CN108955823A - 一种防泥浆堵塞激光液位传感器测量管及激光液位传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种防泥浆堵塞激光液位传感器测量管结构及激光液位传感器。一种防泥浆堵塞的激光液位传感器测量管，在测量管管体（1）的上端部和下端部分别设有和激光液位传感器以及斗形测量底座匹配的连接结构件，在所述测量管管体（1）的上部安装常开式控制阀，在所述常开式控制阀下方的测量管管体（1）内设有筒形浮漂（6），所述常开式控制阀设有触发控制组件/机构与所述筒形浮漂（6）联动配合。一种防泥浆堵塞的激光液位传感器，采用如前所述的测量管，在所述测量管上端安装激光液位传感器。本发明应用于石油钻井工程，可有效防止泥浆堵塞测量管，影响精确液位检测。
Description
技术领域
本发明涉及一种防泥浆堵塞激光液位传感器测量管结构及激光液位传感器，应用于石油钻井工程，可有效防止泥浆堵塞测量管，影响精确液位检测。
背景技术
在石油勘探开发与钻井过程中，如果能够及时、准确、稳定的得到井筒钻井液（俗称泥浆）液位信号，就可以为钻井过程中溢流和井漏的监控提供可靠的判断和决策依据，及早发现和预防井涌井漏，为安全生产创造条件。
目前，国内钻井过程中，对泥浆液位的监测技术主要是靠人工间隔测量，辅助以浮球式液位计或超声波液位监测仪等。以上技术的缺失在于：人工间隔测量不能解决实时监控，也无法排除人为误差因素，因此，测量的连续性、准确性不够。浮球式液位计测量误差大；而超声波液位检测仪虽然精度较高，但易受泥浆波动和水蒸气的影响，无法达到稳定和准确，因此也不能满足实测需要。
申请人之前提出的发明专利《防浪防涌激光液位监测仪》（专利号：201010614122.1）在测量管和探头连接部位设置了玻璃罩，有效的解决了液位检测仪受泥浆波动的影响问题；发明专利《一种防雾激光液位传感器》（专利号：201720370869.4）解决了测量现场的水蒸气常常会使玻璃罩表面雾化以致影响测量效果的问题；发明专利《防泥浆堵塞的液位传感器测量管及液位传感器》（专利号：201710544504.3）进一步解决了测量管内的泥浆附着在测量管壁上形成泥浆挂壁和开裂，堵塞测量管内径以致影响测量效果的问题。但由于使用环境的特殊性，当井底浅层气上窜会导致井筒内的泥浆快速上升，继而造成测量管内的泥浆上窜超出正常的测量范围堵塞激光液位传感器的探头，以致影响测量效果。
发明内容
本发明提出了一种防泥浆堵塞激光液位传感器测量管及激光液位传感器，可有效防止泥浆灌入测量管上部阻挡激光液位传感器的探头，避免了泥浆上窜阻挡激光液位传感器的探头影响激光液位传感器对泥浆液位信号的准确检测。
本发明所采用的技术方案：
一种防泥浆堵塞的激光液位传感器测量管，包括测量管管体（1），在所述测量管管体（1）的上端部和下端部分别设有和激光液位传感器以及斗形测量底座匹配的连接结构件，在所述测量管管体（1）的上部安装常开式控制阀，在所述常开式控制阀下方的测量管管体（1）内设有筒形浮漂（6），所述常开式控制阀设有触发控制组件/机构与所述筒形浮漂（6）联动配合。
所述的防泥浆堵塞的激光液位传感器测量管，所述常开式控制阀采用闸板阀（13），所述闸板阀（13）的阀板上设有推动阀门关闭的力矩杆，所述力矩杆与筒形浮漂（6）的上端面联动配合。
