с помощью электропроводных выводов). Вместо этого подвижные детали, которые влияют на характеристики датчика как конденсатора, принимают и распределяют заряд только через диэлектрический флюид (например, газ или жидкость в датчике). Это может уменьшать гистерезис, задержку и/или трение по сравнению с конструкцией зависимого от давления конденсатора, в котором электропроводка подключена непосредственно к подвижным деталям.


Евразийское (21) 201390580 (13) A1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки 2013.09.30
(22) Дата подачи заявки 2011.10.18
(51) Int. Cl. G01L 9/00 (2006.01)
(54) СИСТЕМА И СПОСОБ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ В ПОДЗЕМНОЙ СРЕДЕ
(31) 12/908,810
(32) 2010.10.20
(33) US
(86) PCT/US2011/056703
(87) WO 2012/054475 2012.04.26
(71) Заявитель:
ШЕВРОН Ю.Эс.Эй. ИНК. (US)
(72) Изобретатель:
Бек Дэвид У. (US)
(74) Представитель:
Медведев В.Н. (RU)
(57) Датчик сконфигурирован для измерения давления в изолированной или подземной среде. Датчик сконфигурирован для действия в качестве конденсатора с емкостью, которая изменяется как функция давления. Датчик имеет надежную конструкцию с минимальным количеством подвижных деталей и в нем любые детали, которые должны перемещаться, не связаны электрически с помощью непосредственной электрической проводимости (например, с помощью электропроводных выводов). Вместо этого подвижные детали, которые влияют на характеристики датчика как конденсатора, принимают и распределяют заряд только через диэлектрический флюид (например, газ или жидкость в датчике). Это может уменьшать гистерезис, задержку и/или трение по сравнению с конструкцией зависимого от давления конденсатора, в котором электропроводка подключена непосредственно к подвижным деталям.
2420-196218ЕА/071 СИСТЕМА И СПОСОБ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ В ПОДЗЕМНОЙ СРЕДЕ
ОПИСАНИЕ
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к обнаружению давления в подземной среде и в частности, в скважине.
Предпосылки создания изобретения
При добыче ресурсов может быть полезен мониторинг различных условий на местах, удаленных от наблюдателя. В частности, может быть полезно проводить мониторинг условий в забое или вблизи забоя скважины, которая пробурена для разведки или добычи. Поскольку такие скважины могут продолжаться на несколько миль (несколько километров), не всегда практично создавать проводные системы связи для такого мониторинга.
В патенте США № 6766141 (Briles et al. ) раскрыта система для дистанционной скважинной телеметрии из забоя. Телеметрическую связь используют для мониторинга нефтяных скважин и регистрации инструментов, расположенных вблизи нижней части трубы для отбора газа или нефти. Описано использование модулированной отражательной способности для мониторинга скважинных условий.
Как описано в патенте США № 6766141, радиочастотная (РЧ) базовая станция с генератором и приемником электрически связана с трубой. Радиочастота электромагнитного излучения находится в пределах от 3 Гц до 3 0 ГГц. Скважинный модуль электроники, имеющий отражающую антенну, принимает сигнал несущей, излучаемый от радиочастотного генератора/приемника. Антенна модуля электроники может иметь параболическую или иную фокусирующую форму. Далее излучаемый сигнал несущей отражается с приданием модуляции, при этом модуляция является чувствительной к измерениям, выполняемым модулем электроники. Отраженный модулированный сигнал передается из трубы к поверхности скважины, где он может быть обнаружен радиочастотным генератором/приемником.
Краткое изложение изобретения
Один объект изобретения относится к системе,
сконфигурированной для измерения давления в подземной среде. В
одном осуществлении система содержит генератор сигналов,
датчиковый зонд, приемник и один или несколько процессоров.
Генератор сигналов, сконфигурирован для генерации
электромагнитного сигнала. Датчиковый зонд сконфигурирован для расположения в области подземной среды. Датчиковый зонд включает в себя узел резонансной цепи, который включает в себя емкостный элемент. Узел резонансной цепи сконфигурирован для приема энергии от электромагнитного сигнала и для генерации резонансного сигнала в ответ на электромагнитный сигнал. Емкостный элемент датчикового зонда является реагирующим на условие давления в области подземной среды для модуляции резонансного сигнала в соответствии с ним. Емкостный элемент содержит деформируемый элемент, статор, ротор и первый конденсатор. Деформируемый элемент сконфигурирован для подвергания физическому деформированию реагирующим на изменения давления в области подземной среды. Ротор механически связан с деформируемым элементом и сконфигурирован для поворота относительно статора, реагирующего на деформацию деформируемого элемента. Первый конденсатор имеет части, поддерживаемые ротором и статором так, что емкость первого конденсатора изменяется в зависимости от поворотной ориентации ротора относительно статора, вследствие чего емкость первого конденсатора показывает давление в области подземной среды. Приемник сконфигурирован для приема модулированного резонансного сигнала. Один или несколько процессоров сконфигурированы для обработки модулированного резонансного сигнала, чтобы получать измерение условия давления.
Другой объект изобретения относится к способу измерения давления в подземной среде с использованием системы, имеющей (i) статор и ротор, сконфигурированные так, что поворотная ориентации ротора относительно статора изменяется как функция давления в подземной среде, и (ii) первый конденсатор, имеющий части, поддерживаемые каждым из ротора и статора так, что
емкость первого конденсатора изменяется как функция поворотной ориентации ротора относительно статора. В одном осуществлении способ содержит генерацию сигнала, имеющего заданный частотный спектр; и модуляцию частотного спектра генерируемого сигнала в зависимости от поворотной ориентации ротора относительно статора, при этом такая модуляция показывает давление в подземной среде.
Еще один объект изобретения относится к датчику давления. В одном осуществлении датчик давления содержит узел контакта с давлением, деформируемый элемент, статор, ротор и первый конденсатор. Узел контакта с давлением имеет устройство контакта с давлением, открытое в измеряемую среду. Деформируемый элемент находится в сообщении по флюиду с устройством контакта с давлением и сконфигурирован для подвергания физическому деформированию реагирующим на изменения давления. Ротор механически связан с деформируемым элементом и сконфигурирован для поворота относительно статора реагирующим на деформацию деформируемого элемента. Первый конденсатор имеет части, поддерживаемые ротором и статором так, что емкость первого конденсатора изменяется в зависимости от поворотной ориентации ротора относительно статора, вследствие чего емкость первого конденсатора показывает давление в устройстве контакта с давлением.
