CN116025340A - 一种油井下空气压力监测用压力传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及检测仪器技术领域，且公开了一种油井下空气压力监测用压力传感器，包括储液罐，储液管顶部靠近外侧的位置上开设有通气孔Ⅰ，储液管的顶部固定安装有连接块，连接块的内部开设有锥形孔，锥形孔的内部放置有密封球，锥形孔的顶部固定安装有测压仓，测压仓内腔的顶部固定安装有测压器。测压器此时会检测到储液管内部的气压变化，将所有检测到测压器的数值相加便得到了气压的总变化，实现对空气压力的检测，这种检测方法相较于传统的U型管气压计，由于采用的单管检测方法，一旦U型管出现问题就会导致监测结果出现较大误差，而本申请文件采用多管共同检测，将大气压作用于多个储液管的内部，并共同进行检测，很好的避免了误差的存在。

Description

一种油井下空气压力监测用压力传感器

技术领域

本发明涉及检测仪器技术领域，具体为一种油井下空气压力监测用压力传感器。

背景技术

空气压力是油井内部的重要指标之一，技术人员会采用空气压力监测设备来对井下的空气压力进行二十四小时连续监测，从而保证生产的安全，传统的空气压力监测设备一般有两种，分别为U型管空压计和无液式空压器，U型管通过内部液体的液面变化来检测空气压力，而无液式空压计则是利用真空金属盒的形变程度来监测空气压器，这两种压力传感器是目前使用范围最广的一种压力传感器，具有结构简单，使用方便且成本低廉等优点。

虽然现有的油井下空气压力监测用压力传感器具有上述的诸多优点，但是在实际的使用过程中依然存在一定的局限性，U型管需要保持垂直放置才能保证监测的数值准确，对于油井下复杂的环境存在一定的局限性，而无液式空压计在长时间的使用中会出现金属疲劳的问题，导致监测的结果出现误差，对此，本申请文件提出一种油井下空气压力监测用压力传感器，旨在解决上述所提出的问题。

发明内容

针对背景技术中提出的现有油井下空气压力监测用压力传感器在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种油井下空气压力监测用压力传感器，具备消除误差提高监测稳定性的优点，解决了背景技术中提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种油井下空气压力监测用压力传感器，包括中心仓，所述中心仓的外表面开设有流通孔和导液孔，流通孔以环形阵列的方式均匀分布在中心仓外表面上，所述中心仓外表面与流通孔对应的位置上固定安装有检测装置，所述中心仓外表面与导液孔对应的位置上固定安装有导液管Ⅰ，所述流通孔的顶部固定安装有气密装置，所述导液管Ⅰ贯穿气密装置并延伸至气密装置的外侧，所述导液管Ⅰ的一端活动套接有旋转管套，所述旋转管套的一端活动套接有导液管Ⅱ，所述导液管Ⅱ的一端固定安装有安装块，所述安装块的一侧固定安装有通气孔Ⅱ密封管，所述通气孔Ⅱ密封管的一端与导液管Ⅱ相连通。

优选的，所述检测装置包括储液管，所述储液管安装在中心仓的外表面上，储液管的轴线与流通孔的轴线位于同一条中心线上，所述储液管顶部靠近外侧的位置上开设有通气孔Ⅰ，所述储液管的顶部固定安装有连接块，所述连接块的内部开设有锥形孔，所述锥形孔的内部放置有密封球，所述锥形孔的顶部固定安装有测压仓，所述测压仓内腔的顶部固定安装有测压器，所述测压仓的顶部固定安装有连接管，所述连接管与气密装置固定连接，所述测压仓顶部位于测压器外侧的位置上开设有通气孔Ⅲ。

优选的，所述气密装置包括内气密球，所述内气密球，所述内气密球的内壁开设有气密孔，内气密球的内壁与测压器固定连接，气密孔与测压器相对应，所述内气密球的外表面固定安装有连接架，所述连接架的外表面固定安装有外气密球，导液管Ⅰ贯穿内气密球和外气密球延伸至外侧，所述外气密球的外表面固定安装有进气装置。

