CN103939087A - 一种测井密度传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于测量仪器，具体涉及一种用于石油钻井中测量井下液体密度的测井密度传感器，该传感器与变送器配合，组成测量密度的专门测井仪器，该传感器包括一对用于流体流入流出的高压接头，铂电阻温度传感器，固定压块，外壳，测量管，第一检测器、第二检测器，激振器，固定压板和定位环。本发明的有益效果是：由于采用上述技术方案，采用整体加工的圆筒外壳，固定压块，固定压板和两个定位环等，简化了结构，提高了整体刚性，更加便于安装、调试和维修。经试验该传感器测量结果稳定，重复性和线性好，经温度补偿后的准确度较高。彻底解决了现有测井仪器采用放射源测量密度时使用不方便和维护保养困难的问题。
Description
技术领域
本发明属于测量仪器，具体涉及一种用于石油钻井中测量井下液体密度的传感器，该传感器与变送器配合，组成测量密度的专门测井仪器。
背景技术
由于石油钻井的特殊工况，要求测井仪器体积小（直径不能大于钻井井眼），环境条件恶劣（温度最高180℃，压力最大160Mpa），测量精度要求高。很多专利及目前使用的测井密度仪器，多数是利用放射源的射线穿透被测介质，通过探测器检测计算。现有的测井技术及专利存在着测量不准确、使用不方便和维护保养困难等问题。
专利号201210286433.9，名称为一种测井密度计，虽然很好地解决了这些问题。但是该发明中的传感器（一次表）因结构设计成封闭圆筒，制造加工和组装、调试比较困难。重复性和稳定性较差。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种针对传感器（一次表）存在的结构问题，依据测量振动频率解算出密度的原理，在结构上做出重大改进，更加适合加工制造和组装、调试，使密度测量更稳定，重复性和稳定性都得到了改善的测井密度传感器。
本发明的技术方案是：一种测井密度传感器，该传感器包括一对用于流体流入流出的高压接头，铂电阻温度传感器，固定压块，外壳，测量管，第一检测器、第二检测器，激振器，固定压板和定位环；其特征在于，
所述外壳由一根圆柱形耐腐蚀合金钢材整体加工而成，在圆柱形耐腐蚀合金钢材的外壳的中部开一深槽，所述深槽内部两端的对称位置设有凸起，所述高压接头设置在所述圆柱形耐腐蚀合金钢材的外壳的两端；
所述测量管采用一根无缝管冷弯成形，中间部位弯折呈椭圆形，中间不许间断焊接，并且在组装前打压到160Mpa并保压一段时间，使其变形稳定在工作状态，置于所述外壳的深槽内，通过定位环固定在凸起上，通过固定压块将测量管压紧固定，测量管的两端分别与安装在外壳两端的高压接头连接，所述铂电阻温度传感器安装在流体进入端的所述测量管的管体上，所述激振器、第一检测器和第二检测器通过支架安装所述测量管的中间位置的呈椭圆形的管体外壁上，通过固定压板压紧固定，所述激振器位于所述第一检测器和第二检测器之间。
进一步，所述固定压板的中心部位开一圆孔，用于观察所述激振器位于所述第一检测器和第二检测器安装的位置是否正确，在两端有四个较大的固定孔，便于所述激振器位于所述第一检测器和第二检测器的上下左右调整。
本发明的有益效果是：由于采用上述技术方案，采用整体加工的圆筒外壳，固定压块，固定压板和两个定位环等，简化了结构，提高了整体刚性，更加便于安装、调试和维修。经试验该传感器测量结果稳定，重复性和线性好，经温度补偿后的准确度较高。彻底解决了现有测井仪器采用放射源测量密度时使用不方便和维护保养困难的问题。
附图说明
图1为本发明一种测井密度传感器的剖视示意图。
图2为本发明一种测井密度传感器的右侧剖视示意图。
图3为本发明一种测井密度传感器的俯视示意图。
图中：
