專利名稱：隔膜平衡式流體溫度傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
:本發(fā)明涉及一種油井溫度傳感器，尤其是一種隔膜平衡式流體溫度傳感器。
背景技術(shù)：
:當(dāng)原油開采遇到超深井、注蒸汽井、火驅(qū)井等熱采工藝時(shí)，井下溫度、壓力數(shù)據(jù)是針對(duì)性制定提高采收率工藝的最重要依據(jù)，至今無法實(shí)現(xiàn)同時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。目前國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的各種相關(guān)技術(shù)中，毛細(xì)管井下壓力測(cè)試技術(shù)只能獲取壓力數(shù)據(jù)；電子和光道纖維測(cè)試技術(shù)不能滿足耐熱要求，且存在信號(hào)漂移修補(bǔ)問題，不能真實(shí)反映井下溫壓值；真空保溫投擲式井下溫壓測(cè)試技術(shù)，不能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)且需要停產(chǎn)測(cè)試，石油行業(yè)亟需解決高溫高壓井井下溫度壓力無法實(shí)現(xiàn)同時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種成本低廉、使用效果明顯的隔膜平衡式流體溫度傳感器。其技術(shù)方案為:A限位體設(shè)置于金屬隔膜內(nèi)，金屬隔膜和B絕緣限位體設(shè)置在殼體內(nèi)，金屬隔膜與殼體及感溫囊(形成的密閉空間內(nèi)充滿感溫液，利用改變金屬隔膜兩側(cè)壓力平衡與失衡來促使金屬隔膜產(chǎn)生微變形，實(shí)現(xiàn)其與B絕緣限位體上的鍍膜觸點(diǎn)短路和斷開的方法做壓力平衡觸發(fā)信號(hào)，來捕捉平衡壓力值。A限位體和金屬隔膜都設(shè)置了相應(yīng)的防剪切厚度過渡圓弧A和圓弧B，A限位體和B絕緣限位體用于保護(hù)金屬隔膜免受壓力破壞。B絕緣限位體的端面及流體通道鍍有導(dǎo)電鍍膜，并與觸發(fā)導(dǎo)線連接螺孔形成導(dǎo)電體，其端部做鍍膜觸點(diǎn)。本發(fā)明屬于直接法平衡測(cè)感溫囊內(nèi)的感溫液膨脹壓力，免除轉(zhuǎn)換過程，不受環(huán)境干擾、不存在漂移等現(xiàn)象無需修正，測(cè)試結(jié)果直觀、精準(zhǔn)；本發(fā)明采用高強(qiáng)度、耐腐蝕、耐高溫材料制成，無電子元件，不需要任何保護(hù)措施，適用于特殊、腐蝕性環(huán)境測(cè)溫；本發(fā)明采用壓力平衡臨界點(diǎn)充放氣過程測(cè)平衡膨脹壓力折算出相應(yīng)溫度值，采樣速率高，適應(yīng)于動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)；本發(fā)明體積小便于安裝，出廠標(biāo)定設(shè)置完畢后無需現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，免維修，特別適用于油井等特殊環(huán)境進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)。


圖1為本發(fā)明具體實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明具體實(shí)施例A限位體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明具體實(shí)施例金屬隔膜節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明具體實(shí)施例B絕緣限位體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1、圖2、圖3、圖4所示，隔膜平衡式流體溫度傳感器，殼體I由兩段構(gòu)成，兩段設(shè)有毛細(xì)管毛細(xì)管快速接頭9的安裝螺孔，中部空腔內(nèi)依次安裝有B絕緣限位體5、金屬隔膜3，A限位體2設(shè)置在金屬隔膜3的管腔內(nèi)，金屬隔膜3的隔膜平面與B絕緣限位體5的鍍膜觸點(diǎn)4相對(duì)并留有特定微間隙，充氣毛細(xì)管6與毛細(xì)管快速接頭9連接，其內(nèi)部的同軸觸發(fā)導(dǎo)線7通過觸發(fā)導(dǎo)線連接螺孔8連接到鍍膜觸點(diǎn)4，殼體I以其內(nèi)扣與金屬隔膜3的外管扣連接并焊接，殼體I的另一端與感溫囊18以絲扣連接，金屬隔膜3與殼體I及感溫囊18形成的密閉空間內(nèi)充滿感溫液19。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)溫度升高引起感溫液19的膨脹壓力高于充氣端壓力時(shí)，金屬隔膜3發(fā)生微變形與鍍膜觸點(diǎn)4接觸，殼體I與觸發(fā)導(dǎo)線7短路，向充氣毛細(xì)管6壓入氮?dú)?，?dāng)充氣壓力與感溫液19的膨脹壓力達(dá)到平衡時(shí)，金屬隔膜3微變回位與鍍膜觸點(diǎn)4斷開，觸發(fā)導(dǎo)線7與金屬隔膜3及殼體I呈斷開狀態(tài)，利用金屬隔膜3與鍍膜觸點(diǎn)4的通斷做為平衡觸發(fā)信號(hào)，截取此時(shí)的充氣壓力值，完成測(cè)定被測(cè)介質(zhì)溫度過程。A限位體2的側(cè)面對(duì)稱設(shè)置有流體通道11，用于通過被測(cè)介質(zhì)，與金屬隔膜3的端面接觸位置設(shè)有相應(yīng)的防剪切過渡圓弧12，防剪切過渡圓弧12 —端面連接限位面10。