CN113834600A - 一种防冻压力变送器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种防冻压力变送器，流体压力检测设备的领域，其包括压力感压芯体，用于放置于油路管道内腔；压力芯体信号线缆，一端与压力感压芯体电连接接，另一端用于设置于油路管道外侧；机壳，用于与压力芯体信号线缆远离压力感压芯体一端连接。本申请具有室外低温油路管道的压力变送器的正常工作的效果。

Description

一种防冻压力变送器

技术领域

本申请涉及流体压力检测设备的领域，尤其是涉及一种防冻压力变送器。

背景技术

石油石化油田煤气层的数字化转型中，压力变送器在油气开采、传送、储存过程中同时对原油路管道压力进行测量,并把压力变送器采集信号传到智慧油气田生产指挥调度系统。

现有的管道上的压力变送器固定于管道外侧，将管道内的流体引入到压力变送器内，压力变送器内对管道内流体的压力参数进行测量。

中国石油石化的油田原油主要成分水多油少，并都在无人值守的偏远地区，再加上北方地区的-40℃低温，大批量的油田管线上的引压测量的压力变送器经常被冻死和冻坏，导致智慧油气田系统无法正常运行。

申请公告号为CN111520563A的中国申请专利公开了一种压力变送器防冻配套设备，将管道内液体进行加热，且利用便于将管道与压力变送器密封固定的结构，使设备在低温条件下依然正常。

授权公告号为CN207528389U的中国申请专利公开了一种防振防冻耐高温的压力变送器，当测量流体温度较低时，可控制加热电阻加热。

授权公告号为CN213812713U的中国申请专利公开了一种防冻使用寿命长的压力变送器，通过设置在连接块内部的加热阻丝实现对压力变送器本体的加热，在低温的情况下通过加热阻丝的加热，实现防冻的效果。

现有技术直接将变送器与待测管道进行固定后，将待测管道内的流体引出，变送器自身的结构简单，同时为适应0摄氏度以下的环境，考虑防冻需要，于变送器外侧设置加热模块，对变送器引出的流体进行加热，能保证变送器上感压芯片的测量。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有当管道处于较低环境下，如零下40摄氏度环境下，加热模块需要提供大量的能量为变送器进行加热，以阻止变送器引出流体发生结冰现象，而变送器一般采用24V电压，随着使用环境温度的下降，需要增大电压或电流来保证为提供足够的加热能量，电压增加容易产生安全隐患，电流增加容易导致电热丝熔断，加热模块很难提供足够的能量保证变送器引出流体不发生结冰现象。

发明内容

为了解决室外低温油路管道的压力变送器被冻坏的问题，本申请提供一种防冻压力变送器。

本申请提供的一种防冻压力变送器，采用如下的技术方案：

一种防冻压力变送器，包括压力感压芯体，用于放置于油路管道内腔；

压力芯体信号线缆，一端与压力感压芯体电连接接，另一端用于设置于油路管道外侧；

机壳，用于与压力芯体信号线缆远离压力感压芯体一端连接。

通过采用上述技术方案，压力变送器与待测量的油路管道安装连接时，将压力感压芯体放置于油路管道内腔，此时不需要将油路管道内腔的流体引出到油路管道外，不需要对压力感压芯体附近区域进行加热处理，便能保证低温下压力变送器的正常使用，该压力变送器不仅在外界环境温度为0℃以下可以正常使用，在外界环境温度为零下40℃以下同样能进行使用；

同时不需要对引出的流体进行加热，设备功耗小；不会出现由于加热设备损坏的情况下，变送器的失效；相对于传统的引出流体进行压力检测的方案，并非采用传统的增加加热功率解决低温环境下变送器的使用，而是采用直接将压力感压芯片放入待测管道内的方案，有了实质性的改进，以适应低温的外界环境下压力变送器的使用，长期稳定性强，故障率相对于加热的方式较低，使用寿命长。

优选的，还包括伸入件，伸入件与机壳和压力感压芯体固定连接，伸入件用于与油路管道固定密封连接，伸入件上构造有容纳压力芯体信号线缆通过的过线通道。

通过采用上述技术方案，将压力感压芯体固定于伸入件，直接将伸入件带有压力感压芯体的部分插入油路管道后，将伸入件与油路管道固定连接，实现压力感压芯体设置于油路管道内腔。

优选的，还包括用于与油路管道密封固定且与油路管道内腔连通的接头件，接头件与压力感压芯体可拆卸密封连接。

通过采用上述技术方案，先将接头件与油路管道连接后，再将压力感压芯体与接头件连接，方便压力感压芯体后期的维护更换，同时接头件与油路管道的连接要求难度相对压力感压芯体与油路管道的安装难度更低。

