CN207007273U - 一种防雾激光液位传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种指示钻井液位信号的传感器。一种防雾激光液位传感器，包括检测头，测量管，所述检测头和测量管通过环形连接底座(1)连接，阻隔泥浆并使激光检测探头激光透射的透光片(2)设置于所述环形连接底座(1)内，在所述环形连接底座(1)内与其活动连接设有透光片安装座(3)，在所述透光片安装座(3)的圆柱体空腔内设有电加热件及导热环，所述电加热件通过导线连接设置在固定于船形线路板安装架(8)上的线路板上的加热控制电路。利用电加热件和导热环对透光片进行加热，可使透光片表面没有水蒸气凝结，提高激光透射效果，能够很好的保证在有水蒸气环境下钻井液位信号的检测精度和准确性。

Description

一种防雾激光液位传感器

技术领域

本实用新型涉及一种指示钻井液位信号的传感器，属于石油钻井工程技术领域，尤其是涉及一种具有防雾结构的激光液位传感器。

背景技术

在石油勘探开发与钻井过程中及时、准确、稳定、可靠的传递钻井液(俗称泥浆)液位信号，就可以为钻井过程中溢流和井漏的监控提供判断和决策依据，及早发现和预防井涌井漏，为安全生产创造条件。

目前，国内钻井过程中，对泥浆液位的监测技术主要是靠人工间隔测量，辅助以浮球式液位计或超声波液位监测仪等。以上技术的缺失在于：人工间隔测量不能解决实时监控，也无法排除人为误差因素，因此，测量的连续性、准确性不够。浮球式液位计测量误差大；而超声波液位检测仪虽然精度较高，但易受泥浆波动和水蒸气的影响，无法达到稳定和准确，因此也不能满足实测需要。

申请人之前提出的发明专利《防浪防涌激光液位监测仪》(专利号：201010614122.1)在测量管和探头连接部位设置了玻璃罩，有效的解决了液位检测仪受泥浆波动的影响问题，但由于使用环境的特殊性，测量现场的水蒸气常常会使玻璃罩表面雾化，以致影响测量效果。

发明内容

本实用新型针对现有技术不足，提出了一种防雾激光液位传感器。使用时，利用电加热件和导热环对透光片进行加热，可使透光片表面没有水蒸气凝结，提高激光透射效果，能够很好的保证在有水蒸气环境下钻井液位信号的检测精度和准确性。

本实用新型所采用的技术方案：

一种防雾激光液位传感器，包括检测头，测量管，所述检测头和测量管通过环形连接底座(1)连接，阻隔泥浆并使激光检测探头激光透射的透光片(2)设置于所述环形连接底座(1)内，在所述环形连接底座(1)内与其活动连接设有透光片安装座(3)，在所述透光片安装座(3)的圆柱体空腔内设有电加热件及导热环，所述电加热件通过导线连接设置在固定于船形线路板安装架(8)上的线路板上的加热控制电路。

所述的防雾激光液位传感器，导热环包括上导热环(4)和下导热环(5)，筒体结构的电加热件安装在透光片安装座(3)的圆柱体空腔内，所述上导热环(4)和下导热环(5)相对面为楔形面，所述楔形面倾角与水平面夹角为5～30度，透光片(2)置于上导热环(4)和下导热环(5)之间；所述上导热环(4)的上方与所述透光片安装座(3)的上端部内螺纹配合设有T型压盖(6)。

所述的防雾激光液位传感器，环形连接底座(1)为台阶圆环柱体结构，上端设有外螺纹与探测头的船形线路板安装架(8)的底座内螺纹连接，所述线路板安装架(8)的底座设有外螺纹与探测头的外壳体(9)连接；环形连接底座(1)内透光片安装座(3)的下方设有中部设有透光孔的环形风扇，环形连接底座(1)下端设有内螺纹与测量管连接。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型防雾激光液位传感器，利用电加热件和导热环对透光片加热，可使透光片表面没有水蒸气凝结，提高激光透射效果，保证在有水蒸气环境下钻井液位信号的检测精度和准确性。有效克服了现有的监测技术不能连续、稳定、准确的监测泥浆液位的变化问题。

2、本实用新型防雾激光液位传感器，通过圆环柱体结构的上、下导热片两部分斜面配合，使透光片保持在一定倾斜角度，不利于结雾而且能有效防止水雾在镜片凝结，进一步增强了防雾效果。

3、本实用新型防雾激光液位传感器，通过在测量管上部设计气嘴连接气源利用空气对透光片下方泥浆液面进行吹扫，可以有效避免透光片表面结雾，提高透光片透光效果，进而保证测量精度。连接气嘴的气管通过三通阀分别与气源和水源连接，可在需要清洗测量管内壁上附着的泥浆时，将气管连接上水源以清洗测量管内壁。