金屬隔膜3設(shè)有隔膜外環(huán)13，其外壁設(shè)有與殼體I相應(yīng)的絲扣15用于二者連接，其內(nèi)部底端與金屬隔膜3連接處也設(shè)有與A限位體2相應(yīng)的防剪切圓弧14。B絕緣限位體5是由氧化鋯材料制成，其側(cè)面設(shè)有對(duì)稱的流體通道16用于氮?dú)鈱?dǎo)通，與金屬隔膜3的接觸面鍍有導(dǎo)電鍍膜17，并與觸發(fā)導(dǎo)線連接螺孔8呈電導(dǎo)通狀態(tài)，端面的鍍膜做為鍍膜觸點(diǎn)4。本發(fā)明采用特殊金屬材料制成中薄外厚的過渡性隔膜，這樣的結(jié)構(gòu)不會(huì)因隔膜受壓而剪切破碎，將隔膜設(shè)置在兩個(gè)相形限位體A、B之間，隔膜與A限位體及殼體保持良好的電導(dǎo)性，B絕緣限位體與隔膜及殼體良好的保持電絕緣狀態(tài)，金屬隔膜與殼體將A、B兩個(gè)限位體分隔在不同的流體腔內(nèi)，保持良好的密封性，限位體主要用于保護(hù)隔膜不被壓破。A限位體接觸感溫囊中的感溫液，將傳感器置入被測(cè)環(huán)境中，隔膜會(huì)因感溫液受熱膨脹而壓迫其緊貼在B絕緣限位體的接觸面上，這時(shí)隔膜與B絕緣限位體的觸點(diǎn)構(gòu)成短路電導(dǎo)通狀態(tài)，向B絕緣限位體端壓入氮?dú)?，?dāng)與感溫液膨脹壓力達(dá)到壓力平衡時(shí)，隔膜與B絕緣限位體的觸點(diǎn)斷開，B絕緣限位體與殼體電呈絕緣狀態(tài)，利用這種在壓力平衡點(diǎn)的通、斷關(guān)系，觸發(fā)控制系統(tǒng)記錄捕捉、顯示該平衡壓力值，將該壓力值按傳統(tǒng)指針壓力表的原理折算出相應(yīng)的溫度值，實(shí)現(xiàn)特殊環(huán)境的溫度監(jiān)測(cè)。其更精確的壓力值應(yīng)為:實(shí)際壓力Ps =顯示平衡壓力Px-標(biāo)定的該溫度環(huán)境隔膜啟動(dòng)壓力Pg+該溫壓環(huán)境的標(biāo)定氣柱壓力Pq。監(jiān)測(cè)速率取決于脈沖氮?dú)獾臎_壓速率。該壓力傳感器適應(yīng)溫度環(huán)境的能力，取決于隔膜材料的耐高溫機(jī)械性能；其測(cè)壓范圍取決于所用材料性能和設(shè)計(jì)規(guī)格，可以視環(huán)境而定。目前國(guó)內(nèi)外采用熱采工藝的油井實(shí)際溫度都在350°C左右，井下壓力一般不會(huì)超過lOOMPa，所以，該傳感器能充分地滿足現(xiàn)實(shí)需要。本發(fā)明配合隔膜平衡式高溫流體壓力傳感器，實(shí)現(xiàn)油井溫度壓力同時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理實(shí)用，不易損壞，提高了生產(chǎn)效率，降低了采油成本，適合普遍推廣使用。
權(quán)利要求
1.一種隔膜平衡式流體溫度傳感器，包括殼體(I)、A限位體(2)、金屬隔膜(3)、B絕緣限位體(5)和感溫囊(18)，其特征在于:所述A限位體⑵設(shè)置于金屬隔膜(3)內(nèi)，金屬隔膜⑶和B絕緣限位體(5)設(shè)置在殼體⑴內(nèi)，金屬隔膜(3)與殼體⑴及感溫囊(18)形成的密閉空間內(nèi)充滿感溫液(19)，利用改變金屬隔膜(3)兩側(cè)壓力平衡與失衡來促使金屬隔膜(3)產(chǎn)生微變形，實(shí)現(xiàn)其與B絕緣限位體(5)上的鍍膜觸點(diǎn)(4)短路和斷開的方法做壓力平衡觸發(fā)信號(hào)，來捕捉平衡壓力值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔膜平衡式流體溫度傳感器，其特征在于:所述A限位體(2)和金屬隔膜⑶都設(shè)置了相應(yīng)的防剪切厚度過渡圓弧A(12)和圓弧B(14)，A限位體⑵和B絕緣限位體(5)用于保護(hù)金屬隔膜(3)免受壓力破壞。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的隔膜平衡式流體溫度傳感器，其特征在于:所述B絕緣限位體(5)的端面及流體通道(16)鍍有導(dǎo)電鍍膜，并與觸發(fā)導(dǎo)線連接螺孔⑶形成導(dǎo)電體，其端部做鍍膜觸點(diǎn)(4)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種簡(jiǎn)單實(shí)用、效果明顯的隔膜平衡式流體溫度傳感器。其技術(shù)方案為A限位體(2)設(shè)置于金屬隔膜(3)內(nèi)，金屬隔膜(3)和B絕緣限位體(5)設(shè)置在殼體(1)內(nèi)，金屬隔膜(3)與殼體(1)及感溫囊(18)形成的密閉空間內(nèi)充滿感溫液(19)，利用改變金屬隔膜(3)兩側(cè)壓力平衡與失衡來促使金屬隔膜(3)產(chǎn)生微變形，實(shí)現(xiàn)其與B絕緣限位體(5)上的鍍膜觸點(diǎn)(4)短路和斷開的方法做壓力平衡觸發(fā)信號(hào)，來捕捉平衡壓力值。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理實(shí)用，不易損壞，提高了生產(chǎn)效率，降低了采油成本，適合普遍推廣使用。
文檔編號(hào)E21B47/07GK103161448SQ20131009026
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月13日
發(fā)明者李載敏, 藺愛國(guó), 王震鵬, 徐廣奎, 王?；?申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(華東)