所述的防泥浆堵塞的激光液位传感器测量管，所述常开式控制阀采用气动球阀（3），所述气动球阀（3）通过手动换向阀（2）连接气源，所述手动换向阀（2）的常开气路与气动球阀（3）的开启口连接，所述手动换向阀（2）的常闭气路与气动球阀（3）的关闭口连接；在测量管管体（1）的管壁上开一孔安装弹簧式连接杆（9），所述弹簧式连接杆（9）的内侧端与筒形浮漂（6）联动，所述弹簧式连接杆（9）的外侧端与手动换向阀（2）的开关手柄关联。
所述的防泥浆堵塞的激光液位传感器测量管，常开式控制阀采用气动球阀（3），所述气动球阀（3）通过电磁换向阀（4）连接气源，所述电磁换向阀（4）的常开气路与气动球阀（3）的开启口连接，电磁换向阀（4）的常闭气路与气动球阀（3）的关闭口连接，在所述常开式球阀（3）下方的测量管管体（1）的管壁上设有常闭接近式开关（5），所述接近式开关（5）与筒形浮漂（6）配合联动，所述常闭接近式开关（5）接入常开式球阀（3）的控制回路。
所述的防泥浆堵塞的激光液位传感器测量管，所述筒形浮漂（6）外径与测量管管体（1）的内径匹配，所述筒形浮漂（6）中心设有贯通通孔。
一种防泥浆堵塞的激光液位传感器，采用如前所述的测量管，在所述测量管上端安装激光液位传感器。
所述的防泥浆堵塞的激光液位传感器，在所述测量管的底端设有托架体（10），所述托架体底面中心为网格结构。
本发明的有益效果：
1、本发明防泥浆堵塞激光液位传感器测量管及激光液位传感器，利用液体的浮力带动筒形浮漂上下自由移动，继而通过触发控制组件/机构（力矩杆）联动关闭闸板阀，或通过弹簧式连接杆或电磁阀联动控制气动球阀的关闭（触发控制组件/机构复位时闸板阀或气动球阀开启），从而达到防止泥浆上窜堵塞激光探头的目的。筒形浮漂的使用，即为接近开关动作提供了触发条件，又不影响激光传感器探测真实的泥浆液位。
2、本发明防泥浆堵塞激光液位传感器测量管及激光液位传感器，结构简单，设计合理，用于泥浆的激光液位检测，可有效提高泥浆液位的测量准确度和测量的稳定性，使用安全可靠，检测精度高，有助于保障钻井生产安全。
附图说明
图1是本发明防泥浆堵塞装置的结构示意图之一；
图2是本发明防泥浆堵塞装置的结构示意图之二；
图3是本发明防泥浆堵塞装置的结构示意图之三。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
实施例1
本发明的防泥浆堵塞的激光液位传感器测量管，包括测量管管体1，在所述测量管管体1的上端部和下端部分别设有和激光液位传感器以及斗形测量底座匹配的连接结构件，本发明与现有技术的区别在于：在所述测量管管体1的上部安装常开式控制阀，在所述常开式控制阀下方的测量管管体1内设有筒形浮漂6，所述常开式控制阀设有触发控制组件/机构与所述筒形浮漂6联动配合。其目的是通过筒形浮漂6检测泥浆液位上升，并在泥浆液位上升情况下通过筒形浮漂启动控制阀闭合，从而达到防止泥浆上窜堵塞激光探头的目的。
所述筒形浮漂6外径与测量管管体1的内径匹配，筒形浮漂6中心设有贯通通孔以利于激光通过。为了筒形浮漂在测量管管体内的限位，在所述测量管管体1的底端设有托架体10，所述托架体底面中心为网格结构。