4、本实用新型防雾激光液位传感器，通过在环形底座内透光片安装底座下方设置中间有透光孔的环形风扇，对测量管内部进行吹扫，可以有效避免透光片表面结雾，提高透光片透光效果，进而保证测量精度。

附图说明

图1是本实用新型防雾激光传感器的探头总成图；

图2是本实用新型防雾激光传感器的整体示意图；

图3是本实用新型防雾激光传感器的吹扫及清洗线路结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

实施例1

参见图1，本实用新型防雾激光液位传感器，包括检测头，测量管，所述检测头和测量管通过环形连接底座1连接，阻隔泥浆并使激光检测探头激光透射的透光片2设置于环形连接底座1内，在环形连接底座1内，与所述环形连接底座活动连接设有透光片安装座3，在所述透光片安装座3的圆柱体空腔内设有电加热件及导热环，所述电加热件通过导线连接设置在固定于船形线路板安装架8上的线路板上的加热控制电路。

所述防雾激光液位传感器使用时，测量管的下端插入泥浆中，为防雾激光传感器提供稳定的测量环境。通过电加热件及导热片给透光片传热，可有效避免透光镜片表面结雾，增强激光透射效果，进而提高测量精度。

实施例2

参见图1，本实施例的防雾激光液位传感器，与实施例1的不同之处在于：所述导热环包括上导热环4和下导热环5，筒体结构的电加热件(图中未示出)安装在透光片安装座3的圆柱体空腔内，上导热环4和下导热环5相对面为楔形面，所述楔形面倾角与水平面夹角为5～30度，透光片2置于上导热环4和下导热环5之间；上导热环4的上方与透光片安装座3的上端部内螺纹配合设有T型压盖6。

透光片2与水平面保持在一定的倾斜角度，更有利于防止水雾在透光镜片表面凝结，可进一步增强防雾效果。

实施例3

参见图1，本实施例的防雾激光液位传感器，与实施例1或实施例2的不同之处在于：环形连接底座1为台阶圆环柱体结构，上端设有外螺纹与探测头的船形线路板安装架8的底座内螺纹连接，所述线路板安装架8的底座设有外螺纹与探测头的外壳体9连接；环形连接底座1内透光片安装座3的下方设有中部设有透光孔的环形风扇，环形连接底座1下端设有内螺纹与测量管连接。

本实用新型防雾激光液位传感器，环形连接底座1内腔上下端衔接部位设有圆环凸缘10；所述透光片安装座3通过上端螺纹与所述圆环凸缘10内螺纹连接，或者透光片安装座3上端外螺纹穿过圆环凸缘10并通过螺母11固定。

实施例4

参见图1、图2，本实施例的防雾激光液位传感器，与前述各实施例不同的是：测量管14连接防雾激光传感器检测头一端的管壁上设有一个进气口和若干排气孔16，与所述进气口匹配设有气嘴15通过气管17连接气源18。

气嘴15插入测量管14内的一端是喷气口，气嘴的喷气口对着泥浆液面。气嘴15的另一端在测量管壁外，上面螺接一个气管快插接口，快插接口连接气管17，气管接到气源18上。测量管壁上的排气孔16为水蒸气的流出提供通道。

气管17的另一个作用是作为水管，当需要清洗测量管内壁上附着的泥浆时，可关闭气源拔下气管，然后将气管连接上水源以清洗测量管内壁。

图1、图2中，防雾激光传感器上部为圆筒形探头外壳体9，探头外壳体9的顶端内壁有丝扣，功能是螺接顶盖12和密封盖13。在密封盖13下方的探头外壳体9的筒壁开有一侧孔，侧孔外壁依次安装单面弧形垫13和穿线插座7，侧孔内壁设有弧形螺母与穿线插座7螺接。

探头外壳体9的底端内壁有丝扣与船形线路板支架8的台阶上部外丝扣螺接。环形连接底座1上端有外丝扣，下端有内丝扣，上面的外丝扣与船形线路板支架8的台阶内丝扣螺接，下面的内丝扣与测量管的顶端丝扣螺接。环形连接底座1的中孔安装凸形镜头透光片安装座3，透光片安装座3上端通过螺母与环形连接底座1相固定。凸形镜头透光片安装座3的圆形腔体内壁先贴放电加热件，然后自下而上放入下导热环5、圆形光学玻璃2(凸形镜头)和上导热环4，最后通过T型压盖6固紧，T型压盖6上部有外丝扣与凸形镜头透光片安装座内圆形腔体上部的内丝扣螺接。激光发射器安装在船形线路板安装架8上，线路板固定在半圆筒船形支架上，激光发射器对准T型压盖喉道19的中心，激光从T型压盖喉道19穿过。

