CN103277080A - 压裂作业用绕组传感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压裂作业用绕组传感器，其安装在压裂管线中，包括依次螺纹连接且接口处密封的上接头、外筒和下接头，在所述外筒内、上接头和下接头之间安装有一中心管，所述中心管为工程陶瓷中心管，在所述中心管中部的外周面上形成有一环形长槽，在该环形长槽内设置有绕组，该绕组两端的导线分别经一连接装置与外部测试仪器连接。该传感器能够耐高压、抗冲蚀且安装、使用方便。

Description

压裂作业用绕组传感器

技术领域

本发明涉及一种油气井井下工具，特别是涉及一种压裂作业用绕组传感器。

背景技术

随着国内各油田逐步进入勘探开发的中后期，尤其是必须进行储层改造的低渗透储层以及致密气、致密油和页岩气勘探开发的大量增加，各油田对储层改造技术的需要越来越大。压裂施工可以有效提高油气层的渗透能力，取得良好的储层改造与增产效果。

目前，压裂技术正在超着智能化控制的方向发展。通过向流体内加入信号介质并对其进行检测，可以实现对压裂过程中流体的监控或控制压裂工作设备。其中对压裂流体中信号介质的检测传感技术是压裂技术智能化发展方向的重要技术之一，该技术要求该传感器的测试范围覆盖所有经过的流体。但压裂施工中管内流体流速高、压力高，且流体中的沙粒对传感线圈及组件危害严重，因此目前的传感器不具备在该工况下耐高压、抗冲蚀的工作能力。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种耐高压抗冲蚀的压裂作业用绕组传感器。

为此，本发明的技术方案如下：

一种压裂作业用绕组传感器，其安装在压裂管线中，包括依次螺纹连接且接口处密封的上接头、外筒和下接头，在所述外筒内、上接头和下接头之间安装有一中心管，所述中心管为工程陶瓷中心管，在所述中心管中部的外周面上形成有一环形长槽，在该环形长槽内设置有绕组，该绕组两端的导线分别经一连接装置与外部测试仪器连接。

优选的是，上述连接装置包括一金属环、一高压线接头和一外接导线，在所述中心管外周面上靠近两侧端口处各形成有一环形槽，所述金属环安装在该环形槽内，所述两环形槽和环形长槽之间分别通过一槽连通，在所述外筒上与中心管两端的环形槽分别对应的位置处各形成有一孔，所述高压线接头安装在所述孔内，所述绕组的两端的导线经所述槽分别焊接在两个金属环上，所述导线接头的下端与触点环接触，导线接头的上端与外接导线焊接。

优选的是，上述金属环为触点环，该环由铜类等软质金属制成，导线接头下的触点可以压入环面，从而保证二者可靠接触。

所述导线接头采用耐高压的导线接头，其与所述孔之间形成密封，能够耐受压裂施工中管内的压力。

另外，所述上接头和下接头的外端均通过密封扣与压裂管线连接。

使用时，将本发明的压裂作业用绕组传感器接在压裂管线中，用于检测压裂施工中流体内的感应信号。中心管3采用高性能的工程陶瓷，工程陶瓷为非屏蔽材料，能够耐高压、抗冲蚀，从而有效保证了该传感器的感应灵敏度和对线圈的保护。通过中心管两端的金属环或触点环以及外筒上的导线接头能够确保绕组的两根导线方便地与外接导线连接，从而能够方便、准确地进行检测。

附图说明

图1是本发明的压裂作业用绕组传感器的结构示意图；

图2是图1中中心管的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的压裂作业用绕组传感器的结构进行详细说明。

如图1和图2所示，该压裂作业用绕组传感器包括依次螺纹连接且接口处密封的上接头1、外筒2和下接头9。在外筒2内、上接头1和下接头9之间安装有一中心管3。该中心管3中间形成通孔，采用高性能的工程陶瓷如碳化硅、氮化硅或类似材料制成，能够耐高压、抗冲蚀，保证线圈组6与触点环7不受流体冲蚀与沙粒冲击破坏。在中心管3中部的外周面上形成有环形长槽b，在环形长槽b内设置有绕组6，绕组6两端的导线分别经一连接装置与外部测试仪器连接。

