本發(fā)明創(chuàng)造屬于傳感器領域,尤其是涉及一種石油鉆井勘探泥漿錄井傳感器。
背景技術:
傳感器作為綜合錄井儀的最基礎部分,其工作性能、安裝環(huán)境直接影響著錄井質(zhì)量。目前,主要有絞車傳感器、大鉤負荷傳感器、轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速傳感器、轉(zhuǎn)盤扭矩傳感器、立管壓力傳感器、套管壓力傳感器、鉆井液密度傳感器、鉆井液溫度傳感器等13種錄井傳感器,一般的錄井傳感器大多采用獨立方式進行測量,造成錄井施工現(xiàn)場線路架設困難,施工效率低等弊端。錄井施工現(xiàn)場,需要在出入口處分別安裝鉆井液密度傳感器、鉆井液溫度傳感器、鉆井液電導率三種傳感器,這三種傳感器的獨立安裝,造成架設線路冗雜、安裝過程重復、施工周期加長等不便,同時由于安裝位置有限,同時要避開泥漿罐內(nèi)攪拌器等其他設備,也為設備安裝上造成一定困難。
技術實現(xiàn)要素:
本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種結構設計合理、功能豐富、安裝簡便、可測估多種物理量的集成化傳感器。
本實用新型提供的集成化傳感器包括:
變送器、支架、密度壓力傳感裝置、電導率探頭、溫度探頭。變送器與支架上部頂端固定連接,支架內(nèi)部設有容納腔,密度壓力傳感裝置、電導率探頭、溫度探頭均通過容納腔內(nèi)的連接線與變送器相連,密度壓力傳感裝置、電導率探頭、溫度探頭均位于支架上。
所述的變送器包括至少三個變送器分電路板,分別采集密度壓力傳感裝置、電導率探頭、溫度探頭數(shù)據(jù)并輸出4~20mA信號。
所述的密度壓力傳感裝置包括密度上膜片和密度下膜片。密度上膜片位于所述支架下部,密度下膜片位于支架下部底端,密度上膜片和密度下膜片具有固定間距。
所述的密度壓力傳感裝置采用金屬電容式壓力傳感器芯體,并且在芯體中設有溫度二極管,提供實時溫度參數(shù)。
本實用新型有益效果:本實用新型結構合理,功能豐富,將密度、電導率和溫度傳感器測估功能集成,共用同一變送器,形成一個可同時測量多個物理量的多功能傳感器,整體只相當一個密度傳感器的體積,使傳感器安裝工作得到進一步簡化,解決了安裝過程重復,架設線路冗雜,維護成本高等問題。
附圖說明
圖1為本實用新型所述的結構示意圖
具體實施方式
如圖1所示,本實用新型所提供的錄井集成化傳感器包括:變送器1、支架2、密度壓力傳感裝置3、電導率探頭4、溫度探頭5。變送器1與支架2上部頂端固定連接,支架內(nèi)部2設有容納腔,密度壓力傳感裝置3、電導率探頭4、溫度探頭5均通過容納腔內(nèi)的連接線與變送器1相連,密度壓力傳感裝置3、電導率探頭4、溫度探頭5均位于支架上。所述的密度壓力傳感裝置3包括密度上膜片6和密度下膜片7。密度上膜片6位于所述支架2下部,密度下膜片7位于支架2下部底端,密度上膜片6和密度下膜片7具有固定間距。
本實用新型工作過程及原理:浸入鉆井液中,鉆井液必須浸沒密度上膜片6。由于密度上膜片6和密度下膜片7之間為固定間距,所承受的壓強差只與鉆井液密度成比,密度上膜片6和密度下膜片7所引起的位移表現(xiàn)為差壓信號,轉(zhuǎn)化為兩電容極板之間的電容差,再由變送器1轉(zhuǎn)換成4~20mA的鉆井液密度信號輸出。電導率探頭4浸入鉆井液中,在電導率探頭4的原級線圈中通過20KHz的交流信號,在呈現(xiàn)閉合狀態(tài)的鉆井液中產(chǎn)生感應電流,再感應到電導率探頭4的負級線圈,負極線圈所接收信號與鉆井液的電導率成正比,負極線圈接收的信號送往變送器1,變送器1對該信號進行溫度補償、整形、放大后輸出為4~20mA的鉆井液電導率直流信號。溫度探頭5為一只鉑熱電阻,鉆井液的溫度為0℃時,鉑熱電阻為100Ω,鉆井液的溫度為100℃時,鉑熱電阻為138.5Ω,鉑熱電阻阻值直接反應鉆井液溫度,將鉑熱電阻阻值送往變送器1,經(jīng)整形、放大后輸出為4~20mA的鉆井液溫度直流信號。
變送器1包括至少三個變送器分電路板,分別采集密度壓力傳感裝置3、電導率探頭4、溫度探頭5數(shù)據(jù)并輸出4~20mA信號。
密度壓力傳感裝置3采用金屬電容式壓力傳感器芯體,采用了定制化無氧燒結爐,芯體中的充油管與玻璃燒結時跟大氣隔離,使充油管中不產(chǎn)生氧化層,避免了因氧化物而產(chǎn)生的所述芯體中心膜片與電容極板之間的短路現(xiàn)象,在密閉腔里集成了溫度二極管,該溫度二極管為后級數(shù)字補償電路提供了實時溫度參數(shù),因此可以精確地溫度補償,從而提高測量精度。
電導率探頭4采用CLS50測量環(huán)形電導率探頭,測量范圍100~2000mS/cm。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已,并不用以限制本實用新型,凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。