CN109668679B - 石英晶体压力计传感器多级缓冲隔离装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石英晶体压力计传感器多级缓冲隔离装置，其主要由连接件、三级缓冲装置、二级缓冲装置和一级缓冲装置组成；所述的连接件一端与三级缓冲装置连接，连接件另一端用于与传感器支架连接；所述的三级缓冲装置与连接件连接后置于所述二级缓冲装置内且留有间隙，且二级缓冲装置一端封闭，另一端与连接件连接；连接后的二级缓冲装置和连接件置于一级缓冲装置内且留有间隙，一级缓冲装置的一端封闭，另一端用于与传感器支架连接。采用本发明，能缓冲井下流体对传感器的瞬时冲击，防止井下流体、泥浆液或沉淀物进入传感器内腔，提高了传感器的测量精度和资料的可靠性，延长传感器及缓冲器的使用寿命，实用性强。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有传压功能的石油试井辅助装置技术领域，确切地说涉及一种油气田油、气、水井石英晶体压力计传感器的缓冲装置。适用于包括大斜度井、水平井、复杂工况井在内的各种试井作业。
背景技术
油气田勘探、开发领域广泛使用井下电子压力计来获取油、气、水井的压力和温度值，并通过对压力和温度进行分析研究得到储层第一手的资料，为油气田的进一步勘探开发提供理论依据。压力温度测试作业离不开电子压力计，按照选用传感器的不同，可以分为石英晶体压力计、应变式压力计两种类型。与应变式压力计相比，石英晶体压力计具有高精确度、高分辨率特点，广泛应用于测量和记录油气田地层中的压力及温度。
石英晶体压力计的核心部件是传感器。由于井下工作环境恶劣多变，除了感应元件的制作需要选用符合井下作业的耐高温、高压的特殊材料之外，在制作工艺上，还应该考虑现场人员的可操作性。简易的维护保养程序，可以提高维护保养合格率，确保电子压力计的精确度和可靠性，延长其使用寿命。
而目前广泛应用的高精度压力计传感器支架下接头连接缓冲管，然后再与双联接头套接，结构单一。缓冲管采用弯管，成弹簧状，由于缓冲管内径小、弯曲的圈数多，注射硅油时，如果推注射管用力过度，容易残留气泡在缓冲管内；另外，把缓冲管连接至传感器支架下接头时，在接头处也容易残留气体；再一个双联接头的注油腔注油后，压力计在组装和传递过程中隔离液易流失，当残留有气泡的缓冲管装置随压力计下井之后，井下压力容易把产层流体或者泥浆液顶入缓冲管内，甚至进入至传感器内腔。影响压力计性能。压力计出井之后，随着压力和温度的降低，侵入至缓冲管、传感器内的产层流体、泥浆液等杂质沉淀在管内，清洗保养非常困难。严重时，堵塞的缓冲管无法重注硅油，必须更换新缓冲管，甚至传感器无法感压，致使压力测试失败，压力计必须返厂维修，增加了成本，这是困扰现场操作人员的难题。
由此可见，石英晶体压力计传感器的缓冲隔离装置是否能很好的保护压力计使其正常工作直接决定了施工作业的成败。随着油气田勘探开发速度加快和油气勘探及油气田工作的不断细化，压力测试工作越来越频繁。对压力测试工艺提出了更高的要求，在井下压力测试施工作业中必须将压力计传感器内腔、缓冲装置进行可靠缓冲与隔离，才能保证施工测试的正常进行。
发明内容
本发明旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种石英晶体压力计传感器多级缓冲隔离装置，采用本发明，能缓冲井下流体对传感器的瞬时冲击，防止井下流体、泥浆液或沉淀物进入传感器内腔，提高了传感器的测量精度和资料的可靠性，延长传感器及缓冲器的使用寿命，实用性强。
本发明是通过采用下述技术方案实现的：
