CN108756861B - 一种井下测温测压装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及油田井下参数测量装置技术领域,具体涉及一种井下测温测压装置。其包括:两端连通且内部中空的保护器外壳,所述保护器外壳两端分别连接井下的螺杆泵和电机;一端开孔并安装于保护器外壳内部的胶囊,所述胶囊与电机内部连通;固定于电机下部的传感器模块。所述保护器外壳与胶囊间的空隙形成用于容纳井液的第一腔体,所述胶囊内部到传感器模块上部的连通通道形成第二腔体,且传感器模块连通第二腔体,在所述第二腔体中注有绝缘液体。所述胶囊不易老化和松动,从而防止井液和绝缘液体的泄漏,有效防止泄漏造成的各感应器堵塞和腐蚀导致的感应器故障;胶囊相比于橡胶垫能保持更久的弹性和敏感度,有效避免长期使用造成的测量精度降低。
Description
技术领域
本发明涉及油田井下参数测量装置技术领域,具体涉及一种井下测温测压装置。
背景技术
在螺杆泵井下采油***中,需要对井下的压力和温度进行实时监测从而保证油井的安全生产。现有的测温测压装置的工作原理为:使用平面状橡胶垫隔离井液和传感器,且传感器直接接触橡胶垫,井液的压力变化会使橡胶垫形变从而挤压压力传感器测量压力。但是,上述测温测压装置存在以下技术缺陷:橡胶垫随井液压力变化产生形变,长期使用后,极易造成橡胶垫破裂,且平面状的橡胶垫在长期形变过程中,与侧壁的连接容易松动,以上原因都极容易导致井液泄漏,井液泄漏后导致传感器的感应端堵塞和腐蚀,导致感应器故障。
发明内容
本发明所要解决的技术问题为:提供一种井下测温测压装置,其可解决现有技术中使用平面橡胶垫造成的长期使用后橡胶垫破裂或链接松动,从而导致的井液泄漏问题,从而防止井液泄漏造成感应器堵塞和腐蚀导致的感应器故障。
为解决上述技术问题所采用的技术方案是:
一种井下测温测压装置,包括:
两端连通且内部中空的保护器外壳,所述保护器外壳两端分别连接井下的螺杆泵和电机;
一端开孔并安装于保护器外壳内部的胶囊,所述胶囊与电机内部连通;
固定于电机下部的传感器模块,
所述保护器外壳与胶囊间的空隙形成第一腔体,所述胶囊内部到传感器模块上部的连通通道形成第二腔体,且传感器模块连通第二腔体,在所述第二腔体中注有绝缘液体,井液进入第一腔体,第一腔体中的井液通过胶囊的弹性作用,使第二腔体中的绝缘液体压力等于第一腔体中的井液压力,传感器模块测量绝缘液体压力来表征井液压力,同时,所述传感器模块可测量其外部井液的温度参数。
在一种优选的实施方式中,所述胶囊的材料为氟橡胶。
在一种优选的实施方式中,所述保护器外壳通过第一接头与螺杆泵连接,保护器外壳通过第二接头与电机连接,且所述第一接头具有沿轴向贯穿其内部的第一通孔,在第一接头径向方向上具有连通外部井液的进液孔,所述进液孔连通第一通孔,第二接头具有贯穿其内部的第二通孔,所述第二通孔连通电机内部,所述胶囊的开口连接于第二通孔上。
在一种优选的实施方式中,所述绝缘液体为变压器油。
在一种优选的实施方式中,所述传感器模块通过转接法兰与电机连接,所述转接法兰具有第三通孔用于连通电机内部和传感器模块。
在一种优选的实施方式中,所述转接法兰上具有注液孔和泄液孔,所述注液孔用于注入绝缘液体,所述泄液孔用于放出绝缘液体。
在一种优选的实施方式中,所述传感器模块包括传感器外壳、第一密封接头、第二密封接头、压力传感器和温度传感器,所述第一密封接头连接转接法兰和传感器外壳,在传感器外壳下端连接有第二密封接头,在第一密封接头中固定有压力传感器,所述压力传感器与第二腔体连通,在传感器外壳中固定有固定座,在所述固定座上安装有电路板和温度传感器,且所述温度传感器的感应端抵接固定座,所述压力传感器和温度传感器连接电路板,所述传感器外壳与其外部的井液进行热传递,并将温度传导至固定座上,从而使固定座温度等于井液温度。
在一种优选的实施方式中,所述第一密封接头在沿轴线方向上安装有第一密封圈,所述第二密封接头在沿轴线方向上安装有第二密封圈,所述第一密封圈和第二密封圈均抵住传感器外壳内侧。