Эти и другие объекты, признаки и характеристики настоящего изобретения, а также способы работы и функции связанных элементов конструкции и сочетания деталей и экономика производства станут более понятными при рассмотрении нижеследующего описания и прилагаемой формулы изобретения с обращением к сопровождающим чертежам, которые все образуют часть этого описания, на которых одинаковыми позициями обозначены соответствующие детали на различных фигурах. Однако должно быть однозначно понятно, что чертежи представлены только для иллюстрации и пояснения и не предполагаются определяющими пределы изобретения. Используемые в описании формы единственного числа неопределенных и определенных артиклей охватывают множественные формы, исключая случаи, когда из
контекста ясно не следует иное. Краткое описание чертежей
На чертежах:
фиг. 1 - перспективный вид с пространственным разделением деталей датчика согласно одному или нескольким осуществлениям изобретения;
фиг. 2 -вид собранного датчика согласно одному или нескольким осуществлениям изобретения;
фиг. 3 - вид схемы датчика согласно одному или нескольким осуществлениям изобретения;
фиг. 4 - вид системы, сконфигурированной для обнаружения давления в подземной среде, согласно одному или нескольким осуществлениям изобретения; и
фиг. 5 - иллюстрация способа обнаружения давления в подземной среде согласно одному или нескольким осуществлениям изобретения.
Подробное описание
На фиг.1 показан перспективный вид с пространственным разделением деталей датчика 10, а на фиг.2 показан вид собранного датчика 10. Датчик 10 сконфигурирован для генерации выходного сигнала, переносящего информацию, относящуюся к давлению. В частности, датчик 10 сконфигурирован для работы в качестве конденсатора, емкость которого изменяется как функция давления. Датчик 10 имеет прочную конструкцию с минимальным количеством подвижных деталей, и в нем все детали, которые перемещаются, не связаны электрически с помощью непосредственной электропроводности (например, с помощью электропроводных соединительных проводов). Вместо этого подвижные детали, которые вносят вклад в характеристики датчика 10 как конденсатора, принимают и распределяют электрический заряд через диэлектрический флюид (например газ или жидкость в датчике). Это может уменьшать гистерезис, запаздывание и/или трение по сравнению с конструкциями зависимого от давления конденсатора, в которых проводка соединена непосредственно с подвижными деталями. Как можно видеть на фиг.1, датчик 10 включает в себя секцию 12 приема давления, емкостную секцию 14
и оконечную секцию 16.
Секция 12 приема давления датчика 10 сконфигурирована для приема флюида (например газа или жидкости), давление которого должно быть измерено, и преобразования изменений давления в генерацию механической силы. Секция 12 приема давления содержит устройство 18 контакта с давлением, деформируемый элемент 20, устройство 22 сопряжения поворотных движений, распорную втулку 2 4 и/или другие компоненты.
Устройство 18 контакта с давлением обычно имеет удлиненную форму. Поперечное сечение устройства 18 контакта с давлением обычно является круговым, так что устройство 18 контакта с давлением обычно является цилиндрическим. Устройство 18 контакта с давлением имеет первый конец 2 6 и второй конец 28. После того как датчик 10 собран, первый конец 2 6 выставляют в окружающий флюид (например жидкость, газ и т.д.). Устройство 18 контакта с давлением выполнено с отверстием 3 0 для окружающего флюида на первом конце 2 6 и устройством 32 межэлементного сопряжения на втором конце 28. Устройство 18 контакта с давлением может образовывать путь потока между отверстием 3 0 для окружающего флюида и устройством 3 0 межэлементного сопряжения, так что окружающий флюид, принимаемый в устройство 18 контакта с давлением на отверстии 30 для окружающего флюида, находится в сообщении с устройством 32 межэлементного сопряжения через посредство пути потока. Путь потока может быть относительно прямым (например, прямолинейным от отверстия 3 0 для окружающего флюида до устройства 32 межэлементного сопряжения) или относительно извилистым.
Устройство 18 контакта с давлением может быть образовано из одного или нескольких материалов, жестких или полужестких материалов, имеющих относительно высокую термическую стабильность и стойких к коррозии и усталости. Как рассматривается дополнительно ниже, датчик 10 может быть выполнен способным выдерживать рабочие условия, имеющиеся в подземной скважине при добыче ископаемого топлива. Такие рабочие условия могут включать в себя температуры от около 2 0°
F (-6,7° С) до около 550° F (287, 8° С) и рабочие давления до около 15000 фунт/дюйм2 (103, 42140 МПа) . Материалы, используемые для образования устройства 18 контакта с давлением, способны выдерживать такие условия. Такие материалы могут включать в себя один или несколько из нержавеющей стали, сплава с высоким содержанием никеля, керамики и/или других материалов.
Деформируемый элемент 2 0 сконфигурирован для подвергания физическому деформированию реагирующим на изменения давления. Как таковой, деформируемый элемент 2 0 может быть образован в виде полого тела. В полом теле образовано отверстие, которое находится в сообщении с внутренней стороной полого тела. Когда датчик 10 собран, отверстие, образованное в полом теле деформируемого элемента 20, соединено с устройством 32 межэлементного сопряжения устройства 18 контакта с давлением для обеспечения обмена флюидом между устройством 18 контакта с давлением и деформируемым элементом 20. Для предотвращения утечки флюида, принимаемого в устройство 18 контакта с давлением, в остальную часть датчика 10 соединение может быть герметичным или по существу герметичным. Поэтому флюид в полом теле находится в сообщении с окружающим флюидом через посредство отверстия 30 для окружающего флюида и пути потока, образованного через устройство 18 контакта с давлением. Деформируемый элемент 2 0 сконфигурирован для деформирования реагирующим на изменения давления флюида, удерживаемого в полом теле деформируемого элемента 20. В качестве не создающего ограничения примера деформируемый элемент 2 0 может включать в себя трубку Бурдона.