一种石英晶体压力计传感器多级缓冲隔离装置，其特征在于：其主要由连接件、三级缓冲装置、二级缓冲装置和一级缓冲装置组成；所述的连接件一端与三级缓冲装置连接，连接件另一端用于与传感器支架连接；所述的三级缓冲装置与连接件连接后置于所述二级缓冲装置内且留有间隙，且二级缓冲装置一端封闭，另一端与连接件连接；连接后的二级缓冲装置和连接件置于一级缓冲装置内且留有间隙，一级缓冲装置的一端封闭，另一端用于与传感器支架连接。
所述的连接件为两头小中间大的圆柱体，上部设小直径外螺纹，中部为一圆凸台，凸台上设有扁方，下部设大直径外螺纹，其外螺纹的上端设密封槽，密封槽内设有O型密封圈，连接件轴向设通孔，大直径外螺纹的那一端设用于与三级缓冲装置连接的内螺纹。
所述的三级缓冲装置，上部设用于与连接件相连的外螺纹，中部设扁方，下部采用毛细管，绕成螺旋状。
所述的二级缓冲装置为一端封闭的中空薄壁圆柱体，内设用于与连接件大直径外螺纹相连的内螺纹，在二级缓冲装置沿壁厚设有多个通孔，底部设扁方，隔离液从二级缓冲装置通孔进入，流入二级缓冲装置内。
所述的一级缓冲装置为一端封闭的中空薄壁圆柱体，一端设有用于与传感器支架外螺纹相连的内螺纹。
连接件与三级缓冲装置上紧后丝扣台阶至三级缓冲装置末端的总长小于二级缓冲装置的孔深。
连接件与传感器支架内螺纹三级缓冲装置相连及再与二级缓冲装置上紧后，传感器支架外螺纹至三级缓冲装置末端的总长小于一级缓冲装置的孔深。
所述二级缓冲装置底部接近外缘90°沿壁厚斜向均布4个直径1mm通孔，其孔上端与二级缓冲装置内腔相通，下端与一级缓冲装置传压室相通。
所述的二级缓冲装置为一端封闭的中空薄壁圆柱体，上口倒角，二级缓冲装置的内螺纹上端设密封面。
所述一级缓冲装置上部呈180°沿壁厚同一径向均布2个直径2mm通孔，其孔使井内介质与一级缓冲装置内腔上部相通。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果如下：
本发明通过将三级缓冲装置、二级缓冲装置、连接件的内腔注足隔离液后与传感器支架内螺纹连接形成一体，然后再与注足隔离液一级缓冲装置连接组成压力计的多级缓冲隔离系统，仪器下入井内通过传压通道把井下流体的压力和温度传递至压力和温度传感器的同时，缓冲井下流体对传感器的瞬时冲击，防止井下流体、泥浆液或沉淀物进入传感器内腔，提高了传感器的测量精度和资料的可靠性，延长传感器及缓冲器的使用寿命，实用性强。
一、本发明设计了两级沉淀结构，在几何尺寸上要求较高，不影响取样器的组装，各部连接到位后，有充分的隔离液储存空间，确保了更好的沉淀隔离缓冲效果。因此使用中当一级隔离缓冲失效后，还可及时启动二级隔离缓冲进行密封，工作安全，各功能区拆卸连接方便，既可组合运用，也可单一使用。
二、本发明在二级缓冲装置底部接近外缘90°沿壁厚斜向均布4个直径1mm通孔，克服了当有其中一个毛细孔堵塞时，另外的毛细孔仍然能正常传导压力并将一级缓冲装置传压室的隔离液传递到二级缓冲装置的隔离液室内的作用。
三、本发明的二级缓冲装置设置的毛细孔通道，隔离液从二级缓冲装置最下端的毛细管孔进入，经毛细孔主体导流，在二级缓冲装置上端内螺纹的近下端设置的毛细管孔流出，进入容积较大隔离液腔，高压隔离液流瞬间压力降低，隔离液经短暂沉淀后，若三级缓冲装置及传感器内存在残留气体时，部分隔离液将进入三级缓冲装置内，既起到减缓对传感器的冲击，又进行了隔离液的净化的作用。
四、本发明采用两个隔离腔和三级缓冲的结构，隔离腔较大分解了单个缓冲所承受的冲击力，延长压力计传感器寿命，缓冲效果最好。
五、本发明采用在二级缓冲装置末端设有扁方，与连接件连接操作方便，连接件下部设O型圈密封槽，连接件上端外螺纹和下端内螺纹螺纹规格与三级缓冲装置外螺纹一致，均采用英制锥形扣，密封更可靠。