优选的，所述密封球的直径大于锥形孔顶部的开口直径，所述密封球的直径小于锥形孔底部的开口直径。

优选的，所述密封球的材质为橡胶。

优选的，所述进气装置包括行程套筒，行程套筒固定安装在外气密球外表面上，所述行程套筒的顶部开设有套孔，且该套筒的内部活动套接有导气套筒，所述行程套筒顶部位于导气套筒外侧的位置上开设有进气孔Ⅰ，所述导气套筒的底部固定安装有挡气板，挡气板与进气孔Ⅰ的底部相贴合，所述导气套筒外表面靠近顶部的位置上开设有进气孔Ⅱ，所述导气套筒的顶部固定安装有下压块，所述挡气板的底部固定安装有复位弹簧，复位弹簧的底部与内气密球固定连接。

优选的，所述导液管Ⅰ、旋转管套与导液管Ⅱ之间经过密封处理。

优选的，所述中心仓和储液管的内部充满水，所述通气孔Ⅱ密封管的顶部与储液管的顶部保持平齐。

本发明具备以下有益效果：

1、本发明通过中心仓外表面与流通孔对应的位置上固定安装有检测装置，使得气密装置处于任意姿态都存在检测装置位于水平面之上，从而使检测装置内部的水在大气压的作用下产生位移，储液管内部的水发生位移后会出现空腔，同时内部的气压降低，锥形孔的顶部固定安装有测压仓，测压仓内腔的顶部固定安装有测压器，测压器此时会检测到储液管内部的气压变化，将所有检测到测压器的数值相加便得到了气压的总变化，实现对空气压力的检测，这种检测方法相较于传统的U型管气压计，由于采用的单管检测方法，一旦U型管出现问题就会导致监测结果出现较大误差，而本申请文件采用多管共同检测，将大气压作用于多个储液管的内部，并共同进行检测，很好的避免了误差的存在，同时，相较于传统的无液气压计，采用金属材料的自身形变程度来监测空气压力，这种监测方法会导致金属材料一直处在形变的状态，从而出现金属疲劳，也会造成误差的存在，而本申请文件很好的避免了这些问题，提高了该装置监测的稳定性。

2、本发明通过密封球的直径大于锥形孔顶部的开口直径，密封球的直径小于锥形孔底部的开口直径，当检测装置整体位于水平面上方时，此时密封球在重力的作用下处于储液管的顶部，锥形孔和测压仓的内腔能够与储液管的内腔相连通，使得测压器可以检测气压的变化，当检测装置整体位于水平面下方时。此时密封球在重力的作用下将锥形孔阻塞，此时中心仓和储液管中的水无法通过通气孔Ⅰ和锥形孔进入到测压仓的内腔中，避免测压器与水接触而造成损坏，此外，也避免了液体压力作用与测压器而造成监测数据出现误差的问题，提高了该装置监测的稳定性。

3、本发明通过导气套筒外表面靠近顶部的位置上开设有进气孔Ⅱ，导气套筒的顶部固定安装有下压块，使得将下压块按下时，此时外界的空气能够通过进气孔Ⅰ和进气孔Ⅱ进入到检测装置的内部，从而将检测装置内部的气压与外界的气压归于相等，从而实现初始化的功能，使得在下井前可通过按压下压块对该设备进行初始化，从而方便使用者来设置监测的基准平面，提高了该装置的实用性，同时，当出现该装置内部部分气体溶于水中而导致初始状态时该装置内部的气压偏小，也可通过相同的操作使外界的空气补充进去，从而使内部的气压恢复正常，提高了该装置的监测的准确性。

4、本发明通过导液管Ⅰ贯穿气密装置并延伸至气密装置的外侧，导液管Ⅰ的一端活动套接有旋转管套，使得操作者可以通过转动气密装置使其围绕旋转管套的轴线进行转动，使得气密装置内部的检测装置在转动的过程中在水平面的上下不断交换，使用者可通过该方式来实现利用不同的检测装置来对空气压力进行多次检测，从而避免出现单个检测装置受损而造成的监测误差，保证了监测数据的精准度，提高了该装置监测的可靠性。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明结构俯视示意图；

