CN208704942U - 一种活塞式变比压力传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种活塞式变比压力传感器，包括壳体，所述壳体腔体中空，且壳体包括大径端和小径端；所述壳体的小径端内设置有可移动的下活塞，大径端内设置有可移动的上活塞，大径端底部开设有排气孔，所述上活塞与壳体内形成的腔体充满液压油；壳体的大径端顶部设置有与腔体相连通的排空阀和输出口，将高压力值转换为低压力值，通过液压油将套管、立管中的泥浆压力值通过传输介质液压油传递到控制箱盘面上压力表显示，能够精确的将较高的泥浆压力转换为低压值显示，使得钻井作业过程中，既保证安全、优质、高效地实施，又利于保护油气资源，提高采收率，延长油气井的寿命，防止井喷及井控失控事故的发生。

Description

一种活塞式变比压力传感器

技术领域

本实用新型涉及油气井工程井控监测领域，尤其涉及一种活塞式变比压力传感器。

背景技术

随着各油气田勘探开发工作的不断推进，需要维修及措施作业的油(气、水)井呈逐渐增多的趋势。钻井作业过程中不确定因素很多，无论油(气、水)井地层压力高低，都有发生井喷或者井喷失控的可能，造成人员伤害、环境污染、设备和油气井损坏等事故。

钻井作业过程中，只有根据地层压力，保持井内压力平衡，才能保证作业施工的顺利进行。

实用新型内容

针对上述缺陷或不足，本实用新型的目的在于提供一种活塞式变比压力传感器。

为达到以上目的，本实用新型的技术方案为：

一种活塞式变比压力传感器，包括壳体，所述壳体腔体中空，且壳体包括大径端和小径端；所述壳体的小径端内设置有可移动的下活塞，大径端内设置有可移动的上活塞，大径端底部开设有排气孔，所述上活塞与壳体内形成的腔体充满液压油；壳体的大径端顶部设置有与腔体相连通的排空阀和输出口。

所述壳体大径端通过上盖密封压紧，排空阀和输出口设置于上盖上。

所述上盖通过螺钉与壳体大径端固定。

所述上活塞的下端平面上开设有排气槽。

其特征在于，所述排气槽为两道成90°布置的排气槽。

所述下活塞安装于小径端腔体中，并通过挡圈限位，下活塞与小径端腔体径向之间留有运动间隙。

与现有技术比较，本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供了一种活塞式变比压力传感器，通过两个面积大小不同的活塞，将高压力值转换为低压力值，通过液压油将套管、立管中的泥浆压力值通过传输介质液压油传递到控制箱盘面上压力表显示，能够精确的将较高的泥浆压力转换为低压值显示，使得钻井作业过程中，既保证安全、优质、高效地实施，又利于保护油气资源，提高采收率，延长油气井的寿命，防止井喷及井控失控事故的发生，另外，本实用新型中的传感器传感精度高，抗震性能好。

附图说明

图1是本实用新型活塞式变比压力传感器结构示意图；

图2是本实用新型的活塞式变比压力传感器上活塞俯视图；

图3是本实用新型的活塞式变比压力传感器上活塞俯视图A-A剖视图；

图4是本实用新型的上活塞受力分析图；

图5是本实用新型的下活塞受力分析图；

图6是本实用新型活塞式变比压力传感器安装连接图。

图中，1—壳体；2—下活塞；3—上活塞；4—上盖；5—排空阀；6—排气孔；7—输出口；8—液力端缸盖；9—活塞式变比压力传感器；10—软管；11—压力表；3-1—下端平面；3-2—排气槽。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型做详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型提供了一种活塞式变比压力传感器，包括壳体1，所述壳体1腔体中空，且壳体1包括大径端和小径端；所述壳体1的小径端内设置有可移动的下活塞2，大径端内设置有可移动的上活塞3，大径端底部开设有排气孔6，所述上活塞3与壳体1内形成的腔体充满液压油；壳体1的大径端顶部设置有与腔体相连通的排空阀5和输出口7，所述液压油为10号航空液压油。

所述壳体1大径端通过上盖4密封压紧，排空阀5和输出口7设置于上盖4上。示例性的，壳体1上端与上盖4用密封圈进行密封，所述上盖4通过螺钉与壳体1大径端固定。

优选地，如图2、3所示，所述上活塞3的下端平面3-1上开设有排气槽3-2，所述排气槽3-2为两道成90°布置的排气槽。安装时两道排气槽任意一个对准壳体外侧的排气孔6，以保证活塞在往复运动时排空空气。排气孔6对称设置于大径端底端侧壁，φ3.9mm。

