CN112098338B - 一种井口泡沫含量检测传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种井口泡沫含量检测传感器，属于天然气开采设备领域，由柱体、下密封垫片、钢化玻璃片、上密封垫片、内外丝补芯、红外线发射头、硅光电池、硅光电池座、电池组、处理电路、无线传输模块、箱体、箱底、箱盖、密封圈、螺栓和法兰盘组成，根据安装在内外丝补芯上的硅光电池接收不同强度的红外线信号测量泡沫含量，箱体焊接在柱体上，电池组、处理电路、无线发射模块分别安装在箱底且和硅光电池、红外线发射头用导线连接成回路，泡沫含量检测传感器通过法兰盘连接在产气管道上，以无线的方式传输数据至显示单元。检测数据具有实时性、精度高和稳定性好的优点，节约资源成本，提升经济效益，实时分析产气过程，提高生产稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于井口产气过程中对于管道中泡沫含量的测量，具体涉及一种井口泡沫含量检测传感器。
背景技术
泡沫排水作为排水采气的主要手段之一在我国各大气田应用非常广泛，从井口向井底注入起泡剂，井底积液与起泡剂接触以后，借助天然气流的搅动，生成大量低密度含水泡沫，随气流从井底携带到地面，从而达到排出井筒积液的目的。但是如果采气管道内部消泡不彻底，会引起集气管道、空压设备内泡排剂二次起泡,将会严重影响下游设备的生产运行。目前，井口产气管道的泡沫含量检测方法是依靠人工定时在气液分离器设备中取样检测，静置一段时间后观察取样气液中的泡沫高度，若低于一定值，则符合要求。这种方法存在一定的延时性，检测不到管道中泡沫含量的实时数据，检测精度不高，影响误差因素很多，且浪费人力物力资源。
为了解决目前存在的问题，实现自动化检测，提高检测质量的稳定性、精确性以及检测数据的实时性，本发明提出了一种井口泡沫含量检测传感器。
发明内容
本发明目的就是提供一种井口泡沫含量检测传感器，解决上述现有工艺存在的问题，同时提高采气管道中泡沫含量的检测精度和准确度。
本发明的技术方案是：
一种井口泡沫含量检测传感器，主要包括柱体、下密封垫片、钢化玻璃片、上密封垫片、内外丝补芯、红外线发射头、硅光电池、硅光电池座、电池组、处理电路、无线传输模块、箱体、箱底、箱盖、密封圈、螺栓和法兰盘，其特征在于：柱体和两端法兰盘构成结构主体，下密封垫片放入垫片槽，钢化玻璃片也放入垫片槽且在下密封垫片上方，上密封垫片放入螺纹孔且在钢化玻璃片上方，内外丝补芯和柱体通过外螺纹与螺纹孔连接安装，硅光电池放入硅光电池槽，两个引脚插入引脚通孔，硅光电池座和内外丝补芯通过外螺纹与螺纹孔连接安装，电池组、处理电路、无线传输模块安装在箱底且和硅光电池、红外线发射头用导线连接成回路，箱体焊接在柱体上，箱底和箱盖通过螺栓与箱体安装固定，箱底、箱盖和箱体之间均安装有密封圈，
柱体开设有6组螺纹孔、垫片槽、柱体通孔，其中相邻3组安装红外线发射头，其余3组安装硅光电池座，组成3对检测结构，垫片槽用于放置下密封垫片，钢化玻璃片放入垫片槽贴合下密封垫片，上密封垫片放入螺纹孔贴合钢化玻璃片，螺纹孔用于安装内外丝补芯，使得垫片槽、下密封垫片、钢化玻璃片、上密封垫片、内外丝补芯贴紧，实现端面密封，柱体通孔能够透射红外线发射头发射的红外线光，柱体材质与产气管道的材质相同，
内外丝补芯开设有螺纹孔、外螺纹、内外丝补芯通孔，螺纹孔用于安装红外线发射头和硅光电池座，内外丝补芯通过外螺纹与柱体连接安装，内外丝补芯通孔能够透射红外线发射头发射的红外线光，
硅光电池座开设有硅光电池槽、硅光电池周向固定槽、外螺纹、引脚通孔，硅光电池放入硅光电池槽，两根引脚插入引脚通孔与外部导线相连，硅光电池周向固定槽对硅光电池进行周向定位，硅光电池座通过外螺纹与内外丝补芯连接安装。
所述的箱体、箱底、箱盖、密封圈和螺栓组成保护外壳，箱底与箱盖为绝缘材料，使得无线传输模块的无线信号能够传输。
所述的柱体两端分别焊接一个法兰盘能与产气管道上的法兰盘连接安装成一整体。
