RU19303U1 - Датчик давления телеметрической системы с гидравлическим каналом связи - Google Patents

Abstract

ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ С ГИДРАВЛИЧЕСКИМ КАНАЛОМ СВЯЗИ

Полезная модель относится к измерительной технике, а именно - к датчикам высокого давления и может найти нрименение нри измерении давлений в нагнетательной линии насоса для приема сигнала со скважинного прибора забойных и навигационных комплексов, использующего для передачи гидравлический канал связи.

Задачами создания полезной модели являются повьппение точности, упрощение конструкции датчика и обеспечение возможности подключения второго датчика (манометра).

Решение указанных задач достигнуто за счет того, что у датчика давления, содержащего корпус и две пары тензорезисторов, выполняющих функции измерения давления и компенсации погрещности, вызванной изменением температуры, и включенные в мостовую схему, корпус вьшолнен цилиндрическим со сквозным отверстием, с обеих сторон имеет присоединительные резьбы, одна из которых выполнена наружной, а другая внутренней, причем тензорезисторы размещены на наружной поверхности цилиндрической части, пара тензорезисторов, выполняющих функцию измерения давления, установлена перпендикулярно оси.

Присоединительные резьбы выполнены одинаковыми. Корпус выполнен с фланцами, на которых; сцентрирован защитный кожух. Защитный кожух вьшолнен с буртом, упирающимся в верхний фланец. Тензорезисторы а парах размещены напротив друг друга.

Под нижним фланцем выполнена фрезеровка под ключ.

РЕФЕРАТ

Description

ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ С ГИДРАВЛИЧЕСКИМ КАИАЛОМ СВЯЗИ

Полезная модель относится к измерительной технике, а именно - к датчикам высокого давления и может найти нрименение нри измерении давлений в нагнетательной линии насоса для нриема сигнала со скважинного прибора, иснользующего для передачи гидравлический канал связи.

Известен датчик давления по А.С. СССР № 1545117, содержащий корпус, мембрану и балку, состоящую из двух частей, расположенных симметрично в разных плоскостях. На балке закреплены четыре тензорезистора, включенньгх в мостовую измерительную схему. Для компенсации погрещности вызванной изменением температуры, одна пара тензорезисторов, образующих смежные плечи моста, расположена на ближней к мембране поверхности балки по одну сторону, а друга пара тензорезисторов размещена с другой стороны. Толщины стенки под тензорезистрами рассчитываются по специальным формулам и корректируются в процессе настройки датчика.

Таким, образом этот датчик имеет сложную конструкцию и требует настройки перед работой.

Известен также датчик давления по А.С. СССР № 1737291, который содержит цилиндрический корпус и мембрану, вьшолненную заодно с корпусом.

На поверхности мембраны также установлены четыре тензодатчика, включенные в мостовую схему. В схеме применяются два типа тензорезисторов, температурные коэффициенты сопротивления и тензочувствительности одной пары отличаются не менее чем на порядок от аналогичных коэффициентов материала двух других смежных плеч.

Недостатки этого датчика: сложность конструкции и невозможность подключения дополнительного датчика давления или манометра к штуцеру, высокая погрешность при измерении

-- МПКЕ21В47/00 Задачами создания полезной модели являются повышение точности измерения,

упрощение конструкции датчика и обеспечение возможности подключения дополнительного датчика или манометра.

Решение указанных задач достигнуто за счет того, что у датчика давления, содержащего корпус и две пары тензорезисторов, выполняющих функции изменения и комненсации, корпус выполнен с цилиндрической частью, все тензо резисторы размещены на наружной поверхности цилиндррргеской части корпуса, причем пара тензорезисторов, выполняющих функцию измерения давления установлена перпепдикулярно оси. Корпус с обеих сторон имеет присоедините. резьбы, одна из которых вьшолнена наружной, а другая - внутренней. Тензорезисторы размещены напротив друг друга. Корпус выполпен с фланцами, на которых сцентрирован защитный кожух, предохраняющий тензорезисторы от повреждений и воздействия внешних атмосферных условий, при этом верхний фланец выполнен с отверстиями под винты крепления затцитного кожуха. Защитный кожух имеет бурт, упирающийся в флапец с отверстиями.

Проведенные натентные исследования показали, что предложенное техническое решение обладает новизной и промьппленной применимостью, т.е. удовлетворяет критериям полезной модели.

Сущность полезной модели поясняется на чертежах фиг. 1 - 3, где:

на фиг. 1 приведена схема установки датчика давления,

на фиг. 2 приведена конструктивная схема датчика давления,

на фиг. 3 - вариант установки пары тензорезисторов, выполняющих функцию измерения давления.

