قارن بين المجسات صغيرة القطر والكابلات الغاطسة والحماية من الصواعق لمرسلات مستوى البئر العميق حتى 500 متر. أرسل مواصفات بئرك للحصول على توصية مجانية.
جهاز إرسال مستوى البئر العميق هو أداة هيدروستاتيكية قابلة للغمر تقيس مستوى السائل أو عمق المياه الجوفية في الآبار والثقوب والخزانات عن طريق تحويل الضغط الهيدروستاتيكي إلى إشارة عملية موحدة مثل 4-20 مللي أمبير أو RS-485 Modbus أو HART. تغطي نماذج البئر العميق نطاقات تصل إلى 500 متر بدقة نموذجية تبلغ 0.5% من النطاق الكامل (ودقة 0.25% من النطاق الكامل متاحة)، وتستخدم متغيرات الثقب الضيق مجسات صغيرة يصل قطرها إلى 16 ملم لتمر عبر آبار 2 بوصة. تصنع WELK أجهزة إرسال مستوى الثقب صغيرة القطر، وأجهزة إرسال مستوى البئر العميق، وأجهزة إرسال قابلة للغمر بكابل مدرع مصممة لهذه الفئة من الخدمة.
الخزان عبارة عن وعاء مغلق ويمكن الوصول إليه. البئر عبارة عن حفرة ضيقة وعميقة وغالبًا غير مبطنة في الأرض. تغير هذه الاختلافات تقريبًا كل قرار تصميمي.
الوصول المادي. يبلغ القطر الداخلي لبئر 2 بوصة حوالي 50.8 ملم، ومع ذلك يجب أن يستوعب المجس والكابل وأحيانًا أنبوب التنقيط للضخ. وهذا يدفع الطلب على مجسات صغيرة القطر في نطاق 16-22 ملم. لن يتناسب مجس الخزان القياسي بقطر 27 ملم ببساطة. حتى في بئر 4 بوصة (حوالي 100 ملم قطر داخلي)، يجب أن يمر المجس عبر الوصلات وأقسام الشاشة والانحرافات المحتملة في الغلاف دون التعثر.
العمق وطول الكابل. نادرًا ما تتجاوز أجهزة إرسال مستوى الخزان بضعة أمتار من الغمر. تعمل الآبار العميقة من عشرات إلى مئات الأمتار. يتطلب البئر الذي يبلغ عمقه 300 متر كابلًا بطول 300 متر، ويصبح اختيار الكابل — مهوى، مدرع، متوافق مع الإشارة — قرارًا هيكليًا، وليس ملحقًا. مقاومة الكابل والسعة وقوة الشد كلها مهمة عند هذا الطول.
قيود مبدأ القياس. أجهزة استشعار مستوى الرادار والموجات فوق الصوتية، التي تعمل بشكل جيد على الخزانات، غالبًا ما تكون غير عملية في الآبار. يتطلب رادار الموجة الموجهة قضيبًا أو كابلًا طويلًا بما يكفي لتغطية نطاق القياس الكامل، وهو مكلف وصعب التركيب في بئر عميقة وضيقة. لا يمكن للرادار غير التلامسي رؤية الهدف بشكل موثوق من خلال الجزء العلوي من غلاف ذي قطر صغير، وتفقد أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية الدقة عبر النطاقات الطويلة وفي عمود الهواء الرطب والمضطرب للبئر. أجهزة الإرسال الهيدروستاتيكية الغاطسة غير متأثرة بالرغوة أو البخار أو التكثيف أو العمق — ولهذا تهيمن على هذا التطبيق. للمهام المجاورة في محطات الرفع والخزانات، راجع دليل WELK لـ قياس مستوى المياه ومياه الصرف الصحي .
شدة الظروف البيئية. تتعرض الآبار لكيمياء المياه الجوفية والطمي والتلوث البيولوجي، وفي المواقع النائية، لتيارات عابرة ناتجة عن الصواعق على مسارات الكابلات الطويلة. جهاز إرسال خزان مربوط بفوهة لا يواجه كابلًا بطول 300 متر يعمل كهوائي أثناء العاصفة. تدفع هذه العوامل البيئية إلى الحاجة إلى أغلفة قوية، وختم IP68، وحماية أنبوب التنفيس، وقمع التيارات العابرة.