优选的，还包括伸入件，伸入件与机壳和压力感压芯体固定连接，伸入件与接头件可拆卸连接，伸入件上构造有容纳压力芯体信号线缆通过的过线通道。

通过采用上述技术方案，将伸入件与压力感压芯体固定，通过将伸入件与接头件连接，实现压力感压芯体与接头件之间的连接，便于压力感压芯片后期的拆装维护，同时实现压力感压芯片稳定的设置于油路管道内腔。

优选的，所述伸入件与接头件之间螺纹连接，伸入件外侧设置有外螺纹。

通过采用上述技术方案，通过转动伸入件，便能实现伸入件与接头件之间的可拆卸连接，连接方便快捷，通过转动伸入件，调整伸入件与接头件之间的相对位置，调整伸入件插入油路管道内的不同深度，保证压力感压芯体既能测量到油路管道内的压力，又减少压力感压芯体对油路管道内腔的流体流动造成的扰动，同时能适应不同内径的油路管道的使用。

优选的，所述伸入件为管件，压力感压芯体固定于伸入件一端将伸入件位于压力感压芯体两端的空间隔绝。

通过采用上述技术方案，伸入件内腔能为压力芯体信号线缆提供通过空间，使用压力感压芯体与伸入件固定，便能实现管件端口的封闭，结构件成本低，安装方便。

优选的，还包括用于与油路管道密封固定且与油路管道内腔连通的接头件，所述接头件与压力感压芯体不可拆卸密封连接。

通过采用上述技术方案，将接头件与油路管道固定后，实现压力感压芯体的固定，实现压力变送器的安装，当需要维护压力变送器时，将接头件与压力感压芯片同时取下。

优选的，还包括感压芯体保护帽，感压芯体保护帽内腔与其外侧空间连通，压力感压芯体与进入感压芯体保护帽内腔的流体接触。

通过采用上述技术方案，感压芯体保护帽能阻挡油路管道内的大颗粒物质，如冰块进入感压芯体保护帽内腔，从而对压力感压芯体提供更加全面的保护，提高压力感压芯体使用的安全性。

优选的，所述接头件上密封连接有通断阀，通断阀用于与油路管道密封连接。

通过采用上述技术方案，当伸入件安装时，开通通断阀，伸入件带动压力感压芯体进入油路管道内腔；维修时，将伸入件转动移动使压力感压芯体从油路管道内移动到通断阀接头内，关闭通断阀，在将压力感压芯体从通断阀接头移出，对于压力感压芯体进行维护，能实现油路管道带压力情况下操作的安全可靠。

优选的，所述通断阀上密封连接有与油路管道密封固定的取压管件。

通过采用上述技术方案，通断阀通过取压管件实现与油路管道的连接，取压管件相对于通断阀与油路管道的连接更加方便，操作难度低。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.压力变送器与待测量的油路管道安装连接时，将压力感压芯体放置于油路管道内腔，此时不需要将油路管道内腔的流体引出到油路管道外，不需要对压力感压芯体附近区域进行加热处理，便能保证低温下压力变送器的正常使用，该压力变送器不仅在外界环境温度为0℃以下可以正常使用，在外界环境温度为零下40℃以下同样能进行使用；同时不需要对引出的流体进行加热，设备功耗小；不会出现由于加热设备损坏的情况下，变送器的失效；相对于传统的引出流体进行压力检测的方案，并非采用传统的增加加热功率解决低温环境下变送器的使用，而是采用直接将压力感压芯片放入待测管道内的方案，有了实质性的改进，以适应低温的外界环境下压力变送器的使用，长期稳定性强，故障率相对于加热的方式较低，使用寿命长；

2.通过转动伸入件，便能实现伸入件与接头件之间的可拆卸连接，连接方便快捷，通过转动伸入件，调整伸入件与接头件之间的相对位置，调整伸入件插入油路管道内的不同深度，保证压力感压芯体既能测量到油路管道内的压力，又减少压力感压芯体对油路管道内腔的流体流动造成的扰动；

3.当伸入件安装时，开通阀组，伸入件带动压力感压芯体进入油路管道内腔；维修时，将伸入件转动移动使压力感压芯体从油路管道内移动到阀组接头内，关闭阀组，在将压力感压芯体从阀组接头移出，对于压力感压芯体进行维护，能实现油路管道带压力情况下操作的安全可靠。