В одном осуществлении отверстие, образованное в деформируемом элементе 2 0 для приема флюида из устройства 18 контакта с давлением, образовано на первом конце деформируемого элемента 20. На втором конце деформируемого элемента 20, противоположном первому концу, деформируемый элемент 2 0 включает в себя устройство 34 вывода силы или соединен с ним. Устройство 34 вывода силы сконфигурировано для приложения силы, которая создается при деформации деформируемого элемента 20,
реагирующего на изменения давления, к одному или нескольким другим компонентам. Например, в одном осуществлении деформируемый элемент 2 0 имеет криволинейную или спиральную форму, а устройство 34 вывода силы сконфигурировано для вывода поворотной силы к одному или нескольким другим компонентам
(описываемым дополнительно ниже), реагирующим на деформацию деформируемого элемента 20. Криволинейная или спиральная форма может быть представлена полой спиралью, витком сплющенной трубки и/или другими формами.
Во время работы изменения окружающего давления приводят к изменениям давления в полом теле, образованном деформируемым элементом 20. Дело в том, что окружающее давление находится в сообщении с газом внутри деформируемого элемента 2 0 через посредство отверстия, образованного в деформируемом элементе 20, устройства 32 межэлементного сопряжения и отверстия 30 для окружающего флюида. Изменения окружающего давления приводят к изменениям давления в деформируемом элементе 2 0 и вызывают деформацию деформируемого элемента 20. Если деформируемый элемент 2 0 имеет криволинейную или спиральную форму, такая деформация может включать в себя выпрямление деформируемого элемента 20 (при повышении давления) и/или сворачивание или релаксацию деформируемого элемента (при снижении давления). Сворачивание и выпрямление деформируемого элемента 20, реагирующего на изменения давления, вызывают поворотное смещение устройства 34 вывода силы. Такое поворотное смещение устройства 34 вывода силы может происходить вокруг оси поворота, которая совпадает с общей продольной осью датчика 10.
Деформируемый элемент 2 0 может быть образован с учетом надлежащей работы в условиях, имеющихся в подземной скважине при добыче ископаемого топлива. Кроме того, материал
(материалы), используемый для образования деформируемого элемента, может обладать сопротивлением усталости, вызываемой непрерывной деформацией деформируемого элемента 20, реагирующего на изменения давления. В качестве не создающего ограничения примера деформируемый элемент 2 0 может быть образован из инконеля, бериллия, жаропрочного сплава с высоким
содержанием никеля и/или других материалов.
Устройство 22 сопряжения поворотных движений может быть сконфигурировано для приема выходной силы с устройства 34 вывода силы и для поворота одного или нескольких других компонентов датчика 10 в емкостной секции 14. В одном осуществлении устройство 22 сопряжения поворотных движений представляет собой обычный цилиндрический элемент, имеющий ступенчатый профиль, такой, что поперечное сечение устройства 22 сопряжения поворотных движений на одном конце устройства 22 сопряжения поворотных движений, обращенном к деформируемому элементу 20, больше, чем поперечное сечение устройства 22 сопряжения поворотных движений на конце устройства 22 сопряжения поворотных движений, обращенном в другую сторону от деформируемого элемента 20. Конец устройства 22 сопряжения поворотных движений, обращенный к деформируемому элементу 20, сконфигурирован для механического зацепления с устройством 34 вывода силы деформируемого элемента 20, так что поворот устройства 34 вывода силы приводит к соответствующему повороту устройства 22 сопряжения поворотных движений. В одном осуществлении устройство 22 сопряжения поворотных движений включает в себя паз 3 6, сконфигурированный для приема в нем устройства 34 вывода силы.
Распорная втулка 2 4 может быть сконфигурирована для размещения других компонентов секции 12 приема давления. Как таковая, распорная втулка 24 обычно может иметь полую цилиндрическую форму, сконфигурированную для размещения в ней устройства 22 сопряжения поворотных движений, деформируемого элемента 20 и по меньшей мере части устройства 18 контакта с давлением. На первом конце 38 распорной втулки 24 в распорной втулке 24 может быть образовано отверстие, в котором установлено устройство 18 контакта с давлением. На втором конце 4 0 распорной втулки 2 4 распорной втулке 2 4 может быть придана конфигурация, обеспечивающая соединение с емкостной секцией 14. В общем случае распорная втулка 2 4 может быть сконфигурирована для поддержания продольного и/или радиального выравнивания деформируемого элемента 20.
Распорная втулка 2 4 может быть образована из одного или нескольких материалов, способных выдерживать рабочие условия в подземной скважине при добыче ископаемого топлива. Такие материалы могут включать в себя один или несколько из стали, керамики, пластика и/или других материалов.
Емкостная секция 14 сконфигурирована для работы в качестве конденсатора, емкость которого изменяется как функция давления. Для функционирования таким образом емкостная секция 14 сконфигурирована так, что емкость изменяется как функция деформации деформируемого элемента 20. Емкостная секция 14 может включать в себя один или несколько из первой концевой части 42, ротора 44, оси 46, статора 48, второй концевой части 50 и/или других компонентов.
Первая концевая часть 42 сконфигурирована для сопряжения с секцией 12 приема давления для поддержания положения емкостной секции 14 относительно секции 12 приема давления. Например, первая концевая часть 42 может быть сконфигурирована для закрепления секции 12 приема давления (например, распорной втулки 24) . Первая концевая часть 42 может быть прикреплена к секции 12 приема давления сваркой, соединением, клеем, крепежной деталью, фрикционной муфтой, магнитной деталью и/или другими механизмами для прикрепления компонентов друг к другу.
Форма первой концевой части 42 в общем случае может соответствовать поперечному сечению секции 12 приема давления. Первая концевая часть 42 образована имеющей центральное отверстие 52. Центральное отверстие 52 образовано для обеспечения связи устройства 34 вывода силы с одним или несколькими компонентами в емкостной секции 14. Например, устройство 34 вывода силы может быть герметизировано в центральном отверстии 52 и может быть механически связано с одним или несколькими компонентами в емкостной секции 14. Кроме того, центральным отверстием 52 может обеспечиваться гнездо для подшипника 54. Подшипник 54 может поддерживать устройство 34 вывода силы (или некоторые компоненты, соединенные с ним) и может обеспечивать свободный поворот (то есть, с небольшим трением) устройства 34 вывода силы (или присоединенного
компонента) относительно первой концевой части 42.