يقيس جهاز إرسال المستوى الهيدروستاتيكي ضغط عمود السائل فوق غشاءه. العلاقة الحاكمة هي:
P = ρ × g × h
حيث P هو الضغط الهيدروستاتيكي بالباسكال، ρ هي كثافة السائل بالكيلوغرام لكل متر مكعب، g هي تسارع الجاذبية (9.81 م/ث²)، وh هو ارتفاع السائل بالأمتار. بإعادة الترتيب، الارتفاع المقاس هو h = P / (ρ × g).
لأن محول الطاقة حساس للضغط الكلي — ضغط السائل بالإضافة إلى الضغط الجوي على السطح — يجب على جهاز الإرسال طرح المكون الجوي. لهذا السبب تستخدم المجسات الغاطسة كابلًا مهوى مع أنبوب شعري مدمج ينقل الضغط المرجعي من موصل مهوى على السطح إلى خلف غشاء المستشعر. المرجع الجوي يلغي الانجراف البارومتري، لذا يعكس الناتج ارتفاع عمود السائل فقط. مستشعر القياس المغلق (غير المهوى) ينحرف مع كل تغير في الطقس ولا ينبغي استخدامه لمراقبة مستوى البئر.
الكثافة هي المصطلح الآخر المهم. مسبار معاير للماء (1000 كجم/م³) سيقرأ أقل بنسبة 20% في محلول ملحي بكثافة 1200 كجم/م³ وأعلى بنسبة 5% في سائل عملية بكثافة 950 كجم/م³. بالنسبة للآبار، عادة ما يكون الوسط هو المياه الجوفية، لذا فإن معايرة الماء هي القياسية — ولكن إذا كان البئر يحمل محلولًا ملحيًا أو رشحًا أو عمود مياه جوفية ملوثة، يجب إدخال الكثافة الفعلية في الحساب أو يجب معايرة المرسل في المصنع لهذا السائل. جهاز WELK مرسل مستوى هيدروستاتيكي غاطس متوفر بمعايرة كثافة مخصصة ومجموعة من مواد الأغشية للمياه الجوفية المسببة للتآكل.
البعد الأكثر أهمية هو القطر الخارجي للمسبار بالنسبة لأصغر قيد في البئر — عادة الغلاف أو شاشة البئر أو الوصلة الملولبة. كقاعدة عامة:
الخلوص ليس اختياريًا. المسبار الذي يناسب الغلاف على الورق يمكن أن يعلق عند وصلة غير محاذية، أو ترسب معدني، أو انحناء طفيف في الغلاف. تحديد أكبر مسبار لا يزال يتجاوز كل القيود يزيد من مساحة الغشاء، مما يحسن الدقة ويقلل من حساسية الانسداد.
المسبار العائم أو المنجرف ينتج قراءات مستوى خاطئة. يجب تزويد كل جهاز إرسال غاطس للآبار بوزن سفلي من الفولاذ المقاوم للصدأ — عادةً 316L، من حوالي 0.5 كجم للآبار الضحلة حتى 2-3 كجم للآبار العميقة أو المتدفقة — لإبقاء المسبار مثبتًا عند عمق القياس الصحيح. الوزن أيضًا يبقي الكابل مشدودًا حتى لا يلتف ويحتك بالغلاف. في تكوينات جهاز إرسال مستوى البئر العميق ، تقوم WELK بتقييم نقطة التعليق لتجميع المسبار والوزن الكامل بحيث لا يحمل الكابل حمولة الوزن الثقيل بمفرده.
اختيار الكابل هو قرار موثوقية، وبالنسبة للآبار يجب اتخاذه في مرحلة المواصفات:
ضع في اعتبارك أن الشعيرة التنفسية هي نظام "التنفس" للمجس. إذا امتلأت بالماء، فسيتم فقدان المرجع الجوي وتنحرف القراءات. يجب إبقاء نهاية الكابل عند السطح فوق مستويات الفيضان المحتملة وتزويدها بمجفف - هذه النقطة سيعاد النظر فيها تحت التركيب.