附图说明

图1是实施例一的整体剖面结构示意图。

附图标记说明：1、机壳；11、压力芯体信号线缆；12、压力感压芯体；13、感压芯体保护帽；2、伸入件；21、高位插深限位点；22、低位插深限位点；3、油路管道；31、保温层；4、接头件；5、通断阀；6、取压管件；7、压紧件；71、聚四氟乙烯垫片。

具体实施方式

以下结合附图1对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种防冻压力变送器。

实施例1

参照图1，一种防冻压力变送器包括位于待测量油路管道3外侧的机壳1，机壳1上伸出线缆与总控中心信号连接，机壳1上固定连接有伸入件2，伸入件2一端伸入待测量油路管道3内腔，伸入件2伸入待测量油路管道3内腔的一端连接有压力感压芯体12，伸入件2上可拆卸连接有固定于待测量油路管道3外侧的带压组件，带压组件能实现在油路管道3内腔有压力的情况下，对压力感压芯体12进行维护更换。

带压组件包括依次密封连接的取压管件6、通断阀5、接头件4。取压管件6一端与油路管道3焊接固定，取压管件6另一端设置有外螺纹，取压管件6内腔与油路管道3内腔连通。通断阀5为手动开闭的不锈钢阀门组，通断阀5两端均设置有内螺纹，通断阀5一端与取压管件6螺纹连接，另一端与接头件4螺纹连接，通断阀5的两端均设置有螺纹密封胶保证与取压管件6、接头件4之间的密封。接头件4为管件，接头件4内侧设置有与伸入件2螺纹连接的内螺纹。

伸入件2为内腔中空且外侧设置有外螺纹的柱状件，伸入件2上设置有限位点，限位点包括高位插深限位点21和低位插深限位点22，高位插深限位点21为伸入件2插入油路管道3的最短深度位置点，安装伸入件2时，保证高位插深限位点21不漏出于接头件4远离通断阀5的外侧。低位插深限位点22表示伸入件2远离机壳1的一端位于接头件4内腔，且不阻挡通断阀5的正常关闭。当伸入件2安装时，伸入件2上的低位插深限位点22达到接头件4时，再开通通断阀5；维修时低位插深限位点22伸出接头件4时，关闭通断阀5，便可将伸入件2从带压组件上旋转取下，实现压力变送器的带压力操作的安全可靠。解决了原油管线内部工作时存在压力，常规运维过程中所有相关的运行设备需要停止造成的较高运维成本。

压力变送器的伸入件2计算好尺寸并在伸入件2上做好记号线，通过伸入件2的记号线旋拧螺纹可以调整插入深浅，保证油路管道3口径尺寸大小不同时，插深不同的深度让伸入件2上的压力感压芯体12送入到最佳检测的位置。

伸入件2上套设有与其螺纹连接的压紧件7，压紧件7包括一体成型的六方部分和外螺套部分，接头件4远离通断阀5的一端开设有内台阶，接头件4的内台阶部分设置有内螺纹，压紧件7的外螺套部分与接头件4螺纹连接。为保证压紧件7与接头件4之间连接的密封性，压紧件7的外螺套部分远离六方部分的端面与接头件4之间设置有聚四氟乙烯垫片71，聚四氟乙烯垫片71套设于伸入件2外侧，压紧件7与接头件4螺旋连接后能将聚四氟乙烯垫片71压紧形变，实现伸入件2与接头件4之间的封闭连接，保证油路管道3内压力不外溢。

机壳1上连接有进入伸入件2内腔的压力芯体信号线缆11，压力芯体信号线缆11为感压芯体供电和信号传输四芯线缆，压力芯体信号线缆11与压力感压芯体12电连接。压力感压芯体12为带隔离膜片并精密补偿的高稳定性硅压阻式压力感压芯体，通过后膜电路对感压芯体进行了宽温区的温度补偿和零点偏差的修订，被测的压力经过隔离膜片和感压芯体内部介质传递到压阻式感压硅片上，实现压力到电信号的精确转换。压力感压芯体12材质是316L不锈钢，伸入件2材质是316L不锈钢，通过激光焊接让压力感压芯体12熔合在伸入件2前端，压力感压芯体12与伸入件2焊接后，将伸入件2远离机壳1的端口封闭，且为避免压力感压芯体12与固体物质接触，压力感压芯体12位于伸入件2端口内侧部分，距伸入件2端口有5毫米距离。

在本实施例中，伸入件2包括相互焊接固定的管体外螺纹部分和光杆部分，管体外螺纹部分与带压组件的接头件4螺纹连接且与机壳1固定，光杆部分为焊接于管体外螺纹部分远离机壳1一端的管件，光杆部分能伸入油路管道3内腔，光杆部分对油路管道3内的流体扰动较小，光杆部分的外径等于管体外螺纹部分的内径。