参见图1，本实施例的激光液位传感器测量管，常开式控制阀采用闸板阀13，所述闸板阀13的阀板上设有推动阀门关闭的力矩杆，所述力矩杆与筒形浮漂6的上端面联动配合。使用时测量管1内泥浆上窜会推动筒形浮漂6上行，而筒形浮漂6上行会推动闸板阀13的阀板关闭，可以有效防止泥浆上窜堵塞激光传感器探头12。如果泥浆液位回落那么筒形浮漂6也跟着回落并脱离闸板阀13的阀板，在重力作用下闸板阀13的阀板自动打开，激光传感器所发射的激光束就可以穿过闸板阀13的内孔探射到筒形浮漂6中间环空内的泥浆，从而真实的反应泥浆液位的升降情况。当井筒的泥浆液位下降时，筒形浮漂6会落在安装在测量管1内的环形托架10上。闸板阀也可以采用单向阀。
实施例2
参见图2，本实施例的防泥浆堵塞的激光液位传感器测量管，与实施例1的不同之处在于：所述常开式控制阀采用气动球阀3，所述气动球阀3通过手动换向阀2连接气源，所述手动换向阀2的常开气路与气动球阀3的开启口连接，所述手动换向阀2的常闭气路与气动球阀3的关闭口连接；在测量管管体1的管壁上开一孔安装弹簧式连接杆9，所述弹簧式连接杆9的内侧端与筒形浮漂6联动，所述弹簧式连接杆9的外侧端与手动换向阀2的开关手柄关联。
手动换向阀（可采用两位五通式手动阀），使用时测量管1内泥浆上窜会推动筒形浮漂6上行，当筒形浮漂6上行推动弹簧式连接杆9继而推动两位五通式手动阀的开关手柄，使两位五通式手动阀的常开口关闭而常闭口打开，与两位五通式手动阀气路对应连接的气动球阀3的气路也相应动作，最终达到球阀关闭防止泥浆上窜堵塞激光传感器探头12的目的。如果泥浆液位回落那么筒形浮漂6也跟着回落并下拉弹簧式连接杆9继而下拉两位五通式手动阀2的开关手柄，使两位五通式手动阀2的常开口打开而常闭口关闭，气动球阀3也由关闭恢复到常开状态，激光传感器所发射的激光束就可以穿过气动球阀3的阀芯探射到筒形浮漂6中间环空内的泥浆，从而真实的反应泥浆液位的升降情况。当井筒的泥浆液位下降时，筒形浮漂6会落在安装在测量管1内的环形托架10上。
实施例3
参见图3，本实施例的防泥浆堵塞的激光液位传感器测量管，与实施例1的不同之处在于：
所述常开式控制阀采用气动球阀3，所述气动球阀3通过电磁换向阀4连接气源，所述电磁换向阀4的常开气路与气动球阀3的开启口连接，电磁换向阀4的常闭气路与气动球阀3的关闭口连接，在所述常开式球阀3下方的测量管管体1的管壁上设有常闭接近式开关5，所述接近式开关5与筒形浮漂6配合联动，所述常闭接近式开关5接入常开式球阀3的控制回路。
电磁换向阀4采用两位五通式电磁阀。常闭接近式开关5与两位五通式电磁阀4的开关电路关联，使用时测量管1内泥浆上窜会推动筒形浮漂6上行，当筒形浮漂6上行达到常闭接近式开关5的工作范围时，常闭式接近开关5接通并使两位五通式电磁阀4得电且常开口关闭而常闭口打开，与两位五通式电磁阀4气路对应连接的气动球阀3的气路也相应动作，最终达到球阀关闭防止泥浆上窜堵塞激光传感器探头12的目的。如果泥浆液位回落那么筒形浮漂6也跟着回落并脱离常闭接近式开关5的工作范围，使常闭式接近开关5关闭使两位五通式电磁阀4失电，常开口打开而常闭口关闭，气动球阀3也由关闭恢复到常开状态，激光传感器所发射的激光束就可以穿过气动球阀3的阀芯探射到筒形浮漂6中间环空内的泥浆，从而真实的反应泥浆液位的升降情况。当井筒的泥浆液位下降时，筒形浮漂6会落在安装在测量管1内的环形托架10上。
实施例4
参见图1，本实施例为一种防泥浆堵塞的激光液位传感器具体实施方式，采用实施例1所述的测量管，在所述测量管上端安装激光液位传感器。