غالبًا ما يكون طول الكابل الميكانيكي والمدى الإلكتروني للقياس نفس الرقم في البئر، لكنهما ليسا نفس المواصفة. البئر الذي يبلغ عمقه 200 متر يحتاج إلى كابل بطول 200 متر؛ يجب أن يكون مدى المرسل هو أقصى عمود ماء متوقع فوق المجس، وليس عمق البئر الكامل. إذا تم تعليق المجس على عمق 5 أمتار تحت الحد الأدنى المتوقع لمستوى الماء، فإن مرسل بمدى 200 متر يقيس 195 مترًا من الارتفاع بين المجس والحد الأقصى للمستوى. الإفراط في تحديد المدى يقلل من الدقة والضبط، لذا طابق المدى مع عمود السائل الفعلي - ثم تأكد من أن الكابل يمكن أن يصل إلى أدنى نقطة تركيب مع هامش.
تضيف مسافات الكابلات الطويلة مقاومة وسعة يمكن أن تضعف الإشارات:
الكابل الرأسي الطويل من مسبار عميق في الأرض إلى وحدة التحكم على السطح هو عمليًا هوائي للصواعق. حتى بدون ضربة مباشرة، تسبب الضربات القريبة ارتفاعات جهد كيلوفولت على الكابل، مما يدمر المرسلات غير المحمية عند الحجاب الحاجز ومرحلة الإدخال في PLC أو RTU. الحماية إلزامية وليست اختيارية:
يتم استخدام نفس المجس الأساسي في نظامين مختلفين تمامًا:
مراقبة المياه الجوفية عادة ما تكون بعيدة، تعمل بالبطارية أو الطاقة الشمسية، ومنخفضة النطاق الترددي. يتم تسجيل بيانات المستوى بواسطة مسجل بيانات ويتم استطلاعها عبر القياس عن بعد - LoRa أو NB-IoT أو GPRS/4G أو الأقمار الصناعية - على فترات تتراوح من دقائق إلى أيام. الميزانية الكهربائية هي القيد المهيمن، لذلك يجب أن يكون جهاز الإرسال حلقة منخفضة الطاقة أو مستشعرًا رقميًا 3.3-5 فولت، ويجب أن يكون الكابل مصنفًا للغمر الدائم دون وصول للصيانة. دقة 0.5% FS عادة ما تكون كافية لتحليل اتجاهات طبقة المياه الجوفية؛ استقرار الصفر على المدى الطويل وعمر البطارية أكثر أهمية من الدقة.
واجب الخزان الصناعي يتم تشغيله بشكل مستمر، ويوجد نظام تحكم قريب، وغالبًا ما يتطلب حلقة 4-20 مللي أمبير مع تشخيصات HART، ودقة أعلى (0.25% FS)، ومواد متوافقة مع العملية. رأس البئر أو البئر في المصنع (على سبيل المثال، بئر استخراج يغذي خط المعالجة) هو نظام هجين: يحتاج إلى مجس بشكل بئر ولكن بروتوكول إخراج صناعي.
قبل التحديد، اعمل من خلال قائمة فحص WELK RFQ لأجهزة إرسال المستوى الهيدروستاتيكي - تغطي الأسئلة (الكثافة، المدى، طول الكابل، كيمياء الوسط، والطاقة) التي تحدد الاختيار بين مجس مراقبة المياه الجوفية وجهاز إرسال الخزان الصناعي.
| التطبيق، قطر المسبار، المدى النموذجي، الدقة، الإخراج، الكابل، الأفضل لـ |
|---|
| بئر بقطر 2 بوصة، 16-22 مم، 0-10 م إلى 0-100 م، 0.5% FS، 4-20 مللي أمبير / RS-485، PUR مهوى؛ قطر صغير، مراقبة المياه الجوفية؛ بيزومترات؛ آبار ضحلة |
| بئر بقطر 4 بوصة، 22-27 مم، 0-30 م إلى 0-200 م، 0.5% FS، 4-20 مللي أمبير / RS-485 / HART، PUR مهوى أو مدرع، آبار المراقبة؛ آبار نزح المياه |
| بئر عميق (100-500 م)، 22-27 مم، 0-200 م إلى 0-500 م، 0.25-0.5% FS، 4-20 مللي أمبير / HART، مهوى مدرع؛ عضو قوة، آبار إمداد المياه؛ نزح المياه في المناجم |
| خزان مفتوح، 27 مم+، 0-5 م إلى 0-100 م، 0.5% FS، 4-20 مللي أمبير / RS-485، مهوى قياسي، مستوى الخزان والبركة؛ تخزين المياه |
| شبكة المياه الجوفية، 16-22 مم، 0-10 م إلى 0-100 م، 0.5% FS، RS-485 / SDI-12؛ طاقة منخفضة، PUR مهوى، مراقبة طبقة المياه الجوفية متعددة النقاط؛ القياس عن بعد |
لمقارنة أعمق عبر تقنيات الاستشعار لخدمة المياه ومياه الصرف الصحي، بما في ذلك متى يتفوق مسبار البئر على وحدة الرادار أو الموجات فوق الصوتية، راجع دليل WELK دليل اختيار مستشعر قياس مستوى المياه ومياه الصرف الصحي. إذا كان بئرك يغذي خزانًا أو حوض تخزين بدلاً من خط معالجة، فإن صفحة تطبيقات الآبار والخزانات يشرح سلسلة القياس الكاملة.
