CN216484851U - 一种用于监测井下环境的传感器组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于监测井下环境的传感器组件，包括套管以及设置于套管内的传感器探头，所述套管包括外管以及内管，所述外管与所述内管均为两端开口的直管，所述内管同心套装于外管内侧，并在外管与内管之间设置有环形夹层空间，所述环形夹层空间的两侧开放并与外部空间连通；所述内管的管段上设置有缓冲腔以及检测腔，所述缓冲腔在外侧与所述环形夹层空间连通，所述传感器探头设置于所述检测腔的侧壁上以对检测腔中的气体进行检测。本实用新型温度控制精度高，智能化操控，能够实现实时生效，具有记忆储存功能，性能稳定，同时降低了经常费用成本。

Description

一种用于监测井下环境的传感器组件

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，具体涉及一种用于监测井下环境的传感器组件。

背景技术

井下环境作为一种特殊的作业环境，其存在的粉尘、噪声、振动、高温、高湿等不良因素，不仅对作业工人的身心伤害较大，且对井下设备正常运行也有一定的阻碍和不良影响，为保证井下作业的高效正常运行，作业方或者施工方通常会根据特定的井下环境和位置特点对某些特定的数据参数进行收集和日常监测。

目前，对于井下环境的日常监测主要依靠人工日常巡检，其工作量大且无法实现不间断地连续数据获取，可靠性较低，也无法实现对井下环境的全区域、全过程监控，且过程反馈较慢，直接影响了问题的分析和决策的制定；基于人工巡检的上述缺陷，有在特定的位点进行利用传感器进行实时连续监测的，但由于井下环境的复杂性，传感器（特别是气体传感器）在井下的使用容易被干扰，容易出现数值突变的情况，导致出现误报和错报的情况，且容易因为井下光线不足的情况下而容易被磕碰或者撞击，导致相关传感器的寿命通常较短，使其丧失使用效果而遗漏某些重要区域造成灾害隐患。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题在于提供一种用于监测井下环境的传感器组件，专用于设置井下用的气体传感器，其能对传感器部件的检测头进行保护，并优化检测头的检测环境，以解决上述技术背景中的缺陷。

本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种用于监测井下环境的传感器组件，包括套管以及设置于套管内的传感器探头，所述套管包括外管以及内管，所述外管与所述内管均为两端开口的直管，所述内管同心套装于外管内侧，并在外管与内管之间设置有环形夹层空间，所述环形夹层空间的两侧开放并与外部空间连通；所述内管的管段上设置有缓冲腔以及检测腔，所述缓冲腔在外侧与所述环形夹层空间连通，所述传感器探头设置于所述检测腔的侧壁上以对检测腔中的气体进行检测。

作为进一步限定，所述外管以及所述内管均为耐腐蚀金属管，优选为镀锌钢管或者不锈钢管。

作为进一步限定，所述传感器探头所对应的传感器为气敏传感器，优选为氧气浓度传感器、一氧化碳浓度传感器、硫化氢浓度传感器、甲烷或其它易燃易爆气体浓度传感器的组合。

作为进一步限定，所述缓冲腔在朝向检测腔一侧的腔口大于背向检测腔一侧的腔口。

作为进一步限定，所述缓冲腔有两个，分别设置于所述检测腔的两侧。

作为进一步限定，所述套管在一侧设置有将外部气体引入套管内的轴流风机，该轴流风机在套管内引动的风速为0.5~2m/s。

作为进一步限定，所述套管上设置有出线管，所述出线管用于将所述传感器探头的连接线接出。

作为进一步限定，所述套管上设置有用于将套管固定于井下特定位置的安装支架。

有益效果：本实用新型一种用于监测井下环境的传感器组件利用管结构的在井下环境中建立一个单独的气体监测空间，这个气体监测空间与外部保持连通和气体交换，且与井下的环境气体基本保持一致，并通过缓冲腔的设置减少检测腔内的环境干扰，使得监测结果趋于稳定和准确；另外，这个气体监测空间还能对传感器探头进行物理和化学防护，延长相关传感器组件在井下环境中的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的较佳实施例的结构示意图。

图2为图1中左端盖的内侧端面示意图。

其中：1、左端盖；2、旋接螺纹面；3、外管；4、内管；5、左侧缓冲腔；6、环形夹层空间；7、检测腔；8、封装胶；9、右侧缓冲腔；10、右端盖；11、装配板；12、膨胀螺栓装配孔；13、出线管；14、传感器探头总线；15、内管连通孔；16、环形夹层空间连通孔；17、星形连杆；20、传感器探头组。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

参见图1、图2的一种用于监测井下环境的传感器组件的较佳实施例，在本实施例中，用于监测井下环境的传感器组件的主体为套管，该套管包括同心套装的外管3以及内管4，其外管3为镀锌钢管直管，并在外管面上涂装有防腐漆作为保护；而内管4为独立成型的变径管，其成型材质同样为镀锌钢；而由于外管3与内管4为同心套装，外管3与内管4之间还设置成型有环形夹层空间6，该环形夹层空间6为空心结构，井下空气以环形夹层空间6为第一空气流道，而内管4内侧则作为井下空气的第二空气流道。

