شرایط مخزنی برای استفاده از اموج فرا صوتی
۱- چاه با کاهش تولید همراه باشد و Scale باید علت آن باشد و فقط ناحیه کمی باید تحت تاثیر این امواج قرار گیرد زیرا بسامد بالاست و عمق نفوذ کم می باشد.
۲- مخزن نباید افت فشار شدیدی را نشان دهد.
۳- تخلخل باید بالای ۵ درصد باشد.
۴- گرانروی کمتر از ۲-۱۰ پاسکال باشد.
۵- عملیات باید در چاههای با لوله های جداری شکافدار انجام شود.
۶- بهترین دما برای تحریک چاه توسط این اموج ۱۰۰ تا ۱۱۰ درجه سلسیوس می باشد.
شرایط مخزنی برای استفاده از موج صوتی با فرکانس پایین
۱- عمق چاه بین ۱۵۰۰ تا ۱۷۰۰ متر
۲- درصد آب نباید کمتر از ۹۰ درصد باشد. چون این روش برای Coalescencing و چسباندن ذرات نفت مناسب می باشد.
۳- گرانروی باید کم باشد.
در واقع استفاده از امواج الاستیک یک روش جدید، ارزان، بدون آلودگی محیط زیست و با کارایی بالا می باشد. دانشمندان پیشنهاد می کنند که از Wave Seismic Excitation و Gas Drive بعنوان روشی در EOR استفاده شود.
چون مطالعات جدی در این زمینه از ۱۵ سال قبل شروع شده هنوز نتایج مدون و دسته بندی شدهبدست نیامده است و ذکر جزئیات و محاسبات کمی (Quantity) وجود ندارد.
در ادامه به مدار الکترونیکی کنترل کننده و نشانگر سطح آب مخزن با امواج فراصوتی میپردازیم.
یک ماژول فاصله یاب فراصوت (ultrasonic) است،در این مدار الکترونیکی از این ماژول استفاده کرده ایم. این ماژول فراصوت از یک فرستده و گیرنده فراصوت و قطعات الکترونیکی مورد نیاز برای عملیاتی کردن آن ها تشکیل شده است .
قوانین فیزیکی مورد استفاده در این ماژول خیلی ساده است . این ماژول ۸ عدد پالس (موج) فراصوت با فرکانس ۴۰KHz می فرستند و سپس امواجی را که بازتاب داده شده اند را دریافت می کند ، درست مانند یک رادار .
تاخیر اتفاق افتاده بین فرستادن موج و بازگشت موج فراصوتی در واقع زمانی است که موج صدا صرف کرده که از ماژول تا مانع برود و بازگردد. این زمان تاخیر را می توان با فرمول بسیار ساده ای به فاصله تبدیل کرد:
D=T.S/2
در این فرمول ، t زمان تاخیر به ثانیه ، s سرعت موج صوتی و d فاصله است . تقسیم بر ۲ هم به این دلیل است که موج مسیر را دوبار طی می کند (رفت و برگشت). خروجی ماژول فراصوتی HC-SR04 یک پالس با طول مشخصی خواهد بود که رابطه مستقیمی با فاصله دارد ، با استفاده از دیتاشیت (datasheet) این ماژول می توانید ببینید که هر ۵۸ میکروثانیه طول پالس به معنای یک سانتی متر فاصله است . برای این که این ماژول را تحریک کنیم باید یک سیگنال برق به مدت ۱۰ میکروثانیه به عنوان تحریک به پایه تحریک (trigger) ماژول بفرستیم و سپس صبر کنیم که ماژول جوابمان را روی پایه خروجی اش بدهد(پایه echo). دیاگرام زمانبندی ماژول و نمودار خروجی ماژول در عکس زیر دیده می شود .
نقشه شماتیک مدار نشان گر سطح آب مخازن:
این نقشه شماتیک مدار الکترونیکی نشانگر سطح مخزن است
توضیحات بیشتر در مورد نحوه کار مدار الکترونیکی
شما برای ساخت این مدار نیازی به دانستن مفاهیم عنوان شده در قسمت توضیحات ندارید. این توضیحات برای کسانی نوشته شده است که علاقه مند به دانستن طرز کار این مدار هستند. پایه تحریک (Trigger) ماژول اولتراسونیک به پایه P3.0 میکرو کنترل ۸۰۵۱ وصل شده است . پایه خروجی ماژول اولتراسونیک (پایه Echo) هم به پایه P3.1 میکرو وصل شده است .پایه های DATA نمایشگر LCD به پایه های P2.7 ، P2.6 و P2.5 وصل شده اند. پمپ مخزن توسط پورت P2.0 میکرو کنترل می شود. پمپ استفاده شده در اینجا ، پمپ ۱۲ ولتی شیشه شور خودرو است. اکثر پمپ های موجود در بازار با این مدار سازگاری دارند. پمپ با استفاده از یک رله به کار می افتد ، توجه داشته باشید که جریان کشیده شده توسط موتور پمپ شما از جریان قابل تحمل برای رله بالاتر نباشد
مدار چگونه کار می کند ؟
فرض کنید ماژول اولتراسونیک روی سقف مخزن و به سمت سطح آب نصب شده است. سطح آب امواج فراصوتی فرستاده شده از این ماژول را بازتاب می دهد. ماژول اولتراسونیک این امواج بازتاب داده شده را گرفته و تاخیر زمانی بین فرستادن و گرفتن این امواج را می سنجد. فاصبه بین سطح آب تا سطح مخزن توسط میکرو کنترلر از همین داده های به دست آمده محاسبه می شود. میکرو کنترلر ۸۰۵۱ خروجی ماژول را می خواند ، سپس طول این خروجی را می سنجد و با استفاده از برنامه عملیات ریاضی که در بالا توضیح دادیم فاصله را بدست می آورد. می توانید ببینید که فاصله بدست آمده از بالای مخزن محاسبه شده است . برخلاف بقیه مدارهای نشانگر سطح آب که آم را از پایین مخزن می سنجند. البته می توان با تغییر خیلی کوچک در کد برنامه میکرو این مسئله را حل کرد. اما این ویژگی این مدار الکترونیکی به شما امکان می دهد که کاربرد عمومی برای انواع عمق های مختلف و مخازن داشته باشید. برای بدست آوردن سطح آب از کف مخزن می توانیم به سادگی فاصله سطح آب از مخزن را از عمق مخزن کم کنیم و می توان این کار را به سادگی در برنامه میکرو انجام داد که نیاز به کار دستی نباشد. این مدار الکترونیکی پمپ آب را وقتی سطح آب به اندازه ۲۰ سانتی متر افت می کند روشن خواهد کرد. وقتی سطح آب ۵ سانتی متر بیشتر از بالاترین سطح مجاز باشد پمپ خاموش خواهد شد. سطح آبی که روی LCD به نمایش در می آید فاصله سطح آب مخزن از سقف مخزن است . تانکر ها و مخازن ۱٫۵ متر تا دو متر به خوبی با این مدار قابل سنجش هستند.