井口泡沫含量检测传感器通过法兰盘直接连接在产气管道上，3对检测结构分别依据红外线发射头发射的红外线光透过管中不同泡沫含量的气液到达硅光电池的信号强度来测量管道中的泡沫含量，通过处理电路对3个信号进行整形放大、模数转换和均值处理得出最终泡沫含量，随后无线传输模块将信号传送至气井显示单元。
本发明的有益效果：
1)与过去的人工取样检测方式相比，测量的数据具有实时性、精度高和稳定性好的优点，有利于精准投放消泡剂。
2)实现自动化精准检测泡沫含量，无需人工定期去现场测量泡沫含量，节约了人力成本，具有显著经济效益。
3)通过对泡沫含量数据的实时获取，可以实现整个产气过程泡沫含量监控，实现产气过程实时分析，提高生产的稳定性。
附图说明
图1是本发明一种井口泡沫含量检测传感器的整体结构示意图。
图2是本发明一种井口泡沫含量检测传感器的柱体结构示意图。
图3是本发明一种井口泡沫含量检测传感器的柱体径向结构示意图。
图4是本发明一种井口泡沫含量检测传感器的内外丝补芯结构示意图。
图5是本发明一种井口泡沫含量检测传感器的硅光电池座结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述，本发明的红外线发射头和硅光电池为现有产品，直接购买得到，本发明的处理电路就是采用常规双级同向放大电路，直接购买得到，无线传输模块为现有结构，直接购买得到。
图1是本发明一种井口泡沫含量检测传感器的整体结构示意图，本发明主要包括柱体1、下密封垫片12、钢化玻璃片13、上密封垫片17、内外丝补芯16、红外线发射头15、硅光电池5、硅光电池座6、电池组8、处理电路4、无线传输模块3、箱体2、箱底7、箱盖14、密封圈11、螺栓10和法兰盘9组成；下密封垫片12放入垫片槽20，钢化玻璃片13也放入垫片槽20且在下密封垫片12上方，上密封垫片17放入螺纹孔19且在钢化玻璃片13上方，内外丝补芯16和柱体1通过外螺纹22与螺纹孔19连接安装，硅光电池5放入硅光电池槽27，两个引脚插入引脚通孔24，硅光电池座6和内外丝补芯16通过外螺纹25与螺纹孔21连接安装；电池组8、处理电路4和无线传输模块3安装在箱底7且用导线连接成回路，箱体2焊接在柱体1上，箱底7和箱盖14通过螺栓10与箱体2安装固定，箱底7、箱盖14和箱体2之间均安装有密封圈11。柱体1两端分别焊接一个法兰盘9。
如图2和图3所示，柱体1开设有6组螺纹孔19、垫片槽20、柱体通孔18，其中相邻3组安装红外线发射头15，其余3组安装硅光电池座6，组成3对检测结构，下密封垫片12贴合垫片槽20，钢化玻璃片13放入垫片槽20贴合下密封垫片12，上密封垫片17放入螺纹孔19贴合钢化玻璃片13，螺纹孔19用于安装内外丝补芯16，使得垫片槽20、下密封垫片12、钢化玻璃片13、上密封垫片17、内外丝补芯16贴紧，实现端面密封，柱体通孔18透射红外线发射头15发射的红外线光。
图4是本发明一种井口泡沫含量检测传感器的内外丝补芯结构示意图，内外丝补芯16开设有螺纹孔21、外螺纹22、内外丝补芯通孔23，螺纹孔21用于安装红外线发射头15和硅光电池座6，内外丝补芯16和柱体1通过外螺纹22与与螺纹孔19连接安装，内外丝补芯通孔23透射红外线发射头15发射的红外线光。
图5是本发明一种井口泡沫含量检测传感器的硅光电池座结构示意图，硅光电池座6开设有硅光电池槽27、硅光电池周向固定槽26、外螺纹25、引脚通孔24，硅光电池5放入硅光电池槽27，两根引脚插入引脚通孔24与外部导线相连，硅光电池周向固定槽26对硅光电池5进行周向定位，使得能够区分硅光电池引脚外部连线的正负极，外螺纹25与内外丝补芯16的螺纹孔21安装固定。