所述下活塞2安装于小径端腔体中，并通过挡圈限位，下活塞2与小径端腔体径向之间留有运动间隙。

本实用新型的工作原理及过程为：

原理：活塞式变比压力传感器通过两个面积大小不同的活塞，将高压力值转换为低压力值，通过10号航空液压油将套管、立管中的泥浆压力值通过传输介质液压油传递到控制箱盘面上压力表显示。该传感器为变比传感器，变比为1：4，即可将较高的泥浆压力转换为低压值显示。配套显示器刻度为360°，最小刻度20psi与节流管汇控制箱配套使用，具有传感精度高，抗震性能好等优点。

该传感器的变比为1:4，得P_入＝4P_出 (1-1)

对上活塞、下活塞进行受力分析，如图4和图5所示。

上活塞受力分析得：F′_入＝F_出 (1-2)

下活塞受力分析得：F_入＝F′_出 (1-3)

根据牛顿第三定律：F′_入＝F_入 F′_出＝F_出 (1-4)

根据(1-2)、(1-3)、(1-4)得：

F_入-F_出 (1-5)

由(1-1)、(1-5)得：

P_入·S_入＝P_出·S_出

得S_入：S_出＝1：4

即d_入：d_出＝1：2。

工作过程为：

装配：装配前将壳体内进行润滑，润滑完成后即可安装挡圈，然后依次安装下活塞、上活塞、上盖以及排空阀。上活塞与下活塞安装时，必须保证在壳体内可以滑动不受阻。

注油：该活塞式变比压力传感器在安装后使用前，应用控制箱内手动泵往传输管线和传感器内注液压油，当传感器排空阀5有油溢出时，旋紧排空阀螺塞，继续加压使套管(立管)压力显示器压力约至0.2MPa。在使用中如果发现控制箱上的套压表或立压表与管汇上的液压表所显示的压力值有较大的误差时，传输管线内可能有空气存在，可重复上述过程重新注油，以消除误差。

工作过程如图6所示，根据现场使用环境以及液力端缸盖的连接方式，可选择螺纹式(LP 2＂)、法兰式以及由壬式。软管10与活塞式变比压力传感器9通过快速接头进行连接(M16*1.5)，软管10与压力表11通过M16*1.5转M20*1.5的变径接头进行连接。对钻井作业中对井控，活塞式变比压力传感器9安装于井控管汇的液力端缸盖8上，与节流管汇控制箱配套使用，它能够将套管、立管中的泥浆压力值通过传输介质液压油传递到控制箱盘面上压力表11显示。该传感器为变比传感器，变比为1：4，即可将较高的泥浆压力转换为低压值显示。

对于本领域技术人员而言，显然能了解到上述具体事实例只是本实用新型的优选方案，因此本领域的技术人员对本实用新型中的某些部分所可能作出的改进、变动，体现的仍是本实用新型的原理，实现的仍是本实用新型的目的，均属于本实用新型所保护的范围。

Claims (6)

1.一种活塞式变比压力传感器，其特征在于，包括壳体(1)，所述壳体(1)腔体中空，且壳体(1)包括大径端和小径端；所述壳体(1)的小径端内设置有可移动的下活塞(2)，大径端内设置有可移动的上活塞(3)，大径端底部开设有排气孔(6)，所述上活塞(3)与壳体(1)内形成的腔体充满液压油；壳体(1)的大径端顶部设置有与腔体相连通的排空阀(5)和输出口(7)。

2.根据权利要求1所述的活塞式变比压力传感器，其特征在于，所述壳体(1)大径端通过上盖(4)密封压紧，排空阀(5)和输出口(7)设置于上盖(4)上。

3.根据权利要求2所述的活塞式变比压力传感器，其特征在于，所述上盖(4)通过螺钉与壳体(1)大径端固定。

4.根据权利要求1所述的活塞式变比压力传感器，其特征在于，所述上活塞(3)的下端平面(3-1)上开设有排气槽(3-2)。

5.根据权利要求4所述的活塞式变比压力传感器，其特征在于，所述排气槽(3-2)为两道成90°布置的排气槽。

6.根据权利要求1所述的活塞式变比压力传感器，其特征在于，所述下活塞(2)安装于小径端腔体中，并通过挡圈限位，下活塞(2)与小径端腔体径向之间留有运动间隙。