实施例5

参见图1、图2，本实施例的防雾激光液位传感器，与实施例4不同的是：气管17的一端连接到一个三通转换阀的出口上，所述三通转换阀的两个进口分别通过管线连接气源18和水源。正常钻井作业时，三通转换阀的出口与气源18相通，需要清洗测量管14的内壁时，将三通转换阀旋转至另一位置，使三通转换阀的出口与水源相通。

实施例6

参见图3，本实施例的防雾激光液位传感器，与实施例4不同的是：连接气源出口的气管的另一端连接到一个两位五通电磁阀21的进气口上，所述两位五通电磁阀21的常开出气口通过管线连接调压阀22的进气口，所述调压阀22的出气口与一个单向阀23连接，所述单向阀23通过管线与三通24连接；两位五通电磁阀21的常闭出气口通过管线连接另一个调压阀(的进气口)，所述调压阀的出气口通过管线也与三通24连接；水箱20的出水口通过管线与另一个三通连接；所述两个三通串联在与测量管14上的气嘴15连接的管线中。

正常钻井作业时，气体通过电磁阀21的常开出气口经调压阀22调低气压后，经单向阀23到达测量管14内，实现吹扫功能；需要清洗测量管14的内壁时，系统由PLC控制电磁阀21关闭常开口出气口，打开常闭出气口，气体由常闭出气口经调压阀调压，然后经三通24到达与水箱连接的三通，此时气体带出水箱20内的水到达测量管14内，实现喷淋清洗测量管14的内壁。当然，气体也可由电磁阀21的常闭出气口经调压阀调压后通过管线进入水箱20，此时气体压出水箱20内的水到达测量管14内，实现喷淋清洗。

Claims (7)

1.一种防雾激光液位传感器，包括检测头，测量管，所述检测头和测量管通过环形连接底座(1)连接，阻隔泥浆并使激光检测探头激光透射的透光片(2)设置于所述环形连接底座(1)内，其特征在于：在所述环形连接底座(1)内与其活动连接设有透光片安装座(3)，在所述透光片安装座(3)的圆柱体空腔内设有电加热件及导热环，所述电加热件通过导线连接设置在固定于船形线路板安装架(8)上的线路板上的加热控制电路。

2.根据权利要求1所述的防雾激光液位传感器，其特征在于：所述导热环包括上导热环(4)和下导热环(5)，筒体结构的电加热件安装在透光片安装座(3)的圆柱体空腔内，所述上导热环(4)和下导热环(5)相对面为楔形面，所述楔形面倾角与水平面夹角为5～30度，透光片(2)置于上导热环(4)和下导热环(5)之间；所述上导热环(4)的上方与所述透光片安装座(3)的上端部内螺纹配合设有T型压盖(6)。

3.根据权利要求1或2所述的防雾激光液位传感器，其特征在于：环形连接底座(1)为台阶圆环柱体结构，上端设有外螺纹与探测头的船形线路板安装架(8)的底座内螺纹连接，所述线路板安装架(8)的底座设有外螺纹与探测头的外壳体(9)连接；环形连接底座(1)内透光片安装座(3)的下方设有中部设有透光孔的环形风扇，环形连接底座(1)下端设有内螺纹与测量管连接。

4.根据权利要求3所述的防雾激光液位传感器，其特征在于：环形连接底座(1)内腔上下端衔接部位设有圆环凸缘(10)；所述透光片安装座(3)通过上端螺纹与所述圆环凸缘(10)内螺纹连接，或者透光片安装座(3)上端外螺纹穿过圆环凸缘(10)并通过螺母(11)固定。

5.根据权利要求3所述的防雾激光液位传感器，其特征在于：测量管(14)连接防雾激光传感器检测头一端的管壁上设有一个进气口和若干排气孔(16)，与所述进气口匹配设有气嘴(15)通过气管(17)连接气源(18)。

6.根据权利要求5所述的防雾激光液位传感器，其特征在于：所述气管(17)的另一端连接一个三通转换阀的出口，所述三通转换阀的两个进口分别通过管线连接气源(18)和水源。

7.根据权利要求5所述的防雾激光液位传感器，其特征在于：连接气源出口的气管的另一端连接到一个两位五通电磁阀(21)的进气口上，所述两位五通电磁阀(21)的常开出气口通过管线连接调压阀(22)的进气口，所述调压阀(22)的出气口与一个单向阀(23)连接，所述单向阀(23)过管线与三通(24)连接；所述两位五通电磁阀(21)的常闭出气口通过管线连接另一个调压阀，所述调压阀的出气口通过管线也与三通(24)连接；水箱(20)的出水口通过管线与另一个三通连接；所述两个三通串联在与测量管(14)上的气嘴(15)连接的管线中；或者气体通过两位五通电磁阀(21)的常闭出气口经调压阀调压后通过管线进入水箱(20)。