Первая концевая часть 42 может быть образована из одного или нескольких материалов, способных выдерживать рабочие условия в подземной скважине при добыче ископаемого топлива. Такие материалы могут включать в себя один или несколько из целазола, керамики, полиэфирэфиркетона и/или других материалов.
Ротор 44 сконфигурирован для поворота вокруг оси 4 6, которая пропущена в продольном направлении через емкостную секцию 14. На конце ротора 44, обращенном к секции 12 приема давления, ротор 44 сконфигурирован для механической связи с частью устройства 34 вывода силы, продолжающейся через центральное отверстие 52. Вследствие этой механической связи поворот устройства 34 вывода силы при деформации деформируемого элемента 20 приводит к повороту ротора 44 вокруг оси 46. В продольном направлении ротор 44 может продолжаться на протяжении длины емкостной секции 14. Ротор 44 может включать в себя первый набор электропроводных элементов 56, второй набор электропроводных элементов 58 и центральный элемент 60.
Электропроводные элементы 5 6 первого набора в общем случае могут быть плоскими по форме, вытянутыми по радиусам наружу от центрального элемента 60, перпендикулярно к оси поворота. Дистальные участки электропроводных элементов 5 6 первого набора могут быть дугообразными по форме. Первый набор электропроводных элементов 5 6 может охватывать угол от около 60° до около 8 0°. В одном осуществлении первый набор электропроводных элементов 56 охватывает угол около 72°. Первый набор электропроводных элементов 5 6 может содержать пластины. Расстояния между индивидуальными электропроводными элементами 5 6 могут быть регулярными или нерегулярными. В одном осуществлении индивидуальные электропроводные элементы могут быть разнесены на одинаковые расстояния от около 0,030 дюймов (0, 762 мм) до около 0, 080 дюймов (2, 032 мм) . Первый набор электропроводных элементов 5 6 может быть образован за одно целое с центральным элементом 60 или первый набор электропроводных элементов 5 6 может быть образован отдельно и
прикреплен к центральному элементу 60. Первый набор электропроводных элементов 5 6 может быть образован из электропроводного материала, такого как алюминий, керамика с покрытием, материалы печатной платы, сталь и/или другие материалы.
Электропроводные элементы 58 второго набора в общем случае могут быть плоскими по форме, вытянутыми по радиусам наружу от центрального элемента 60, перпендикулярно к оси поворота. Дистальные участки электропроводных элементов 58 второго набора могут быть дугообразными по форме. Второй набор электропроводных элементов 58 может охватывать угол от около 60° до около 8 0°. В одном осуществлении второй набор электропроводных элементов 58 охватывает угол около 72°. Второй набор электропроводных элементов 58 может содержать пластины. Расстояния между индивидуальными электропроводными элементами 58 могут быть регулярными или нерегулярными. В одном осуществлении индивидуальные электропроводные элементы могут быть разнесены на одинаковые расстояния от около 0,030 дюймов (0, 762 мм) до около 0, 080 дюймов (2, 032 мм) . Второй набор электропроводных элементов 58 может быть образован за одно целое с центральным элементом 60 или второй набор электропроводных элементов 58 может быть образован отдельно и прикреплен к центральному элементу 60. Второй набор электропроводных элементов 58 может быть образован из электропроводного материала, такого как алюминий, керамика с покрытием, материалы печатной платы, сталь и/или другие материалы. Как можно видеть на фиг.1, в одном осуществлении второй набор электропроводных элементов 58 может быть расположен напротив первого набора электропроводных элементов 56, так что второй набор электропроводных элементов 58 является зеркальным изображением первого набора электропроводных элементов 56, зеркально отображаемого на протяжении оси поворота.
Как упоминалось выше, подшипник 54 предусмотрен для поворота относительно без трения ротора 44 вокруг оси 4 6 на
первой концевой части 42. Подшипник 62 предусмотрен для поворота относительно без трения ротора 44 вокруг оси 4 6 на конце ротора 44, противоположном от подшипника 54.
Осевой статор 4 8 выполнен с возможностью прикрепления к первой концевой части 42 или образован за одно целое с ней, так что поворот ротора 44 относительно первой концевой части 42 приводит к повороту ротора 44 относительно статора 48. Статор 4 8 может включать в себя одну или несколько частей, включая первую статорную часть 64 и вторую статорную часть 66. Первая статорная часть 64 поддерживает третий набор электропроводных элементов 68. Электропроводные элементы 68 третьего набора в общем случае являются плоскими по форме. Электропроводные элементы 68 третьего набора имеют ориентацию, которая в общем случае является перпендикулярной к оси поворота ротора 44. Электропроводные элементы 68 третьего набора расположены в виде периодической структуры по продольному направлению датчика 10, так что они могут образовывать набор канавок, которые пространственно соответствуют первому набору электропроводных элементов 56, поддерживаемых ротором 44. Когда датчик 10 собран, благодаря этим канавкам электропроводные элементы 68 третьего набора чередуются с электропроводными элементами 56 первого набора, поддерживаемыми ротором 44, без непосредственного соприкосновения с электропроводными элементами 56 первого набора.
Первая статорная часть 64 образована из электропроводного материала. Такой материал обеспечивает электропроводность между электропроводными элементами 68 третьего набора. Например, первая статорная часть 64 может быть образована из алюминия, керамики с покрытием, материалов печатной платы, стали и/или других материалов. Третий набор электропроводных элементов 68 может быть образован за одно целое с первой статорной частью 64 и/или третий набор электропроводных элементов 68 может быть прикреплен к первой статорной части 64.
Благодаря чередованию электропроводных элементов 68 третьего набора и электропроводных элементов 56 первого набора третий набор электропроводных элементов 68 и первый набор
электропроводных элементов 5 6 образуют первый конденсатор 70. Первый конденсатор 7 0 создает первую емкость между первой статорной частью 64 и ротором 44. Когда поворотная ориентация ротора 44 относительно первой статорной части 64 изменяется, первая емкость также изменяется благодаря выходу участков электропроводных элементов 56 первого набора из канавок, образованных электропроводными элементами 68 третьего набора. Поскольку поворотная ориентация ротора 44 определяется деформацией деформируемого элемента 20, первая емкость также определяется деформацией деформируемого элемента 20. Поскольку деформация деформируемого элемента 2 0 является реагирующей на давление в устройстве 18 контакта с давлением, первая емкость также реагирует на давление в устройстве 18 контакта с давлением.
