CN205138942U - 液体密度在线测量装置 - Google Patents

Abstract

<b>本实用新型涉及石油化工仪器技术领域，是一种液体密度在线测量装置；其包括主支撑杆、摆臂、浮球和力矩传动杆；在主支撑杆的上部固定安装有壳体，在壳体内固定安装有电路板，在电路板上固定安装有信号转换模块，在主支撑杆的下部固定安装有力矩转换部件。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，通过主支撑杆、力矩转换部件、摆臂、浮球、力矩传动杆、张力传感器和电路板的配合使用，实现液体密度在线连续测量的目的,适用于石油钻探过程中钻井液密度的连续在线测量；具有安全可靠、安装方便和不易损坏的特点，提高了测量的准确性，延长了使用寿命。</b>

Description

液体密度在线测量装置

技术领域

本实用新型涉及石油化工仪器技术领域，是一种液体密度在线测量装置。

背景技术

液体密度在石油化工以及食品加工等很多领域都是一项很重要的参数，需要跟踪测量密度的变化，液体密度的测量也有多种方法，包括比重秤法、压差法、放射性法等等；目前用于石油化工领域密度连续检测的方法多采用压差法，测量两个不同深度处的液体压力值，利用压力差与液体的密度成正比的原理换算出液体的密度；此种类型的传感器在一般化工行业应用时测量数据比较准确、信号稳定，应用效果较好，但在油气钻井勘探开发过程中应用于测量钻井液密度时就存在一定的缺陷；主要原因是传感器的安装测量环境不能满足传感器的测量条件，一是液面高度变化频繁，有时上压力测量点没有浸入稳定的液体内，二是钻井液是一种非均质液体，特别是钻井液返出口，含砂、泥的固相成分较多，传感器的下压力检测膜片常被固相物掩埋，造成压力测量失真，进而对测量的准确性造成较大影响；其次，压差式传感器结构笨重，压力测量膜片和传压管线比较脆弱，易受到撞击或磨损后损坏，现场无法维修。

发明内容

本实用新型提供了一种液体密度在线测量装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决油气钻井勘探开发过程中现有液体密度测量装置的压力测量模块易受沉砂掩埋影响测量准确性以及液压膜片和管线脆弱易损坏的问题。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种液体密度在线测量装置，包括主支撑杆、摆臂、浮球和力矩传动杆；在主支撑杆的上部固定安装有壳体，在壳体内固定安装有电路板，在电路板上固定安装有信号转换模块，在主支撑杆的下部固定安装有力矩转换部件，在力矩转换部件的外侧上端面上设置有竖直方向的第一安装槽，摆臂的一端通过轴安装在第一安装槽内，在摆臂的另一端上固定安装有浮球，力矩传动杆的下端和摆臂的中部垂直连接在一起；在主支撑杆的上部固定安装有夹持件，在夹持件上固定安装有水平连接板，水平连接板和摆臂相平行，在水平连接板的底部固定安装有张力传感器，力矩传动杆的上端面和张力传感器的弹性元件相接触，张力传感器的信号输出端和信号转换模块的信号输入端通过电缆电连接在一起。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：

上述力矩传动杆包括上力矩传动杆和下力矩传动杆；上力矩传动杆和下力矩传动杆通过缓冲短节连接在一起，下力矩传动杆的下端和摆臂的中部垂直连接在一起，上力矩传动杆的上端面和张力传感器的弹性元件相接触。

上述在摆臂的中部上端面上设置有第二安装槽，下力矩传动杆的下端通过轴垂直安装在第二安装槽内。

上述张力传感器为防爆张力传感器，壳体为防爆密封壳体，电缆为防爆电缆，在壳体上分别设置有进线孔和出线孔，在壳体的进线孔和出线孔上分别固定安装有接线端；电缆穿过进线孔上的接线端与张力传感器的信号输出端和信号转换模块的信号输入端电连接在一起。

上述力矩转换部件为密封轴承。

上述浮球为空心浮球。

本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，通过主支撑杆、力矩转换部件、摆臂、浮球、力矩传动杆、张力传感器和电路板的配合使用，实现液体密度在线连续测量的目的,适用于石油钻探过程中钻井液密度的连续在线测量；具有安全可靠、安装方便和不易损坏的特点，提高了测量的准确性，延长了使用寿命。

附图说明

附图1为本实用新型最佳实施例的立体结构示意图。

附图中的编码分别为：1为主支撑杆，2为摆臂，3为浮球，4为壳体，5为力矩转换部件，6为第一安装槽，7为夹持件，8为水平连接板，9为张力传感器，10为上力矩传动杆，11为下力矩传动杆，12为缓冲短节，13为第二安装槽，14为接线端。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