طريقة التعليق. قم بإنزال المجس على الكابل المُهوّى نفسه فقط عندما يكون الكابل مُصمَّمًا للتعليق ومزوَّدًا بعنصر قوة. بالنسبة للآبار العميقة، يتولى سلك تعليق منفصل من الفولاذ المقاوم للصدأ أو حبل كيفلار الحمل الميكانيكي، ويتم ربط الكابل الكهربائي به على فترات تتراوح بين 1-3 متر. يمنع هذا تمدد الكابل وإجهاد الموصل على مسافة 200 متر.
الوزن السفلي. قم بتركيب وزن من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L مُحدَّد الحجم وفقًا لظروف التدفق — خفيف للمياه الجوفية الساكنة، وأثقل للآبار ذات السحب النشط حيث يمكن أن يؤدي التدفق الداخل إلى رفع المجس. تأكد من مرجع الصفر للقياس: يقع الغشاء على إزاحة ثابتة فوق طرف الوزن، لذا سجّل هذه الإزاحة أثناء التشغيل لحسابات دقيقة لعمق الماء.
تجنب خط الطمي. تتراكم الرواسب المعلقة ومواد البئر المنهارة في قاع البئر. تعليق المجس في أعمق نقطة ممكنة ولكن على الأقل 0.5-1 متر فوق مستوى الرواسب المتوقع يحمي الغشاء من الدفن والانسداد، بينما تبقى فجوة السحب بين الغشاء والرواسب واضحة.
انضباط أنبوب التنفيس. يجب أن تكون نهاية الكابل المُهوّى في حاوية جافة ومرتفعة مع خرطوشة مجففة. إذا غمر غطاء التنفيس أو تشبع المجفف، تتسرب المياه عبر الشعيرات الدموية ويُفقد المرجع الجوي — وهذا هو الفشل الكلاسيكي "الانجراف البطيء على مدى أسابيع". استبدل المجففات وفقًا لجدول الصيانة، عادة كل 3-6 أشهر في المناخات الرطبة.
بلل المستشعر قبل فحوصات الإشارة. لا يمكن التحقق من المجس الهيدروستاتيكي في الهواء. قم بالتشغيل مع غمر المجس على عمق معروف، أو استخدم جهاز اختبار ضغط معايرة (deadweight/pressure tester) على الغشاء. تحقق من نقطة 4 مللي أمبير عند الصفر وامتداد القياس بعمود ماء معروف، ثم سجّل الصفر بعد التركيب.
تفشل المجسات الغاطسة في الآبار بشكل متوقع، ومعظم الأعطال يمكن الوقاية منها:
خطة الصيانة العملية هي استرجاع أجهزة الإرسال الخاصة بالآبار وتنظيفها وفحصها وإعادة معايرتها كل 12-24 شهرًا اعتمادًا على كيمياء الماء وتاريخ التلوث. وثّق كل عملية استرجاع بحيث تكون اتجاهات الانجراف مرئية قبل أن تتحول إلى أخطاء في العملية.