在一种优选的实施方式中,所述第一密封接头具有进液通道,所述进液通道用于连通第二腔体和压力传感器的感应端。
在一种优选的实施方式中,在所述第一密封接头中具有贯穿其内部的线缆通道,在所述线缆通道靠近第二腔体的一端固定有连接器,在连接器两端连接有UVW电缆,所述UVW电缆穿过线缆通道连接电路板以实现信号和电力的传输,所述电路板与压力传感器、温度传感器电连接。
本发明的有益效果是:通过在保护器外壳内装入胶囊,保护器外壳与胶囊间的空隙形成第一腔体,所述胶囊内部到传感器模块上部的连通通道形成第二腔体,井液进入第一腔体中,且在第二腔体中注入绝缘液体,从而完全改变现有技术中使用平面橡胶垫直接测量井液参数的结构,利用胶囊对井液和绝缘液体的平衡作用,使绝缘液体的压力与井液相同,通过传感器模块间接测量绝缘液体的参数从而用于表征井液的压力,由于胶囊的面积远大于橡胶垫,因此,相对形变量较小,在长期使用中,胶囊不易老化和松动,从而防止井液和绝缘液体的泄漏,有效防止泄漏造成的各感应器堵塞和腐蚀导致的感应器故障。
附图说明
图1是本发明所述测温测压装置的***图;
图2是本发明所述测温测压装置的剖面图;
图3是本发明所述测温测压装置在第二密封接头处的局部放大图。
图中各附图标记为:1:保护器外壳,11:第一接头,111:第一通孔,112:进液孔,12:第二接头,121:第二通孔,2:胶囊,3:电机,41:转接法兰,42:连接器,431:第一密封接头,4311:进液通道,4312:线缆通道,432:第一密封圈,44:压力传感器,45:电路板,46:传感器外壳,471:第二密封接头,472:第二密封圈,48:温度传感器,5:第一腔体,6:第二腔体,7:绝缘液体。
具体实施方式
下面结合各附图,对本发明做详细描述。
结合图1和图2,本发明所述的井下测温测压装置包括保护器外壳1、安装于保护器外壳1内部的胶囊2以及与胶囊2连通的传感器模块。其中,保护器外壳1通过第一接头11与井下螺杆泵连接,且在相对于第一接头11的另一端的保护器外壳1上连接有第二接头12。所述第一接头11具有贯穿其内部的第一通孔111,且第一通孔111沿第一接头11的轴线方向,同时,在沿第一接头11径向上的具有进液孔112,且第一通孔111和进液孔112连通,并在第二接头12的第二通孔121上具有胶囊2,且第二通孔121连通电机3内部贯穿空间。优选的,胶囊2材料为氟橡胶,上述材料具有优异的耐油性和耐腐蚀性,可避免长期使用遭到油液腐蚀,同时也具有良好的气密性及优良的粘结性能,可保证胶囊2与第二通孔121的连接处的密闭性稳定且不易泄漏。电机3下部通过转接法兰41连接传感器模块,所述传感器模块包括第一密封接头431、传感器外壳46、第二密封接头471、压力传感器44、温度传感器48和电路板45。所述传感器外壳46中固定有固定座,在所述固定座上固定有电路板45和温度传感器48。第一密封接头431通过其外螺纹分别连接转接法兰41和传感器外壳46,并在与传感器外壳46连接的一端螺纹上套有第一密封圈432来实现多级密封,阻止井液进入传感器模块,且第一密封圈432为包括第一橡胶圈、第二橡胶圈和第三橡胶圈的三级密封结构。在传感器外壳46下部螺纹连接有第二密封接头471,且同样在第二密封接头471与传感器外壳46间安装有第二密封圈472,所述第二密封圈472为包括第一橡胶圈、第二橡胶圈和第三橡胶圈的三级密封结构。以上,使用第一密封接头431配合第一密封圈432,以及第二密封接头471配合第二密封圈472实现多级密封,极大提高***的防泄漏能力。为实现测温测压功能、供电和信号传输,需要在第一密封接头431上开设有进液通道4311和线缆通道4312,其中,进液通道4311连通压力传感器44的感应头,电路板45安装于传感器外壳46中,温度传感器48固定于电路板45的支架上,且温度传感器48的感应头抵接固定座。在线缆通道4312上安装有连接器42,所述连接器42两端均连接有UVW电缆(图中未示出),所述UVW电缆穿过线缆通道4312连接电路板45,且另一端的UVW电缆连接供电和信号接收设备(图中未示出)。