Вторая статорная часть 66 поддерживает четвертый набор
электропроводных элементов 72. Электропроводные элементы 72
четвертого набора в общем случае являются плоскими по природе.
Электропроводные элементы 72 четвертого набора имеют
ориентацию, которая в общем случае перпендикулярна к оси
поворота ротора 44. Электропроводные элементы 72 четвертого
набора расположены в виде периодической структуры по
продольному направлению датчика 10, так что они могут
образовывать набор канавок, которые пространственно
соответствуют второму набору электропроводных элементов 58,
поддерживаемых ротором 44. Когда датчик 10 собран, благодаря
этим канавкам электропроводные элементы 72 четвертого набора
чередуются с электропроводными элементами 58 второго набора,
поддерживаемыми ротором 44, без непосредственного
соприкосновения с электропроводными элементами 58 второго набора.
Вторая статорная часть 66 образована из электропроводного материала. Такой материал обеспечивает электропроводность между электропроводными элементами 72 четвертого набора. Например, вторая статорная часть 66 может быть образована из алюминия, керамики с покрытием, материалов печатной платы, стали и/или других материалов. Четвертый набор электропроводных элементов
72 может быть образован за одно целое с второй статорной частью бб и/или четвертый набор электропроводных элементов 72 может быть прикреплен к второй статорной части бб.
Как и в случае первого набора электропроводных элементов 56 и третьего набора электропроводных элементов 68, второй набор электропроводных элементов 58 и четвертый набор электропроводных элементов 72 образуют второй конденсатор 74. Второй конденсатор 74 создает вторую емкость между ротором 44 и второй статорной частью бб. По причинам, описанным выше относительно первого конденсатора 70, вторая емкость второго конденсатора 74 изменяется как функция давления в устройстве 18 контакта с давлением.
Ротор 44 образован так, что первый набор электропроводных элементов 56 и второй набор электропроводных элементов 58 находятся в электрической связи. Например, центральный элемент 60 может быть образован из электропроводного материала и/или может содержать электропроводный материал, который соединяет первый набор электропроводных элементов 5 6 с вторым набором электропроводных элементов 58. Ротор 44 может не быть соединен непосредственно с какими-либо другими электрическими источниками, нагрузками и/или теплоотводами. Как таковой, ротор 44 может быть свободен от любого непосредственного проводного соединения. При такой свободе ротора 44 от проводного соединения могут уменьшаться гистерезис, задержка, нежелательное трение, и/или иной шум, артефакты, и/или явления, связанные с прикреплением монтажных проводов к подвижным деталям.
Благодаря электрической связи между первым конденсатором 7 0 и вторым конденсатором 7 4 первый конденсатор 7 0 и второй конденсатор 74 могут образовывать пару конденсаторов, которые соединены последовательно. В предположении, что первый конденсатор 7 0 и второй конденсатор 7 4 имеют одинаковую максимальную емкость, емкость получающейся пары конденсаторов составляет половину максимальной емкости. Кроме того, вследствие зависимости первой емкости и второй емкости от давления в устройстве 18 контакта с давлением емкость пары
конденсаторов, образованных ротором 44 и статором 48, также изменяется как функция давления в устройстве 18 контакта с давлением.
В одном осуществлении диапазон перемещения ротора 4 4 составляет около 72°. В этом осуществлении угол поворота ротора 44, в пределах которого образованы индивидуальные элементы в первом наборе электропроводных элементов 56, втором наборе электропроводных элементов 58, третьем наборе электропроводных элементов 68 и четвертом наборе электропроводных элементов 72, составляет около 3 6°. В этой конфигурации будет обеспечиваться некоторое чередование между электропроводными элементами 5 6 первого набора и электропроводными элементами 68 третьего набора и между электропроводными элементами 58 второго набора и электропроводными элементами 72 четвертого набора. Этот диапазон перемещения может быть согласован с деформируемым элементом 2 0 (например, диапазон перемещения деформируемого элемента 2 0 в пределах его диапазона чувствительности может соответствовать повороту ротора 44 на 72°) .
В одном осуществлении электропроводные элементы первого конденсатора 70 и второго конденсатора 74 сконфигурированы так, что изменение емкости в ответ на изменение давления в устройстве 18 контакта с давлением является линейным. В другом осуществлении электропроводные элементы первого конденсатора 7 0 и второго конденсатора 74 могут быть образованы так, что реакция конденсатора будет нелинейной. Этим можно обеспечить больший уровень чувствительности в некотором заданном диапазоне (или диапазонах) давлений (например, при относительно высоких давлениях, при относительно низких давлениях и т.д.).
Вторая концевая часть 50 может быть сконфигурирована для поддержания статора 48 вместе с первой концевой частью 42. Первая статорная часть 64 и вторая статорная часть 66 прикреплены к первой концевой части 42 и второй концевой части 50 одним или несколькими из крепежной детали, клея, соединения, сварки и/или других механизмов для прикрепления компонентов. Во второй концевой части 50 образовано центральное отверстие 76.
Центральное отверстие 7 6 позволяет осуществлять сопряжение оси 46 и поворотного элемента 78, протянутого через центральное отверстие 76. Поворотный элемент 7 8 поворачивается в центральном отверстии 7 6 благодаря подшипнику 62, который установлен в центральном отверстии 76.
Вторая концевая часть 50 может быть образована из одного или нескольких электропроводных материалов, способных выдерживать рабочие условия в подземной скважине при добыче ископаемого топлива. Такие материалы могут включать в себя один или несколько из целазола, керамики, полиэфирэфиркетона, пластика и/или других материалов.
Оконечная секция 16 сконфигурирована для образования выводов датчика 10. Оконечная секция 16 включает в себя первый вывод 80 и второй вывод 82. Первый вывод 80 находится в электрической связи с первой статорной частью 64 и второй вывод 82 находится в электрической связи со второй статорной частью 66. Как таковые, первый вывод 8 0 и второй вывод 82 действуют как выводы последовательного соединения первого конденсатора 7 0 и второго конденсатора 74. Первый вывод 80 и второй вывод 82 протянуты через вторую концевую часть 50 и протянуты от второй концевой части на расстояние в направлении от остальной части датчика 10. Первый вывод 80 и второй вывод 82 могут быть образованы за одно целое со статорными частями 64 и 66, соответственно, или первый вывод 80 и второй вывод 82 могут быть соединены со статорными частями 64 и 66.