ما الفرق بين جهاز إرسال مستوى البئر العميق وجهاز إرسال مستوى البئر المثقوب؟ يعملان على نفس المبدأ الهيدروستاتيكي؛ الفرق هو عامل الشكل والتصنيف. جهاز إرسال مستوى البئر المثقوب هو النوع ذو القطر الصغير (16-22 مم) بحجم مناسب لآبار المراقبة بقطر 2 و4 بوصات، وعادةً بمدى 10-100 متر. أما جهاز إرسال مستوى البئر العميق فهو مصمم لمدى يصل إلى 500 متر، مع كابلات مهواة مدرعة أطول، وتصنيفات تعليق أثقل، وعادةً حماية من زيادة التيار لمسافة الكابل الأطول.
هل يمكن لجهاز إرسال مستوى 4-20 مللي أمبير أن يعمل في بئر بعمق 300 متر؟ نعم. حلقة التيار 4-20 مللي أمبير محصنة ضد انخفاض الجهد على طول الكابل، لذا فإن الحلقة المزودة بشكل صحيح تحمل إشارة موثوقة لمئات الأمتار. تأكد من أن جهد الإمداد يظل أعلى من الحد الأدنى للجهاز (حوالي 9 فولت تيار مستمر) في الطرف البعيد وأن مقاومة الحلقة الكلية — الكابل بالإضافة إلى أي مؤشرات — ضمن ميزانية 4-20 مللي أمبير / HART.
كيف أحمي جهاز إرسال مستوى البئر من الصواعق؟ استخدم ثلاث طبقات: وحدة حماية من زيادة التيار مدمجة على جهاز الإرسال نفسه، وجهاز حماية من زيادة التيار (SPD) في نهاية وحدة التحكم لكابل 4-20 مللي أمبير أو RS-485، وتأريض صحيح بنقطة واحدة مع مقاومة أرضية منخفضة (عادة أقل من 4 أوم). قم بتأريض درع الكابل في نقطة واحدة محددة لتجنب حلقات الأرضي.
لماذا ينحرف قراءة المجس الغاطس ببطء مع مرور الوقت؟ السبب الأكثر شيوعًا هو دخول الماء إلى أنبوب التنفيس من خلال نهاية تنفيس مغمورة أو معرضة للخطر، مما يدمر المرجع الجوي. افحص وجفف غطاء التنفيس، واستبدل المجفف، وافحص الكابل بحثًا عن جروح. إذا استمر الانجراف، فقد يكون غشاء المستشعر متسخًا أو قد تحتاج خلية القياس إلى إعادة معايرة.
ما مدى العمق الذي يمكن أن يقيسه جهاز إرسال مستوى هيدروستاتيكي قابل للغمر؟ تغطي أجهزة إرسال الآبار العميقة القياسية من WELK نطاقات تصل إلى 500 متر (نطاقات مخصصة متاحة)، بدقة تتراوح بين 0.25-0.5% من المدى الكامل. الحد العملي هو طول الكابل وميكانيكا التركيب وليس مستشعر الضغط نفسه، ولهذا يتم تحديد حماية الكابل وتقييم التعليق مع النطاق.
اختيار جهاز إرسال مستوى البئر العميق المناسب يعتمد على أربعة أرقام: عمق البئر، قطر الحفرة، عمود الماء المتوقع، وكيمياء الوسط. أرسل هذه القيم الأربع إلى مهندسي WELK على البريد الإلكتروني sales@level-meters.com أو عبر نموذج الاستفسار، وستحصل على توصية مجانية بشأن قطر المسبار المناسب، والنطاق، وبروتوكول الإخراج، ونوع الكابل، والحماية من التيار الزائد — مع التسعير لتكوين بئرك المحدد. للحصول على مواصفات المنتجات التي تمت مناقشتها هنا، قم بزيارة صفحة منتج جهاز إرسال مستوى البئر العميق أو راجع عمليات المصنع ومراقبة الجودة الخاصة بـ WELK قبل الشراء.
Submersible deep-well level transmitter with long cable, IP68 probe and output selected for groundwater or reservoir monitoring.
Small-diameter hydrostatic level transmitter for narrow boreholes, monitoring tubes and restricted-access wells.
Submersible hydrostatic level transmitter for wells, reservoirs, tanks and water projects with cable length and output configured by depth.
Send drawings, dimensions, material, environment or operating conditions, and we will help confirm the right specification.
Uploaded reference files are included with the inquiry. For larger CAD packages, reply to the confirmation email or send them here:
Our team typically replies within 24 ساعة.