六、本发明组装后的一级缓冲装置与二级缓冲装置环空的间距较小，隔离液在其间有一定张力，横向放置仪器串时，隔离液不易从进压孔流出，保证一级缓冲装置里有足够的隔离液进入二级缓冲装置内，并对传感器内腔和三级缓冲装置的隔离液缺失空间进行补充，具有易清洗，加注硅油时不易残留气泡、起到再缓冲和再隔离作用。
七、本发明选用抗热性、耐化学性、抗油性、密水性、耐寒性、耐磨性、抗变形性、抗酸性等较好氟素橡胶材料制做O型密封圈，提高密封可靠性，盘根使用寿命长。
八、本发明在压恢测试工作中，具备了更高的密封性能，能够长时间稳定密封。能够完全满足现场不同井况井底测压的要求，解决了在高含硫、高二氧化碳、高矿化度、高温、高压条件下井底测压技术难题，为油气田勘探开发提供了可靠的技术保证，具有很高的使用和推广价值。
附图说明
下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，其中：
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明爆炸图。
图中标记：
1、连接件，2、三级缓冲装置，3、二级缓冲装置，4、一级缓冲装置，5、传感器支架，6、O型密封圈，7、毛细管，8、传压孔。
具体实施方式
实施例1
作为本发明的一较佳实施方式，其公开了一种石英晶体压力计传感器多级缓冲隔离装置，其主要由连接件1、三级缓冲装置2、二级缓冲装置3和一级缓冲装置4组成；所述的连接件1一端与三级缓冲装置2连接，连接件1另一端用于与传感器支架5连接；所述的三级缓冲装置2与连接件1连接后置于所述二级缓冲装置3内且留有间隙，且二级缓冲装置3一端封闭，另一端与连接件1连接；连接后的二级缓冲装置3和连接件1置于一级缓冲装置4内且留有间隙，一级缓冲装置4的一端封闭，另一端用于与传感器支架5连接。
实施例2
作为本发明的最佳实施方式，其公开了一种石英晶体压力计传感器多级缓冲隔离装置，包括连接件1、三级缓冲装置2、二级缓冲装置3、一级缓冲装置4。
所述连接件1为两端小中间大的圆柱体，上部设小直径外螺纹与传感器支架5下端内螺纹一致，中部为一圆凸台，圆凸侧沿设扁方，下部设大直径外螺纹，螺纹规格与二级缓冲装置3上端内螺纹一致，外螺纹上端设O型密封槽，轴向设通孔，上孔小，下孔大，下孔设内螺纹，螺纹规格与三级缓冲装置2外螺纹一致；
三级缓冲装置2，上部设外螺纹与传感器支架5内螺纹一致，中部设扁方，下部为采用毛细管7，绕成螺旋状；
二级缓冲装置3其为一端封闭的中空薄壁圆柱体，内设内螺纹，内螺纹上端设密封面，上口倒角方便连接件1O型密封圈6与密封面相接，螺纹规格与连接件1下端外螺纹一致，在二级缓冲装置3底部接近外缘90°沿壁厚斜向均布4个直径1mm通孔，上出口至内螺纹的下部，下出口至二级缓冲装置3下底外缘，使二级缓冲装置3内部与二级缓冲装置3下底端面贯穿，下底外面设扁方。
连接件1与三级缓冲装置2上紧后丝扣台阶至三级缓冲装置2末端的总长应小于二级缓冲装置3的孔深，并有足够的空间储存隔离液。
连接件1与三级缓冲装置2相连后，然后与传感器支架5内螺纹连接，再与二级缓冲装置3套接，传感器支架5外螺纹台阶至二级缓冲装置3末端的总长小于一级缓冲装置4的孔深。
所述一级缓冲装置上部呈180°沿壁厚同一径向均布2个直径2mm通孔，其孔使井内介质与一级缓冲装置内腔上部相通。
本发明组装好后一级缓冲装置4的传压孔以下的有效空间大于二级缓冲装置3毛细出孔口以下的有效空间，即组装好后一级缓冲装置4储存在传压孔以下有效空间的隔离液量大于二级缓冲装置3毛细出口以下的有效空间的隔离液量。
本发明组装好后，一级缓冲装置4与二级缓冲装置3所形成的环空间距较小，仪器串横向放置时，由于隔离液存在一定的张力，不易从进压孔流出。