На фиг.3 схематически показан датчик 10, включенный для работы в качестве датчика давления. Как можно видеть на фиг.З, первый конденсатор 7 0 и второй конденсатор 7 4 соединены последовательно и обеспечивают последовательную емкость, которая изменяется как функция давления в устройстве 18 контакта с давлением. Первый конденсатор 7 0 и второй конденсатор 7 4 включены в схему 8 4 датчика. Схема 8 4 датчика включает в себя датчик 10, генерирующую схему 8 6, катушку 8 8 индуктивности и/или другие компоненты.
Генерирующая схема 8 6 сконфигурирована для реагирования на электрическую стимуляцию (например, электромагнитный импульс
или стимуляцию другого вида) с заданной частотой. Генерирующая схема 8 6 может включать в себя, например, генерирующий кварц, LC-контур и/или другие генерирующие схемные компоненты. Генерирующий кварц может быть пьезоэлектрическим кристаллом (например кристаллом фосфата галлия) и/или другим генерирующим кварцем.
Катушка 8 8 индуктивности сконфигурирована для индуктивной связи схемы 84 датчика с общей системой, в которой собирается информация о давлении (например, описанной в этой заявке при обращении к фиг.4). В одном осуществлении катушка 8 8 индуктивности включает в себя ферритовое кольцо или тороид. В одном осуществлении катушка 8 8 индуктивности может быть заменена резистором или другим элементом.
Во время работы сигнал поступает на схему 84 датчика через катушку 8 8 индуктивности. Сигнал может включать в себя, например, электромагнитный импульс, который наводит ток в схеме 84 датчика. В ответ на этот ток генерирующая схема 8 6 колеблется на заданной собственной частоте. Этот отклик можно обнаруживать за пределами схемы 8 4 датчика благодаря выходной катушке 8 8 индуктивности. Емкость, подводимая датчиком 10 к схеме 84 датчика, будет отклонять колебания генерирующей схемы 8 6 от заданной собственной частоты. Поскольку емкость датчика 10 изменяется при изменениях давления в устройстве 18 контакта с давлением, колебания схемы 84 датчика, отклоняемые от заданной собственной частоты генерирующей схемы 8 6, будут также изменяться при изменениях давления в устройстве 18 контакта с давлением.
На фиг.4 показан пример системы 90, сконфигурированной для мониторинга давления в подземной скважине. Система 90 включает в себя пропускающую электромагнитное излучение среду, такую как проводящую линию 92, предназначенную для пропускания электромагнитной энергии на протяжении скважины. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что в зависимости от состояния скважины проводящая линия 92 может иметь различные формы или осуществления. Поэтому, проводящая линия 92 может представлять собой, например, насосно-компрессорную колонну в
законченной скважине или бурильную колонну в скважине на этапе строительства. Вблизи верхней части проводящей линии 92 предусмотрен трансформатор 94 для связи проводящей трубы с источником электромагнитной энергии. Вместо трансформатора 94 можно использовать альтернативные способы. Например, линию передачи можно непосредственно связывать с коаксиальным кабелем или другим подходящим кабелем.
В показанном примере осуществления трансформатор 94 включает в себя набор ферритовых колец 96 и провод 98, намотанный вокруг колец. Провод 98 включает в себя выводы 100, которые могут быть подключены к генератору 102 сигналов, который может быть сконфигурирован для формирования по мере надобности или по желанию импульсного или непрерывного волнового сигнала. Кроме того, провод 98 может быть подключен к приемнику 104. Приемник 104 может быть реализован в виде компьютера, который включает в себя шину для приема сигналов из системы 90 для сохранения, процессор и/или дисплей. При этом компьютер 104 может быть снабжен дисплеем 108, который может включать в себя, например, графический пользовательский интерфейс (ГПИ).
Компьютер 104 может включать в себя один или несколько процессоров, сконфигурированных для выполнения вычислительных программных модулей, сконфигурированных для обработки модулированной частоты с получением показателя измеряемой характеристики. Компьютер 104 может выполнять любую желаемую обработку обнаруживаемого сигнала, включая, но без ограничения ими, каротаж данных, статистический (например, Фурье) анализ модулированной частоты вибрации, деконволюцию сигнала, корреляцию с другим сигналом или тому подобную. Промышленные изделия, которые можно использовать для выполнения любого удовлетворяющего требованиям обнаружения частоты, легкодоступны и известны специалистам в данной области техники. В качестве варианта компьютер может снабжаться просмотровой таблицей из запоминающего устройства или доступной памяти для осуществления корреляции принимаемых модулированных частот с обнаруживаемой акустической энергией.
При типичном бурении скважину обсаживают обсадной колонной 110, которая используется как опорная конструкция скважины. Эту обсадную колонну 110 часто изготавливают из электропроводного материала, такого как сталь, и в этом случае во взаимодействии с линией 92 она образует коаксиальную линии передачи, и нет необходимости иметь какую-либо дополнительную проводящую среду. Когда обсадная колонна 110 не является электропроводной, электропроводную трубку (непоказанную) можно помещать в обсадную колонну 110 для образования коаксиальной конструкции. Для поддержания расстояния между линией 92 и обсадной колонной 110 система 90 может включать в себя диэлектрические кольца 112, расположенные периодически на всем протяжении проводящей линии 92.
Например, распорки 112 могут быть выполнены как изолирующие центраторы, которые могут быть дисками, образованными из любого подходящего материала, включая, но без ограничения ими, нейлон или политетрафторэтилен (ПТФЭ). Хотя в показанном осуществлении использована коаксиальная линия передачи, предполагается, что могут использоваться варианты осуществлений линии передачи, такие как единственная проводящая линия, спаренная проводящая линия или волновод. Например, сама обсадная колонна может действовать как волновод при определенных частотах электромагнитных волн. Кроме того, отрезки коаксиального кабеля можно использовать во всей или части линии 92. Такой коаксиальный кабель может быть особенно полезным, когда диэлектрический флюид может не находиться в обсадной колонне 110 (например, когда соленая вода или другой проводящий флюид присутствует в обсадной колонне 110) или когда сигналы передаются/пропускаются ниже пакера или в нижней зоне скважины.