实施例5
参见图2，本实施例为一种防泥浆堵塞的激光液位传感器具体实施方式，采用实施例2所述的测量管，在所述测量管上端安装激光液位传感器。
实施例6
参见图3，本实施例为一种防泥浆堵塞的激光液位传感器具体实施方式，采用实施例3所述的测量管，在所述测量管上端安装激光液位传感器。
本发明防泥浆堵塞的激光液位传感器，包括测量管，在所述测量管管体1的上端部和下端部分别设有和激光液位传感器以及斗形测量底座匹配的连接结构件，在所述测量管管体1的上部安装常开式控制阀，在所述常开式控制阀下方的测量管管体1内设有筒形浮漂6，所述常开式控制阀设有触发控制组件/机构与所述筒形浮漂6联动配合。
本发明防泥浆堵塞的激光液位传感器，可有效防止泥浆灌入测量管上部阻挡激光液位传感器的探头，有助于激光液位传感器对泥浆液位信号的准确检测。所述触发控制组件/机构采用与使用的常开式控制阀适应匹配结构，不限于以上各实施例所限定的具体措施。
Claims (7)
1.一种防泥浆堵塞的激光液位传感器测量管，包括测量管管体（1），在所述测量管管体（1）的上端部和下端部分别设有和激光液位传感器以及斗形测量底座匹配的连接结构件，其特征在于：在所述测量管管体（1）的上部安装常开式控制阀，在所述常开式控制阀下方的测量管管体（1）内设有筒形浮漂（6），所述常开式控制阀设有触发控制组件/机构与所述筒形浮漂（6）联动配合。
2.根据权利要求1所述的防泥浆堵塞的激光液位传感器测量管，其特征在于：所述常开式控制阀采用闸板阀（13），所述闸板阀（13）的阀板上设有推动阀门关闭的力矩杆，所述力矩杆与筒形浮漂（6）的上端面联动配合。
3.根据权利要求1所述的防泥浆堵塞的激光液位传感器测量管，其特征在于：所述常开式控制阀采用气动球阀（3），所述气动球阀（3）通过手动换向阀（2）连接气源，所述手动换向阀（2）的常开气路与气动球阀（3）的开启口连接，所述手动换向阀（2）的常闭气路与气动球阀（3）的关闭口连接；在测量管管体（1）的管壁上开一孔安装弹簧式连接杆（9），所述弹簧式连接杆（9）的内侧端与筒形浮漂（6）联动，所述弹簧式连接杆（9）的外侧端与手动换向阀（2）的开关手柄关联。
4.根据权利要求1所述的防泥浆堵塞的激光液位传感器测量管，其特征在于：所述常开式控制阀采用气动球阀（3），所述气动球阀（3）通过电磁换向阀（4）连接气源，所述电磁换向阀（4）的常开气路与气动球阀（3）的开启口连接，电磁换向阀（4）的常闭气路与气动球阀（3）的关闭口连接，在所述常开式球阀（3）下方的测量管管体（1）的管壁上设有常闭接近式开关（5），所述接近式开关（5）与筒形浮漂（6）配合联动，所述常闭接近式开关（5）接入常开式球阀（3）的控制回路。
5.根据权利要求1～4任一项所述的防泥浆堵塞的激光液位传感器测量管，其特征在于：所述筒形浮漂（6）外径与测量管管体（1）的内径匹配，所述筒形浮漂（6）中心设有贯通通孔。
6.根据权利要求5所述的防泥浆堵塞的激光液位传感器测量管，其特征在于：在所述测量管管体（1）的底端设有托架体（10），所述托架体底面中心为网格结构。
7.一种防泥浆堵塞的激光液位传感器，采用如权利要求1所述的测量管，在所述测量管上端安装激光液位传感器。
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