1.高压接头，2.铂电阻温度传感器，3.固定压块，4.外壳，5.测量管，6.第一检测器，7.激振器，8.固定压板，9.定位环，10.第二检测器，11.凸起，12，圆孔，13.固定孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
如图1-3所示，本发明一种测井密度传感器，该传感器包括一对用于流体流入流出的高压接头1，铂电阻温度传感器2，固定压块3，外壳4，测量管5，第一检测器6、第二检测器10，7激振器，固定压板8和定位环9；
所述外壳4由一根圆柱形耐腐蚀合金钢材整体加工而成，在圆柱形耐腐蚀合金钢材的外壳4的中部开一深槽，所述深槽内部两端的对称位置设有凸起11，所述高压接头1设置在所述圆柱形耐腐蚀合金钢材的外壳4的两端；
所述测量管5采用一根无缝管冷弯成形，中间部位弯折呈椭圆形，中间不许间断焊接，并且在组装前打压到160Mpa并保压一段时间，使其变形稳定在工作状态，将检测过的测量管5置于所述外壳4的深槽内，通过定位环9固定在凸起11上，通过固定压块3将测量管5压紧固定，测量管5的两端分别与安装在外壳4两端的高压接头1连接，所述铂电阻温度传感器2安装在流体进入端的所述测量管5的管体上，所述激振器7、第一检测器6和第二检测器10通过支架安装所述测量管5的中间位置的呈椭圆形的管体外壁上，通过固定压板8压紧固定，所述激振器7位于所述第一检测器6和第二检测器10之间。
所述固定压板8的中心部位开一圆孔12，用于观察所述激振器7、第一检测器6和第二检测器10安装的位置是否正确，在固定压板8的上面板两端设有的固定孔13，便于所述激振器、第一检测器6和第二检测器10的上下左右调整。
本发明的工作原理是：由二次表提供经选频后的正反馈激励信号，送到安装在测量管5中间的激振器7上，使测量管5产生自激振荡，被测量液体经过高压接头1流入测量管5内，从测量管5的另一端流出，第一检测器6和第二检测器10分别采集到振荡信号，并将采集到的信号输出，依据科里奥利（Coriolis）力原理，根据第一检测器6和第二检测器10输出信号的相位差，可以得到测量液体质量流量，根据测量管5振动的周期计算出密度，利用管道上粘贴的铂电阻温度传感器2测量温度。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (2)
1.一种测井密度传感器，该传感器包括一对用于流体流入流出的高压接头，铂电阻温度传感器，固定压块，外壳，测量管，第一检测器、第二检测器，激振器，固定压板和定位环；其特征在于，所述外壳由一根圆柱形耐腐蚀合金钢材整体加工而成，在圆柱形耐腐蚀合金钢材的外壳的中部开一深槽，所述深槽内部两端的对称位置设有凸起，所述高压接头设置在所述圆柱形耐腐蚀合金钢材的外壳的两端；
所述测量管采用一根无缝管冷弯成形，中间部位弯折呈椭圆形，中间不许间断焊接，并且在组装前打压到160Mpa并保压一段时间，使其变形稳定在工作状态，将测量管5置于所述外壳的深槽内，通过定位环固定在凸起上，通过固定压块将测量管压紧固定，测量管的两端分别与安装在外壳两端的高压接头连接，所述铂电阻温度传感器安装在流体进入端的所述测量管的管体上，所述激振器、第一检测器和第二检测器通过支架安装所述测量管的中间位置的呈椭圆形的管体外壁上，通过固定压板压紧固定，所述激振器位于所述第一检测器和第二检测器之间。
2.如权利要求1所述的一种测井密度传感器，其特征在于，所述固定压板的中心部位开一圆孔，用于观察所述激振器位于所述第一检测器和第二检测器安装的位置是否正确，在两端有四个较大的固定孔，便于所述激振器位于所述第一检测器和第二检测器的上下左右调整。
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