如附图1所示，该液体密度在线测量装置包括主支撑杆1、摆臂2、浮球3和力矩传动杆；在主支撑杆1的上部固定安装有壳体4，在壳体4内固定安装有电路板，在电路板上固定安装有信号转换模块，在主支撑杆1的下部固定安装有力矩转换部件5，在力矩转换部件5的外侧上端面上设置有竖直方向的第一安装槽6，摆臂2的一端通过轴安装在第一安装槽6内，在摆臂2的另一端上固定安装有浮球3，力矩传动杆的下端和摆臂2的中部垂直连接在一起；在主支撑杆1的上部固定安装有夹持件7，在夹持件7上固定安装有水平连接板8，水平连接板8和摆臂2相平行，在水平连接板8的底部固定安装有张力传感器9，力矩传动杆的上端面和张力传感器9的弹性元件相接触，张力传感器9的信号输出端和信号转换模块的信号输入端通过电缆电连接在一起。这样，通过主支撑杆1、力矩转换部件5、摆臂2、浮球3、力矩传动杆、张力传感器9和电路板的配合使用，实现液体密度在线连续测量的目的,适用于石油钻探过程中钻井液密度的连续在线测量；相对现有液体密度测量装置克服了压力测量模块易受沉砂掩埋,影响测量准确性以及液压膜片、管线脆弱易受损坏等缺陷；具有安全可靠、安装方便和不易损坏的特点，提高了测量的准确性，延长了使用寿命。主支撑杆1、浮球3、壳体4、摆臂2和力矩传动杆均采用耐腐蚀不锈钢材料，符合ExdIIBT6防爆标准，防护等级为IP66,适用于钻井现场危险恶劣环境。使用时，将信号转换模块的信号输出端和外面显示器的信号输入端通过电缆电连接在一起。本实用新型应用阿基米德原理，物体在液体中受到的浮力大小与液体的密度和物体排开液体的体积成正比，把浸入液体中的物体（浮球）受到的浮力通过力矩转换结构转换成对金属应变传感器的压力，从而把液体密度转换成张力传感器9的电信号；可在线连续测量液体密度的动态变化。张力传感器9的工作电压为24V直流电源，信号输出4mA至20mA，通用性强。

可根据实际需要，对上述液体密度在线测量装置作进一步优化或/和改进：

如附图1所示，力矩传动杆包括上力矩传动杆10和下力矩传动杆11；上力矩传动杆10和下力矩传动杆11通过缓冲短节12连接在一起，下力矩传动杆11的下端和摆臂2的中部垂直连接在一起，上力矩传动杆10的上端面和张力传感器9的弹性元件相接触。这样，缓冲短节12采用耐腐蚀不锈钢材料，符合ExdIIBT6防爆标准，防护等级为IP66,适用于钻井现场危险恶劣环境。缓冲短节12便于起到更好的缓冲效果。张力传感器9的弹性元件可为电阻应变片。

如附图1所示，在摆臂2的中部上端面上设置有第二安装槽13，下力矩传动杆11的下端通过轴垂直安装在第二安装槽13内。这样，第二安装槽13便于下力矩传动杆11和摆臂2的连接。

根据需要，张力传感器9为防爆张力传感器，壳体4为防爆密封壳体，电缆为防爆电缆，在壳体4上分别设置有进线孔和出线孔，在壳体4的进线孔和出线孔上分别固定安装有接线端14；电缆穿过进线孔上的接线端14与张力传感器9的信号输出端和信号转换模块的信号输入端电连接在一起。这样，张力传感器9为防爆张力传感器，壳体4为防爆密封壳体，电缆为防爆电缆，符合ExdIIBT6防爆标准，防护等级为IP66,适用于钻井现场危险恶劣环境。

根据需要，力矩转换部件5为密封轴承。这样，力矩转换部件5采用密闭轴承符合ExdIIBT6防爆标准，防护等级为IP66,适用于钻井现场危险恶劣环境。

根据需要，浮球3为空心浮球。

以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (10)

1.一种液体密度在线测量装置，其特征在于包括主支撑杆、摆臂、浮球和力矩传动杆；在主支撑杆的上部固定安装有壳体，在壳体内固定安装有电路板，在电路板上固定安装有信号转换模块，在主支撑杆的下部固定安装有力矩转换部件，在力矩转换部件的外侧上端面上设置有竖直方向的第一安装槽，摆臂的一端通过轴安装在第一安装槽内，在摆臂的另一端上固定安装有浮球，力矩传动杆的下端和摆臂的中部垂直连接在一起；在主支撑杆的上部固定安装有夹持件，在夹持件上固定安装有水平连接板，水平连接板和摆臂相平行，在水平连接板的底部固定安装有张力传感器，力矩传动杆的上端面和张力传感器的弹性元件相接触，张力传感器的信号输出端和信号转换模块的信号输入端通过电缆电连接在一起。

2.根据权利要求1所述的液体密度在线测量装置，其特征在于力矩传动杆包括上力矩传动杆和下力矩传动杆；上力矩传动杆和下力矩传动杆通过缓冲短节连接在一起，下力矩传动杆的下端和摆臂的中部垂直连接在一起，上力矩传动杆的上端面和张力传感器的弹性元件相接触。

3.根据权利要求1或2所述的液体密度在线测量装置，其特征在于摆臂的中部上端面上设置有第二安装槽，下力矩传动杆的下端通过轴垂直安装在第二安装槽内。

4.根据权利要求1或2所述的液体密度在线测量装置，其特征在于张力传感器为防爆张力传感器，壳体为防爆密封壳体，电缆为防爆电缆，在壳体上分别设置有进线孔和出线孔，在壳体的进线孔和出线孔上分别固定安装有接线端；电缆穿过进线孔上的接线端与张力传感器的信号输出端和信号转换模块的信号输入端电连接在一起。

5.根据权利要求3所述的液体密度在线测量装置，其特征在于张力传感器为防爆张力传感器，壳体为防爆密封壳体，电缆为防爆电缆，在壳体上分别设置有进线孔和出线孔，在壳体的进线孔和出线孔上分别固定安装有接线端；电缆穿过进线孔上的接线端与张力传感器的信号输出端和信号转换模块的信号输入端电连接在一起。

6.根据权利要求1或2或5所述的液体密度在线测量装置，其特征在于力矩转换部件为密封轴承。

7.根据权利要求3所述的液体密度在线测量装置，其特征在于力矩转换部件为密封轴承。

8.根据权利要求4所述的液体密度在线测量装置，其特征在于力矩转换部件为密封轴承。

9.根据权利要求1或2或5或7或8所述的液体密度在线测量装置，其特征在于浮球为空心浮球。

10.根据权利要求6所述的液体密度在线测量装置，其特征在于浮球为空心浮球。