具体地说，所述每个连接装置包括金属环7、高压线接头5和外接导线4，在所述中心管3外周面上靠近两侧端口处各形成有一环形槽a，金属环7安装在该环形槽a内。两环形槽a和环形长槽b之间分别通过槽c连通，在外筒2上与中心管3两端的环形槽a分别对应的位置处各形成有一孔（图中未标出），高压线接头5安装在所述孔内。绕组6的两端的导线经槽c分别焊接在两个金属环7上，导线接头5的下端与触点环7接触，导线接头5的上端与外接导线4焊接。通过这种结构，即可保证中心管上的绕组与外部测试设备连接。

金属环7优选采用触点环，该环由铜类等软质金属制成，导线接头下的触点可以压入环面，从而保证二者可靠接触。

导线接头5优选为高压导线接头，具有密封外筒2的上孔的作用，使得中心管3外侧与外筒2内侧构成相对压力稳定的间隙腔，中心管3与外筒2之间间隙很小，足以阻挡砂粒进入绕组空间，该间隙腔两端压差极小，内部基本无流体通过，不会受到液体冲蚀与沙粒冲击，从而有效保证了施工中绕组的正常工作。

绕组6由绝缘线绕制而成，可以按螺旋形绕制，也可以根据需要按照一定的规则缠绕。

上接头1和下接头9结构类似，两者的一端均通过螺纹扣连接外筒2，另一端均通过密封扣连接压裂管线。外筒2内部两侧各设有两个密封圈槽，通过密封圈与上、下接头1、9之间形成密封。

下面对该传感器的组装过程进行说明。

首先将绕组6缠绕在中心管3外周面的环形长槽b内，将两个触点环7分别装在中心管3外侧的环形槽2内，然后将绕组6的导线两端通过槽c分别焊接在两个触点环7上。将组装好的中心管3装入外筒2内。在中心管2内的密封槽内安装密封圈8后，两端分别安装上接头1和下接头9。将两个导线接头5分别装入外筒2上的孔内，使其下端接触触点环7、上端与外接导线4焊接。

使用时将该传感器两端分别接入压裂管线中，将两根外接导线接入测试仪器，即可实现对经过的流体进行检测。

Claims (7)

1.一种压裂作业用绕组传感器，其安装在压裂管线中，包括依次螺纹连接且接口处密封的上接头（1）、外筒（2）和下接头（9），在所述外筒（2）内、上接头（1）和下接头（9）之间安装有一中心管（3），其特征在于：所述中心管（3）为工程陶瓷中心管，在所述中心管（3）中部的外周面上形成有一环形长槽（b），在该环形长槽（b）内设置有绕组（6），该绕组（6）两端的导线分别经一连接装置与外部测试仪器连接。

2.根据权利要求1所述的压裂作业用绕组传感器，其特征在于：所述连接装置包括一金属环（7）、一导线接头（5）和一外接导线（4），在所述中心管（3）外周面上靠近两侧端口处各形成有一环形槽（a），所述金属环（7）安装在该环形槽（a）内，所述两环形槽（a）和环形长槽（b）之间分别通过一槽（c）连通，在所述外筒（2）上与中心管（3）两端的环形槽（a）分别对应的位置处各形成有一孔，所述导线接头（5）安装在所述孔内，所述绕组（6）的两端的导线经所述槽（c）分别焊接在两个金属环（7）上，所述导线接头（5）的下端与触点环（7）接触，导线接头（5）的上端与外接导线（4）焊接。

3.根据权利要求2所述的压裂作业用绕组传感器，其特征在于：所述金属环（7）为触点环。

4.根据权利要求2所述的压裂作业用绕组传感器，其特征在于：所述导线接头（5）与所述孔之间形成密封。

5.根据权利要求1～4任一项所述的压裂作业用绕组传感器，其特征在于：所述中心管（3）两端的外周面与外筒（2）内壁之间密封连接。

6.根据权利要求5所述的压裂作业用绕组传感器，其特征在于：所述上接头（1）和下接头（9）的外端均通过密封扣与压裂管线连接。

7.根据权利要求6所述的压裂作业用绕组传感器，其特征在于：导线接头（5）为高压导线接头。

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