图3为本发明结构图2中A方向剖面示意图；

图4为本发明结构图3中B方向剖面示意图；

图5为本发明结构图4中C处放大示意图；

图6为本发明结构检测装置示意图；

图7为本发明结构检测装置前视示意图；

图8为本发明结构图7中D方向剖面示意图。

图中：1、中心仓；2a、流通孔；2b、导液孔；3、检测装置；31、储液管；32、通气孔Ⅰ；33、连接块；34、锥形孔；35、密封球；36、测压仓；37、测压器；38、连接管；39、通气孔Ⅲ；9、通气孔Ⅱ；4、导液管Ⅰ；5、气密装置；51、内气密球；52、气密孔；53、连接架；54、外气密球；55、进气装置；551、行程套筒；552、导气套筒；553、进气孔Ⅰ；554、挡气板；555、进气孔Ⅱ；556、下压块；557、复位弹簧；6、旋转管套；7、导液管Ⅱ；8、安装块；9、密封管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图4，一种油井下空气压力监测用压力传感器，包括中心仓1，中心仓1的外表面开设有流通孔2a和导液孔2b，流通孔2a以环形阵列的方式均匀分布在中心仓1外表面上，中心仓1外表面与流通孔2a对应的位置上固定安装有检测装置3，使得气密装置5处于任意姿态都存在检测装置3位于水平面之上，从而使检测装置3内部的水在大气压的作用下产生位移，中心仓1外表面与导液孔2b对应的位置上固定安装有导液管Ⅰ4，流通孔2a的顶部固定安装有气密装置5，导液管Ⅰ4贯穿气密装置5并延伸至气密装置5的外侧，导液管Ⅰ4的一端活动套接有旋转管套6，使得操作者可以通过转动气密装置5使其围绕旋转管套6的轴线进行转动，使得气密装置5内部的检测装置3在转动的过程中在水平面的上下不断交换，使用者可通过该方式来实现利用不同的检测装置3来对空气压力进行多次检测，从而避免出现单个检测装置3受损而造成的监测误差，保证了监测数据的精准度，提高了该装置监测的可靠性，旋转管套6的一端活动套接有导液管Ⅱ7，导液管Ⅱ7的一端固定安装有安装块8，安装块8的一侧固定安装有通气孔Ⅱ密封管9，通气孔Ⅱ密封管9的一端与导液管Ⅱ7相连通。

请参阅图1-图8，检测装置3包括储液管31，储液管31安装在中心仓1的外表面上，储液管31的轴线与流通孔2a的轴线位于同一条中心线上，储液管31内部的水发生位移后会出现空腔，同时内部的气压降低，储液管31顶部靠近外侧的位置上开设有通气孔Ⅰ32，储液管31的顶部固定安装有连接块33，连接块33的内部开设有锥形孔34，锥形孔34的内部放置有密封球35，锥形孔34的顶部固定安装有测压仓36，测压仓36内腔的顶部固定安装有测压器37，测压器37此时会检测到储液管31内部的气压变化，将所有检测到测压器37的数值相加便得到了气压的总变化，实现对空气压力的检测，这种检测方法相较于传统的U型管气压计，由于采用的单管检测方法，一旦U型管出现问题就会导致监测结果出现较大误差，而本申请文件采用多管共同检测，将大气压作用于多个储液管31的内部，并共同进行检测，很好的避免了误差的存在，同时，相较于传统的无液气压计，采用金属材料的自身形变程度来监测空气压力，这种监测方法会导致金属材料一直处在形变的状态，从而出现金属疲劳，也会造成误差的存在，而本申请文件很好的避免了这些问题，提高了该装置监测的稳定性，测压仓36的顶部固定安装有连接管38，连接管38与气密装置5固定连接，测压仓36顶部位于测压器37外侧的位置上开设有通气孔Ⅲ39。

请参阅图1-图8，气密装置5包括内气密球51，内气密球51，内气密球51的内壁开设有气密孔52，内气密球51的内壁与测压器37固定连接，气密孔52与测压器37相对应，内气密球51的外表面固定安装有连接架53，连接架53的外表面固定安装有外气密球54，导液管Ⅰ4贯穿内气密球51和外气密球54延伸至外侧，外气密球54的外表面固定安装有进气装置55。