工作原理：
基于本发明公开了一种用于石英晶体压力计传感器的缓冲隔离装置，通过将三级缓冲装置2、连接件1相连接的内腔注足隔离液后与传感器下端支架内螺纹连接，然后置于灌注隔离液且底部封闭二级缓冲装置3相连，再与灌注隔离液的一级缓冲装置4相连成形成一体，组成压力计的多级缓冲隔离系统，当传压通道把井下流体的压力和温度传递至压力和温度传感器的同时，缓冲井下流体对传感器的瞬时冲击，防止井下流体、泥浆液或沉淀物进入传感器内腔，提高了传感器的测量精度和资料的可靠性，延长传感器及缓冲器的使用寿命。
所述三级缓冲装置2、连接件1相连接的内腔注足隔离液后与传感器下端支架丝扣连接，然后与注足隔离液且底部封闭的二级缓冲装置3相连，再与注足隔离液的一级缓冲装置4相连成形成一体，组成压力计的多级缓冲隔离系统；本发明组装好后一级缓冲装置4的传压孔以下的有效空间大于二级缓冲装置3毛细出孔口以下的有效空间。本发明组装好后一级缓冲装置4储存在传压孔以下有效空间的隔离液量大于二级缓冲装置3毛细出口以下的有效空间的隔离液量。本发明组装好后，一级缓冲装置4与二级缓冲装置3所形成的环空间距较小，仪器串横向放置时，由于隔离液存在一定的张力，不易从进压孔流出。
Claims (4)
1.一种石英晶体压力计传感器多级缓冲隔离装置，其特征在于：其主要由连接件(1)、三级缓冲装置(2)、二级缓冲装置(3)和一级缓冲装置(4)组成；所述的连接件(1)一端与三级缓冲装置(2)连接，连接件(1)另一端用于与传感器支架(5)连接；所述的三级缓冲装置(2)与连接件(1)连接后置于所述二级缓冲装置(3)内且留有间隙，且二级缓冲装置(3)一端封闭，另一端与连接件(1)连接；连接后的二级缓冲装置(3)和连接件(1)置于一级缓冲装置(4)内且留有间隙，一级缓冲装置(4)的一端封闭，另一端用于与传感器支架(5)连接；
所述的连接件(1)为两头小中间大的圆柱体，上部设小直径外螺纹，中部为一圆凸台，凸台上设有扁方，下部设大直径外螺纹，其外螺纹的上端设密封槽，密封槽内设有O型密封圈(6)，连接件(1)轴向设通孔，大直径外螺纹的那一端设用于与三级缓冲装置(2)连接的内螺纹；
所述的三级缓冲装置(2)，上部设用于与连接件(1)相连的外螺纹，中部设扁方，下部采用毛细管(7)，绕成螺旋状；
所述的二级缓冲装置(3)为一端封闭的中空薄壁圆柱体，内设用于与连接件(1)大直径外螺纹相连的内螺纹，在二级缓冲装置(3)沿壁厚设有多个通孔，底部设扁方，隔离液从二级缓冲装置(3)通孔进入，流入二级缓冲装置(3)内；
所述的一级缓冲装置(4)为一端封闭的中空薄壁圆柱体，一端设有用于与传感器支架(5)外螺纹相连的内螺纹；
所述二级缓冲装置(3)底部接近外缘90°沿壁厚斜向均布4个直径1mm通孔，其孔上端与二级缓冲装置(3)内腔相通，下端与一级缓冲装置(4)传压室相通。
2.根据权利要求1所述的一种石英晶体压力计传感器多级缓冲隔离装置，其特征在于：连接件(1)与三级缓冲装置(2)上紧后丝扣台阶至三级缓冲装置(2)末端的总长小于二级缓冲装置(3)的孔深。
3.根据权利要求1所述的一种石英晶体压力计传感器多级缓冲隔离装置，其特征在于：连接件(1)与传感器支架(5)内螺纹三级缓冲装置(2)相连及再与二级缓冲装置(3)上紧后，传感器支架(5)外螺纹至三级缓冲装置(2)末端的总长小于一级缓冲装置(4)的孔深。
4.根据权利要求1所述的一种石英晶体压力计传感器多级缓冲隔离装置，其特征在于：所述的二级缓冲装置(3)为一端封闭的中空薄壁圆柱体，上口倒角，二级缓冲装置(3)的内螺纹上端设密封面。
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