在本实施例中，为了使得外管3与内管4保持同心套装状态，在套管的两侧分别设置有左端盖1以及右端盖10对外管3与内管4之间进行位置固定，其左端盖1的结构如图2所示，左端盖1内侧与内管4的管体固定，左端盖1上还具有环形外边，该环形外边与外管3相匹配并具有外翻边，并在外翻边位置设置有与外管3相匹配的旋接螺纹面2，环形外边与内管4的管体之间通过星形连杆17进行连接固定，并使得左端盖1上具有与第一空气流道相连的环形夹层空间连通孔16以及与第二空气流道相连的内管连通孔15。而右端盖10同样包括环形外边以及与左端盖1上星形连杆17相同的连杆结构，该环形外边与外管3相匹配并具有外翻边，但该外翻边上并未设置旋接螺纹面2，而是在右端盖10的中间位置设置有与内管4相匹配的能旋接套装在内管4上的旋装部。

在本实施例中，外管3本身具有一定的强度，可作为保护结构，同时，在外管3的管体上还成型有出线管13以及装配板11，其出线管13可以作为传感器探头组20连接线的出线结构，而装配板11包括左右两块，装配板11上设置有膨胀螺栓装配孔12，通过在井下特定位置嵌入膨胀螺纹管套，即可以装配板11作为安装支架，在膨胀螺栓装配孔12位置通过螺栓对套管进行位置固定。

而内管4上成型有两个变径的缓冲腔结构，即左侧缓冲腔5以及右侧缓冲腔9，同时在左侧缓冲腔5与右侧缓冲腔9之间设置有检测腔7，左侧缓冲腔5与右侧缓冲腔9结构一致，并在两个缓冲腔的外侧设置有与环形夹层空间6相连通的开口部。而左侧缓冲腔5与右侧缓冲腔9之间则设置有检测腔7，该检测腔7只在两侧通过内管4的管段与左侧缓冲腔5以及右侧缓冲腔9连通，且左侧缓冲腔5与右侧缓冲腔9在对应朝向检测腔7一侧的腔口大于背向检测腔7一侧的腔口；检测腔7的膨胀外凸部内通过封装胶8封装固定有传感器探头组20，这些传感器探头组20由多个气敏传感器组成，用于检测进入检测腔7中的气体成份，在本实施例中，传感器探头组20为氧气浓度传感器、一氧化碳浓度传感器、硫化氢浓度传感器、甲烷浓度传感器的组合。

本实施例的传感器组件在装配时，先将内管4通过左端盖1装入外管3中并旋紧，然后利用引线器将传感器探头组20的传感器探头总线14从出线管13引出，引出后在套管的另一侧对准内管4，将右端盖10旋装在内管4上旋装固定即完成套管的装配，然后利用装配板11以及膨胀螺纹将套管固定安装于井下的选定位置，再利用传感器探头总线14实现通讯连接以及电连接即完成整体装配。

本实施例的技术方案主要应用于有一定空气流通的井下作业空间，若井下作业空间中的空气流通状况较差，也可以在对应左端盖1或者右端盖10位置设置一个轴流风机，以将井下空气通过轴流风机引入套管内，但该轴流风机在套管内引动的风速应控制在0.5~2m/s的范围内，以防止检测腔7内空气流速过快而引发数值突变。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本实用新型而非意欲限制本实用新型的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本实用新型的技术内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于监测井下环境的传感器组件，其特征在于，包括套管以及设置于套管内的传感器探头，所述套管包括外管以及内管，所述外管与所述内管均为两端开口的直管，所述内管同心套装于外管内侧，并在外管与内管之间设置有环形夹层空间，所述环形夹层空间的两侧开放并与外部空间连通；所述内管的管段上设置有缓冲腔以及检测腔，所述缓冲腔在外侧与所述环形夹层空间连通，所述传感器探头设置于所述检测腔的侧壁上以对检测腔中的气体进行检测。

2.根据权利要求1所述的用于监测井下环境的传感器组件，其特征在于，所述外管以及所述内管均为具有较佳耐腐蚀性能的镀锌钢管或者不锈钢管。

3.根据权利要求1所述的用于监测井下环境的传感器组件，其特征在于，所述传感器探头所对应的传感器为气敏传感器。

4.根据权利要求3所述的用于监测井下环境的传感器组件，其特征在于，所述传感器探头为氧气浓度传感器、一氧化碳浓度传感器、硫化氢浓度传感器、甲烷浓度传感器的组合。

5.根据权利要求1所述的用于监测井下环境的传感器组件，其特征在于，所述缓冲腔在朝向检测腔一侧的腔口大于背向检测腔一侧的腔口。

6.根据权利要求1所述的用于监测井下环境的传感器组件，其特征在于，所述缓冲腔有两个，分别设置于所述检测腔的两侧。

7.根据权利要求1所述的用于监测井下环境的传感器组件，其特征在于，所述套管在一侧设置有将外部气体引入套管内的轴流风机，该轴流风机在套管内引动的风速为0.5～2m/s。

8.根据权利要求1所述的用于监测井下环境的传感器组件，其特征在于，套管上还设置有出线管，所述出线管用于将所述传感器探头的连接线接出。

9.根据权利要求1所述的用于监测井下环境的传感器组件，其特征在于，所述套管上设置有用于将套管固定于井下特定位置的安装支架。

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