使用时，将本发明的井口泡沫含量检测传感器通过两端法兰盘9直接连接在井口产气管道上，且将气井显示单元与本发明的井口泡沫含量检测传感器实现连接通讯。导通电源后，3对检测机构的红外线发射头15都会发射一束红外线光，红外线光依次穿过内外丝补芯通孔23、上密封垫片17、钢化玻璃片13、下密封垫片12、柱体通孔18，随后进入柱体1内部，受柱体1中不同含量泡沫气液的影响，红外线光会产生衰减，然后再依次穿过柱体通孔18、下密封垫片12、钢化玻璃片13、上密封垫片17、内外丝补芯通孔23，最后再照射在硅光电池5上，硅光电池5根据不同强度的红外线光产生不同强度的电流信号，将不同的电流信号传输至处理电路4进行整形放大、模数转换，将3个检测数值进行均值处理，最后无线传输模块3将最终泡沫含量信号以无线的方式发送给气井显示单元进行数据实时显示。
Claims (4)
1.一种井口泡沫含量检测传感器，主要包括柱体(1)、下密封垫片(12)、钢化玻璃片(13)、上密封垫片(17)、内外丝补芯(16)、红外线发射头(15)、硅光电池(5)、硅光电池座(6)、电池组(8)、处理电路(4)、无线传输模块(3)、箱体(2)、箱底(7)、箱盖(14)、密封圈(11)、螺栓(10)和法兰盘(9)，其特征在于：柱体(1)和两端法兰盘(9)构成结构主体，下密封垫片(12)放入垫片槽(20)，钢化玻璃片(13)也放入垫片槽(20)且在下密封垫片(12)上方，上密封垫片(17)放入螺纹孔(19)且在钢化玻璃片(13)上方，内外丝补芯(16)和柱体(1)通过外螺纹(22)与螺纹孔(19)连接安装，硅光电池(5)放入硅光电池槽(27)，两个引脚插入引脚通孔(24)，硅光电池座(6)和内外丝补芯(16)通过外螺纹(25)与螺纹孔(21)连接安装，电池组(8)、处理电路(4)、无线传输模块(3)安装在箱底(7)且和硅光电池(5)、红外线发射头(15)用导线连接成回路，箱体(2)焊接在柱体(1)上，箱底(7)和箱盖(14)通过螺栓(10)与箱体(2)安装固定，箱底(7)、箱盖(14)和箱体(2)之间均安装有密封圈(11)，
柱体(1)开设有6组螺纹孔(19)、垫片槽(20)、柱体通孔(18)，其中相邻3组安装红外线发射头(15)，其余3组安装硅光电池座(6)，组成3对检测结构，垫片槽(20)用于放置下密封垫片(12)，钢化玻璃片(13)放入垫片槽(20)贴合下密封垫片(12)，上密封垫片(17)放入螺纹孔(19)贴合钢化玻璃片(13)，螺纹孔(19)用于安装内外丝补芯(16)，使得垫片槽(20)、下密封垫片(12)、钢化玻璃片(13)、上密封垫片(17)、内外丝补芯(16)贴紧，实现端面密封，柱体通孔(18)能够透射红外线发射头(15)发射的红外线光，柱体(1)材质与产气管道的材质相同，
内外丝补芯(16)开设有螺纹孔(21)、外螺纹(22)、内外丝补芯通孔(23)，螺纹孔(21)用于安装红外线发射头(15)和硅光电池座(6)，内外丝补芯(16)通过外螺纹(22)与柱体(1)连接安装，内外丝补芯通孔(23)能够透射红外线发射头(15)发射的红外线光，
硅光电池座(6)开设有硅光电池槽(27)、硅光电池周向固定槽(26)、外螺纹(25)、引脚通孔(24)，硅光电池(5)放入硅光电池槽(27)，两根引脚插入引脚通孔(24)与外部导线相连，硅光电池周向固定槽(26)对硅光电池(5)进行周向定位，硅光电池座(6)通过外螺纹(25)与内外丝补芯(16)连接安装。
2.根据权利要求1所述的一种井口泡沫含量检测传感器，其特征在于：所述的箱体(2)、箱底(7)、箱盖(14)、密封圈(11)和螺栓(10)组成保护外壳，箱底(7)与箱盖(14)为绝缘材料，使得无线传输模块(3)的无线信号能够传输。
3.根据权利要求1所述的一种井口泡沫含量检测传感器，其特征在于：所述的柱体(1)两端分别焊接一个法兰盘(9)能与产气管道上的法兰盘连接安装成一整体。
4.根据权利要求1所述的一种井口泡沫含量检测传感器，其特征在于：井口泡沫含量检测传感器通过法兰盘(9)直接连接在产气管道上，3对检测结构分别依据红外线发射头(15)发射的红外线光透过管中不同泡沫含量的气液到达硅光电池(5)的信号强度来测量管道中的泡沫含量，通过处理电路(4)对3个信号进行整形放大、模数转换和均值处理得出最终泡沫含量。
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