Зондовый узел 114 расположен вблизи дистального конца системы 90. В принципе зондовый узел можно располагать в любом месте на всем протяжении участка линии передачи. На самом деле много таких зондовых узлов можно помещать с промежутками на всем протяжении участка, хотя это будет приводить к обязанности дополнительно обрабатывать сигналы для различения сигналов от
нескольких зондов. При задании отличающейся собственной резонансной частоты для каждого зонда длины волн мультиплексируются в коаксиальной линии и обработка может быть простой.
Зондовый узел 114 включает в себя отверстие 116, которое сконфигурировано для передачи окружающих давлений от флюида, имеющегося в скважине, в зонд 114, где оно может быть обнаружено датчиком (например, флюид может быть направлен в устройство 18 контакта с давлением, применяющееся в датчике 10, показанном на фигурах 1-3 и описанном в этой заявке) . Ниже зонда 114 показаны пакер 118 и зубья 120 пакера.
При использовании генератор 102 сигналов генерирует электромагнитный импульс, который передается по линии передачи к зонду 114. В варианте компоновки импульс может генерироваться локально, как это описано в заявке № 11/898066 на патент США, включенной в эту заявку путем ссылки.
Зонд 114 включает в себя датчик, который включает в себя узел резонансной цепи, который после приема импульса модулирует и переизлучает или отражает импульс обратно по линии передачи. Резонансной цепью может быть, например, колебательный контур, который включает в себя индуктивные и емкостные элементы. В одном осуществлении датчик, включенный в зонд 114, включает в себя датчик 10 и схему 84 датчика, показанные на фигурах 1-3 и описанные выше.
На фиг.5 показан способ измерения давления в подземной среде. Действия способа 122, представленные ниже, предполагаются иллюстративными. В некоторых осуществлениях способ 122 может выполняться с использованием одного или нескольких неописанных дополнительных действий и/или без одного или нескольких рассматриваемых действий. Кроме того, порядок, в котором действия способа 112 показаны на фиг.5 и описываются ниже, не предполагается ограничивающим. В одном осуществлении способ 122 выполняется системой, имеющей (i) статор и ротор, сконфигурированные так, что поворотная ориентация ротора относительно статора изменяется как функция давления в подземной среде, и (ii) первый конденсатор, имеющий части,
поддерживаемые каждым из ротора и статора так, что емкость первого конденсатора изменяется как функция поворотной ориентации ротора относительно статора. Эта система может включать в себя датчик давления, подобный датчику 10 или такой же (показанный на фигурах 1-3 и описанный выше).
При выполнении действия 12 4 электромагнитный сигнал передают вниз по подземной скважине. Электромагнитный сигнал может быть электромагнитным импульсом. В одном осуществлении действие 124 выполняется генератором сигналов, подобным генератору 102 сигналов или таким же (показанным на фиг.4 и описанным выше).
При выполнении действия 12 6 электромагнитный сигнал отражается датчиком, содержащим статор и ротор, при этом датчик дополнительно содержит схему датчика, имеющую резонансную частоту, которая изменяется при изменениях давления. В одном осуществлении действие 12 6 выполняется схемой датчика, подобной схеме 84 датчика или такой же (показанной на фиг.3 и описанной выше).
При выполнении действия 12 8 электромагнитный сигнал модулируют в ответ на давление в подземной среде. Эта модуляция может включать в себя генерацию механической силы, которой ротор поворачивается относительно статора в ответ на изменение давления в подземной среде. В одном осуществлении действие 128 выполняется схемой датчика, подобной схеме 84 датчика или такой же (показанной на фиг.3 и описанной выше).
При выполнении действия 130 принимают модулированный сигнал. Этот прием может включать в себя прием одним или несколькими компонентами на поверхности. В одном осуществлении действие 130 выполняется генератором сигналов, подобным генератору 102 сигналов или таким же (показанным на фиг.4 и описанным выше).
При выполнении действия 132 давление в подземной среде определяют по модулированному сигналу. В одном осуществлении действие 132 выполняется компьютером (или другим процессором), подобным компьютеру 104 или таким же (показанным на фиг.4 и описанным выше).
Хотя с целью иллюстрации изобретение было подробно описано на основании осуществлений, в настоящее время считающихся наиболее практичными и предпочтительными, должно быть понятно, что такие подробности были приведены только с этой целью и что изобретение не ограничено раскрытыми осуществлениями, а наоборот, предполагается охватывающим модификации и эквивалентные компоновки, который находятся в пределах сущности и в объеме прилагаемой формулы изобретения. Например, должно быть понятно, что в настоящем изобретении предполагается возможность объединения одного или нескольких признаков из любого осуществления с одним или несколькими признаками из любого другого осуществления.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Система, сконфигурированная для измерения давления в подземной среде, при этом система содержит:
генератор сигналов, сконфигурированный для генерации электромагнитного сигнала;
датчиковый зонд, сконфигурированный для расположения в области подземной среды, при этом датчиковый зонд включает в себя узел резонансной цепи, который включает в себя емкостный элемент, узел резонансной цепи дополнительно сконфигурирован для приема энергии от электромагнитного сигнала и для генерации резонансного сигнала в ответ на электромагнитный сигнал, в котором емкостный элемент датчикового зонда является реагирующим на условие давления в области подземной среды для модуляции резонансного сигнала в соответствии с ним; при этом
емкостный элемент содержит:
деформируемый элемент, сконфигурированный для подвергания физическому деформированию реагирующим на изменения давления в области подземной среды;
статор;
ротор, механически связанный с деформируемым элементом и сконфигурированный для поворота относительно статора реагирующим на деформацию деформируемого элемента; и
первый конденсатор, имеющий части, поддерживаемые ротором и статором так, что емкость первого конденсатора изменяется в зависимости от поворотной ориентации ротора относительно статора, вследствие чего емкость первого конденсатора показывает давление в области подземной среды;
приемник, сконфигурированный для приема модулированного резонансного сигнала; и
один или несколько процессоров, сконфигурированных для обработки модулированного резонансного сигнала, чтобы получать измерение условия давления.
2. Система по п. 1, в которой деформируемый элемент представляет собой трубку Бурдона.