请参阅图1-图8，密封球35的直径大于锥形孔34顶部的开口直径，密封球35的直径小于锥形孔34底部的开口直径，当检测装置3整体位于水平面上方时，此时密封球35在重力的作用下处于储液管31的顶部，锥形孔34和测压仓36的内腔能够与储液管31的内腔相连通，使得测压器37可以检测气压的变化，当检测装置3整体位于水平面下方时。此时密封球35在重力的作用下将锥形孔34阻塞，此时中心仓1和储液管31中的水无法通过通气孔Ⅰ32和锥形孔34进入到测压仓36的内腔中，避免测压器37与水接触而造成损坏，此外，也避免了液体压力作用与测压器37而造成监测数据出现误差的问题，提高了该装置监测的稳定性。

请参阅图6-图8，密封球35的材质为橡胶。

请参阅图1-图5，进气装置55包括行程套筒551，行程套筒551固定安装在外气密球54外表面上，行程套筒551的顶部开设有套孔，且该套筒的内部活动套接有导气套筒552，行程套筒551顶部位于导气套筒552外侧的位置上开设有进气孔Ⅰ553，导气套筒552的底部固定安装有挡气板554，挡气板554与进气孔Ⅰ553的底部相贴合，导气套筒552外表面靠近顶部的位置上开设有进气孔Ⅱ555，导气套筒552的顶部固定安装有下压块556，使得将下压块556按下时，此时外界的空气能够通过进气孔Ⅰ553和进气孔Ⅱ555进入到检测装置3的内部，从而将检测装置3内部的气压与外界的气压归于相等，从而实现初始化的功能，使得在下井前可通过按压下压块556对该设备进行初始化，从而方便使用者来设置监测的基准平面，提高了该装置的实用性，同时，当出现该装置内部部分气体溶于水中而导致初始状态时该装置内部的气压偏小，也可通过相同的操作使外界的空气补充进去，从而使内部的气压恢复正常，提高了该装置的监测的准确性，挡气板554的底部固定安装有复位弹簧557，复位弹簧557的底部与内气密球51固定连接。

请参阅图1-图5，导液管Ⅰ4、旋转管套6与导液管Ⅱ7之间经过密封处理。

请参阅图1-图8，中心仓1和储液管31的内部充满水，通气孔Ⅱ密封管9的顶部与储液管31的顶部保持平齐。

本发明的使用方法如下：

使用过程中，气密装置5处于任意姿态都存在检测装置3位于水平面之上，从而使检测装置3内部的水在大气压的作用下产生位移，储液管31内部的水发生位移后会出现空腔，同时内部的气压降低，测压器37此时会检测到储液管31内部的气压变化，将所有检测到测压器37的数值相加便得到了气压的总变化，实现对空气压力的检测，当检测装置3整体位于水平面上方时，此时密封球35在重力的作用下处于储液管31的顶部，锥形孔34和测压仓36的内腔能够与储液管31的内腔相连通，使得测压器37可以检测气压的变化，当检测装置3整体位于水平面下方时。此时密封球35在重力的作用下将锥形孔34阻塞，此时中心仓1和储液管31中的水无法通过通气孔Ⅰ32和锥形孔34进入到测压仓36的内腔中，使得将下压块556按下时，此时外界的空气能够通过进气孔Ⅰ553和进气孔Ⅱ555进入到检测装置3的内部，从而将检测装置3内部的气压与外界的气压归于相等，从而实现初始化的功能，使得在下井前可通过按压下压块556对该设备进行初始化，从而方便使用者来设置监测的基准平面，当出现该装置内部部分气体溶于水中而导致初始状态时该装置内部的气压偏小，也可通过相同的操作使外界的空气补充进去，从而使内部的气压恢复正常，操作者可以通过转动气密装置5使其围绕旋转管套6的轴线进行转动，使得气密装置5内部的检测装置3在转动的过程中在水平面的上下不断交换，使用者可通过该方式来实现利用不同的检测装置3来对空气压力进行多次检测。

Claims (8)