优选的，伸入件2的光杆部分远离管体外螺纹的一端设置有台阶，伸入件2远离机壳1的一端螺纹连接有感压芯体保护帽13，感压芯体保护帽13的外径等于伸入件2光杆部分的外径，感压芯体保护帽13侧面开设有多个进压孔，进压孔直径为2毫米。感压芯体保护帽13会隔离冰块进入，保护压力感压芯体12的膜片。

油路管道3外侧包裹有保温层31，保温层31为聚乙烯丙纶复合防水保温层外加碱细格平纹玻璃布，保温层31包裹于油路管道3和油路管道3与取压管件6焊接处的外侧。

本申请实施例一种防冻压力变送器的实施原理为：

将取压管件6与油路管道3焊接固定，通断阀5与取压管件6连接，接头件4与通断阀5连接，再将伸入件2与接头件4螺纹连接，通过观察高位插深限位点21，判断伸入件2的插入深度，伸入件2将压力感压芯体12插入油路管道3内的设定深度后，聚四氟乙烯垫片71放入接头件4内，最后使用压紧件7与接头件4螺纹连接将聚四氟乙烯垫片71压紧变形，实现压力变送器与油路管道3的安装连接。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于，一种防冻压力变送器包括伸入件2，不包括带压组件，伸入件2与机壳1和压力感压芯体12固定连接，压力感压芯体12连接于伸入件2伸入油路管道3的一端，伸入件2为光杆，伸入件2与油路管道3焊接固定密封连接，伸入件2上构造有容纳压力芯体信号线缆11通过的过线通道，过线通道为过线孔，过线孔内填充围绕压力芯体信号线缆11外侧的密封胶。

实施例3

本实施例与实施例1的不同之处在于，一种防冻压力变送器包括伸入件2和接头件4，不设置通断阀5和取压管件6，接头件4直接与油路管道3焊接固定并与油路管道3内腔连通。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防冻压力变送器，其特征在于，包括：

压力感压芯体(12)，用于放置于油路管道(3)内腔；

压力芯体信号线缆(11)，一端与压力感压芯体(12)电连接接，另一端用于设置于油路管道(3)外侧；

机壳(1)，用于与压力芯体信号线缆(11)远离压力感压芯体(12)一端连接。

2.根据权利要求1所述的一种防冻压力变送器，其特征在于：还包括伸入件(2)，伸入件(2)与机壳(1)和压力感压芯体(12)固定连接，伸入件(2)用于与油路管道(3)固定密封连接，伸入件(2)上构造有容纳压力芯体信号线缆(11)通过的过线通道。

3.根据权利要求1所述的一种防冻压力变送器，其特征在于：还包括用于与油路管道(3)密封固定且与油路管道(3)内腔连通的接头件(4)，接头件(4)与压力感压芯体(12)可拆卸密封连接。

4.根据权利要求3所述的一种防冻压力变送器，其特征在于：还包括伸入件(2)，伸入件(2)与机壳(1)和压力感压芯体(12)固定连接，伸入件(2)与接头件(4)可拆卸连接，伸入件(2)上构造有容纳压力芯体信号线缆(11)通过的过线通道。

5.根据权利要求4所述的一种防冻压力变送器，其特征在于：所述伸入件(2)与接头件(4)之间螺纹连接，伸入件(2)外侧设置有外螺纹。

6.根据权利要求2或4所述的一种防冻压力变送器，其特征在于：所述伸入件(2)为管件，压力感压芯体(12)固定于伸入件(2)一端将伸入件(2)位于压力感压芯体(12)两端的空间隔绝。

7.根据权利要求1所述的一种防冻压力变送器，其特征在于：还包括用于与油路管道(3)密封固定且与油路管道(3)内腔连通的接头件(4)，所述接头件(4)与压力感压芯体(12)不可拆卸密封连接。

8.根据权利要求1-5中任一所述的一种防冻压力变送器，其特征在于：还包括感压芯体保护帽(13)，感压芯体保护帽(13)内腔与其外侧空间连通，压力感压芯体(12)与进入感压芯体保护帽(13)内腔的流体接触。

9.根据权利要求5所述的一种防冻压力变送器，其特征在于：所述接头件(4)上密封连接有通断阀(5)，通断阀(5)用于与油路管道(3)密封连接。

10.根据权利要求9所述的一种防冻压力变送器，其特征在于：所述通断阀(5)上密封连接有与油路管道(3)密封固定的取压管件(6)。

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