Датчик давления 1 стоит в нагнетательной линии 2 насоса 3. К датчику 1 может быть подключен дополнительный, дублирующий показания датчик или манометр 4. Буровой раствор через колонну бурильньгх труб 5 и скважинный прибор 6 телеметрической системы с гидравлическим каналом связи подается на забойный двигатель 7 и долото 8. Датчик давления 1 соединен электрическими связями с преобразователем 9.

персональным компьютером 10 и печатающим устройством 11.

Датчик давления (фиг. 2) состоит из корпуса 12, содержащего цилиндрическую часть 13, верхнего 14 и нижнего 15 фланцев, причем верхний фланец 14 имеет резьбовые отверстия 16. Корпус 12 имеет сквозное отверстие 17. На наружной поверхности цилиндрической части корпуса 13 расположены две пары тензорезисторов. Первая пара тензорезисторов R1 и R2 выполняет функции измерения, другая пара тензорезисторов КЗи R4 предназначена для компенсации погрешности, вызванной изменением температуры. Корпус 12 датчика давления 1 содержит с обеих сторон нрисоединительные резьбы 18 и 19. Присоединительная резьба 18 вьшолнена внутренней, а присоединительная резьба 19 наружной. Присоединительные резьбы 18 и 19 предпочтительно выполнить одинаковыми для установки датчиков одинаковой конструкции При работе скважинного прибора тензорезисторы R1 R2 и R3 и R4 размещены напротив друг друга.

Па фланцах корпуса 14 и 15 сцентрирован защитный кожух 20. Защитный кожух 20 вынолнен с буртом 21, упирающимся в фланец 15 с отверстиями 16, в которые ввинчиваются винты крепления 22.

Все тензорезисторы R1...R4 вкдпочены в мостовую схему (фиг. 2), нричем одна нара тензорезисторов R3 и R4 предпазначена для компенсации погрешности, вызванной изменением темнературы. Пара тензорезисторов R1 и R2, выполняющая функции измерения давления установлена перпендикулярно оси и может быть установлена в углублениях 23 (фиг. 3)

При работе скважинного нрибора 6 телеметрической системы с гидравлическим каналом связи возбуждаются ноложительные импульсы давления, несущие информацию об измеряемьгх нараметрах, которые регистрируются датчиком давления 12.

Воздействие изменения температуры на тензорезисторы R1 и R2 комненсируется тензорезисторами Ю и R4. Этот процесс осуществляется гораздо точнее, чем у прототипа, т.к. работа с предложенным датчиком не требует его предварительной настройки и доработки. Строго симметричное расположение четырех тензорезисторов тоже повьппает точность измерения. Наличие дополнительного датчика или манометра 4 повышает надежность системы измерения. Параллельное включение и осреднение результатов повышает точность измерения давления. Сигнал с датчика давления 1 поступает на нреобразователь 9 и далее на персональный компьютер 10, где полученная информация обрабатывается и выводится в удобной для оператора форме на монитор и при необходимости выводится на печатающее устройство 11 (Фиг. 1) Применение полезной модели позволило:

1.Обеспечить регистрацию пульсаций давления в нагнетательной линии при измерении сигнала со скважинного прибора, использующего для передачи гидравлический канал связи.

2.Повысить точность измерения за счет схемы расположения тензорезисторов.

3.Упростить конструкцию датчика, выполнив его из одной простой по форме и технологичной детали.

4.Обеспечить подключение второго датчика или манометра для контроля.

5.Обеспечить защиту тензорезисторов от воздействия внешней среды за счет применения защитного кожуха.

Авторы: 04.2001 г.

Григашкин Г. А. Варламов С. Е.

Claims (6)

1. Датчик давления телеметрической системы с гидравлическим каналом связи, содержащий корпус и две пары тензорезисторов, выполняющих функции измерения давления и компенсации погрешности, вызванной изменением температуры, и включенные в мостовую схему, отличающийся тем, что корпус выполнен цилиндрическим, со сквозным отверстием, с обеих сторон имеет присоединительные резьбы, одна из которых выполнена наружной, а другая внутренней, причем тензорезисторы размещены на наружной поверхности цилиндрической части, пара тензорезисторов, выполняющих функцию измерения давления установлена перпендикулярно оси.

2. Датчик давления по п.1, отличающийся тем, что присоединительные резьбы выполнены одинаковыми.

3. Датчик давления по п.1 или 2, отличающийся тем, что корпус выполнен с фланцами, на которых сцентрирован защитный кожух, при этом верхний фланец выполнен с резьбовыми отверстиями под винты, которыми крепится защитный кожух.

4. Датчик давления по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что защитный кожух выполнен с буртом, упирающимся в верхний фланец.

5. Датчик давления по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что тензорезисторы в парах размещены напротив друг друга.

6. Датчик давления по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что под нижним фланцем корпуса выполнена фрезеровка под ключ.