1.一种油井下空气压力监测用压力传感器，包括中心仓(1)，其特征在于：所述中心仓(1)的外表面开设有流通孔(2a)和导液孔(2b)，流通孔(2a)以环形阵列的方式均匀分布在中心仓(1)外表面上，所述中心仓(1)外表面与流通孔(2a)对应的位置上固定安装有检测装置(3)，所述中心仓(1)外表面与导液孔(2b)对应的位置上固定安装有导液管Ⅰ(4)，所述流通孔(2a)的顶部固定安装有气密装置(5)，所述导液管Ⅰ(4)贯穿气密装置(5)并延伸至气密装置(5)的外侧，所述导液管Ⅰ(4)的一端活动套接有旋转管套(6)，所述旋转管套(6)的一端活动套接有导液管Ⅱ(7)，所述导液管Ⅱ(7)的一端固定安装有安装块(8)，所述安装块(8)的一侧固定安装有通气孔Ⅱ密封管(9)，所述通气孔Ⅱ密封管(9)的一端与导液管Ⅱ(7)相连通。

2.根据权利要求1所述的一种油井下空气压力监测用压力传感器，其特征在于：所述检测装置(3)包括储液管(31)，所述储液管(31)安装在中心仓(1)的外表面上，储液管(31)的轴线与流通孔(2a)的轴线位于同一条中心线上，所述储液管(31)顶部靠近外侧的位置上开设有通气孔Ⅰ(32)，所述储液管(31)的顶部固定安装有连接块(33)，所述连接块(33)的内部开设有锥形孔(34)，所述锥形孔(34)的内部放置有密封球(35)，所述锥形孔(34)的顶部固定安装有测压仓(36)，所述测压仓(36)内腔的顶部固定安装有测压器(37)，所述测压仓(36)的顶部固定安装有连接管(38)，所述连接管(38)与气密装置(5)固定连接，所述测压仓(36)顶部位于测压器(37)外侧的位置上开设有通气孔Ⅲ(39)。

3.根据权利要求2所述的一种油井下空气压力监测用压力传感器，其特征在于：所述气密装置(5)包括内气密球(51)，所述内气密球(51)，所述内气密球(51)的内壁开设有气密孔(52)，内气密球(51)的内壁与测压器(37)固定连接，气密孔(52)与测压器(37)相对应，所述内气密球(51)的外表面固定安装有连接架(53)，所述连接架(53)的外表面固定安装有外气密球(54)，导液管Ⅰ(4)贯穿内气密球(51)和外气密球(54)延伸至外侧，所述外气密球(54)的外表面固定安装有进气装置(55)。

4.根据权利要求3所述的一种油井下空气压力监测用压力传感器，其特征在于：所述密封球(35)的直径大于锥形孔(34)顶部的开口直径，所述密封球(35)的直径小于锥形孔(34)底部的开口直径。

5.根据权利要求3所述的一种油井下空气压力监测用压力传感器，其特征在于：所述密封球(35)的材质为橡胶。

6.根据权利要求3所述的一种油井下空气压力监测用压力传感器，其特征在于：所述进气装置(55)包括行程套筒(551)，行程套筒(551)固定安装在外气密球(54)外表面上，所述行程套筒(551)的顶部开设有套孔，且该套筒的内部活动套接有导气套筒(552)，所述行程套筒(551)顶部位于导气套筒(552)外侧的位置上开设有进气孔Ⅰ(553)，所述导气套筒(552)的底部固定安装有挡气板(554)，挡气板(554)与进气孔Ⅰ(553)的底部相贴合，所述导气套筒(552)外表面靠近顶部的位置上开设有进气孔Ⅱ(555)，所述导气套筒(552)的顶部固定安装有下压块(556)，所述挡气板(554)的底部固定安装有复位弹簧(557)，复位弹簧(557)的底部与内气密球(51)固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种油井下空气压力监测用压力传感器，其特征在于：所述导液管Ⅰ(4)、旋转管套(6)与导液管Ⅱ(7)之间经过密封处理。

8.根据权利要求1所述的一种油井下空气压力监测用压力传感器，其特征在于：所述中心仓(1)和储液管(31)的内部充满水，所述通气孔Ⅱ密封管(9)的顶部与储液管(31)的顶部保持平齐。

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