3. Система по п. 1, в которой первый конденсатор содержит:
первый набор электропроводных элементов, поддерживаемых
ротором; и
второй набор электропроводных элементов, поддерживаемых статором,
в которой емкость между первым набором электропроводных элементов и вторым набором электропроводных элементом изменяется в зависимости от поворотной ориентации ротора относительно статора.
4. Система по п. 3, в которой первый набор электропроводных элементов содержит набор пластин, вытянутых от ротора поперек оси поворота ротора, в которой второй набор электропроводных элементов, поддерживаемых статором, образует набор канавок, соответствующих набору пластин, и в которой набор пластин и набор канавок сконфигурированы с чередованием.
5. Система по п. 1, в которой емкостный элемент дополнительно содержит второй конденсатор, соединенный последовательно с первым конденсатором, при этом второй конденсатор имеет части, поддерживаемые ротором и статором так, что емкость второго конденсатора изменяется в зависимости от поворотной ориентации ротора относительно статора, вследствие чего емкость второго конденсатора показывает давление в области подземной среды.
6. Система по п. 5, в которой последовательные конденсаторы, образованные первым конденсатором и вторым конденсатором, дополнительно содержат:
первый вывод последовательных конденсаторов, образованных первым конденсатором и вторым конденсатором, при этом первый вывод соединен с частью первого конденсатора, поддерживаемой статором;
второй вывод последовательных конденсаторов, образованных первым конденсатором и вторым конденсатором, при этом второй вывод соединен с частью второго конденсатора, поддерживаемой статором; и
в которой первый конденсатор и второй конденсатор соединены последовательно с помощью электрического соединения, осуществляемого ротором.
7. Способ измерения давления в подземной среде с
использованием системы, имеющей (i) статор и ротор, сконфигурированные так, что поворотная ориентация ротора относительно статора изменяется как функция давления в подземной среде, и (ii) первый конденсатор, имеющий части, поддерживаемые каждым из ротора и статора так, что емкость первого конденсатора изменяется как функция поворотной ориентации ротора относительно статора, при этом способ заключается в том, что
генерируют сигнал, имеющий заданный частотный спектр; и модулируют частотный спектр генерируемого сигнала в зависимости от поворотной ориентации ротора относительно статора, при этом такая модуляция показывает давление в подземной среде.
8. Способ по п. 7, в котором модуляция содержит генерацию механической силы, которая поворачивает ротор относительно статора, реагирующий на изменение давления в подземной среде.
9. Способ по п. 8, в котором генерацию выполняют с помощью деформируемого элемента, сконфигурированного для деформирования реагирующим на изменение давления.
10. Способ по п. 9, в котором деформируемый элемент представляет собой трубку Бурдона.
11. Способ по п. 7, в котором система дополнительно содержит второй конденсатор, имеющий части, поддерживаемые каждым из ротора и статора так, что емкость второго конденсатора изменяется как функция поворотной ориентации ротора относительно статора.
12. Способ по п. 11, в котором второй конденсатор соединен последовательно с первым конденсатором.
13. Способ по п. 12, в котором первый конденсатор и второй конденсатор соединены последовательно с помощью электрического соединения, осуществляемого ротором.
14. Датчик давления, содержащий:
узел контакта с давлением, имеющий устройство контакта с давлением, открытое в измеряемую среду;
деформируемый элемент в сообщении по флюиду с устройством контакта с давлением, при этом деформируемый элемент
сконфигурирован для подвергания физическому деформированию реагирующим на изменения давления; статор;
ротор, механически связанный с деформируемым элементом и сконфигурированный для поворота относительно статора реагирующим на деформацию деформируемого элемента; и
первый конденсатор, имеющий части, поддерживаемые ротором и статором так, что емкость первого конденсатора изменяется в зависимости от поворотной ориентации ротора относительно статора, вследствие чего емкость первого конденсатора показывает давление в устройстве контакта с давлением.
15. Датчик по п. 14, в котором деформируемый элемент представляет собой трубку Бурдона.
16. Датчик по п. 14, в котором первый конденсатор содержит:
первый набор электропроводных элементов, поддерживаемых ротором; и
второй набор электропроводных элементов, поддерживаемых статором,
в котором емкость между первым набором электропроводных элементов и вторым набором электропроводных элементов изменяется в зависимости от поворотной ориентации ротора относительно статора.
17. Датчик по п. 16, в котором первый набор электропроводных элементов содержит набор пластин, вытянутых от ротора поперек оси поворота ротора, в котором второй набор электропроводных элементов, поддерживаемых статором, образует набор канавок, соответствующих набору пластин, и в котором набор пластин и набор канавок сконфигурированы с чередованием.
18. Датчик по п. 14, дополнительно содержащий второй
конденсатор, соединенный последовательно с первым
конденсатором, при этом первый конденсатор имеет части,
поддерживаемые ротором и статором так, что емкость второго
конденсатора изменяется в зависимости от поворотной ориентации
ротора относительно статора, вследствие чего емкость второго
конденсатора показывает давление в устройстве контакта с
17.
давлением.
19. Датчик по п. 18, дополнительно содержащий:
первый вывод последовательных конденсаторов, образованных первым конденсатором и вторым конденсатором, при этом первый вывод соединен с частью первого конденсатора, поддерживаемой статором;
второй вывод последовательных конденсаторов, образованных первым конденсатором и вторым конденсатором, при этом второй вывод соединен с частью второго конденсатора, поддерживаемой статором; и
в котором первый конденсатор и второй конденсатор соединены последовательно с помощью электрического соединения, осуществляемого ротором.
20. Датчик по п. 14, где датчик сконфигурирован для работы
при эксплуатационной температуре до около 550° F (287, 8° С) .
По доверенности
,40 20
22 42 } ,66
52'
58-
48-
64-
68'
-60
-56 -44 46
CD CD Ю
Дисплей, ГПИ
Генератор сигналов
Процессор сигналов
104
112
-114
> 90
ФИГ. 4
Передача сигнала
Отражение сигнала
Модуляция сигнала
J
Прием
модулированного сигнала
Определение давления
ФИГ. 5
(19)
(19)
(19)
4/5
108-
4/5
108-
4/5
108-
4/5
108-
4/5
108-
4/5
108-
5/5
5/5