结合图2和图3本发明所述的测温测压装置工作原理为:所述第一通孔111、保护器外壳1内部与胶囊2之间的空隙构成第一腔体5;所述胶囊2内部、第二通孔121、电机3内部和转接法兰41内部通孔共同构成第二腔体6。由于螺杆泵吸入口连通第一通孔111,且进液孔112连通外部井液,因此,井液通过第一通孔111和进液孔112进入第一腔体5;同时,在第二腔体6中由注液孔注满绝缘液体7,优选的,使用变压器油作为绝缘液体7,绝缘液体7可通过进液通道4311接触压力传感器44的感应头。当第一腔体5中的井液通过胶囊2的弹性作用与绝缘液体7的压力平衡后,井液压力等于绝缘液体7压力,此时,压力传感器44可通过测量绝缘液体7的压力来表征油液压力。由于在装置外部的环空间隙中充满井液,且传感器外壳46导热,因此,井液温度通过传感器外壳46传至电路板45的固定座上,由于温度传感器48固定于电路板45的固定座上,因此,温度传感器48可通过测量电路板45的固定座温度来表征井液温度。压力传感器44和温度传感器48将参数信号传递至电路板45,电路板45通过UVW电缆将信号传输至地面显示设备,从而实现井液的压力和温度实时测量。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此即限制本发明的专利保护范围,凡是运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种井下测温测压装置,其特征在于,包括:
两端连通且内部中空的保护器外壳,所述保护器外壳两端分别连接井下的螺杆泵和电机;
一端开孔并安装于保护器外壳内部的胶囊,所述胶囊与电机内部连通;
固定于电机下部的传感器模块,
所述保护器外壳与胶囊间的空隙形成第一腔体,所述胶囊内部到传感器模块上部的连通通道形成第二腔体,且传感器模块连通第二腔体,在所述第二腔体中注有绝缘液体,井液进入第一腔体,第一腔体中的井液通过胶囊的弹性作用,使第二腔体中的绝缘液体压力等于第一腔体中的井液压力,传感器模块测量绝缘液体压力来表征井液压力,同时,所述传感器模块可测量其外部井液的温度参数;
所述保护器外壳通过第一接头与螺杆泵连接,保护器外壳通过第二接头与电机连接,且所述第一接头具有沿轴向贯穿其内部的第一通孔,在第一接头径向方向上具有连通外部井液的进液孔,所述进液孔连通第一通孔,第二接头具有贯穿其内部的第二通孔,所述第二通孔连通电机内部,所述胶囊的开口连接于第二通孔上。
2.如权利要求1所述的一种井下测温测压装置,其特征在于,所述胶囊的材料为氟橡胶。
3.如权利要求1所述的一种井下测温测压装置,其特征在于,所述绝缘液体为变压器油。
4.如权利要求1所述的一种井下测温测压装置,其特征在于,所述传感器模块通过转接法兰与电机连接,所述转接法兰具有第三通孔用于连通电机内部和传感器模块。
5.如权利要求4所述的一种井下测温测压装置,其特征在于,所述转接法兰上具有注液孔和泄液孔,所述注液孔用于注入绝缘液体,所述泄液孔用于放出绝缘液体。
6.如权利要求4所述的一种井下测温测压装置,其特征在于,所述传感器模块包括传感器外壳、第一密封接头、第二密封接头、压力传感器和温度传感器,所述第一密封接头连接转接法兰和传感器外壳,在传感器外壳下端连接有第二密封接头,在第一密封接头中固定有压力传感器,所述压力传感器与第二腔体连通,在传感器外壳中固定有固定座,在所述固定座上安装有电路板和温度传感器,且所述温度传感器的感应端抵接固定座,所述压力传感器和温度传感器连接电路板,所述传感器外壳与其外部的井液进行热传递,并将温度传导至固定座上,从而使固定座温度等于井液温度。
7.如权利要求6所述的一种井下测温测压装置,其特征在于,所述第一密封接头在沿轴线方向上安装有第一密封圈,所述第二密封接头在沿轴线方向上安装有第二密封圈,所述第一密封圈和第二密封圈均抵住传感器外壳内侧。
8.如权利要求6所述的一种井下测温测压装置,其特征在于,所述第一密封接头具有进液通道,所述进液通道用于连通第二腔体和压力传感器的感应端。
9.如权利要求6所述的一种井下测温测压装置,其特征在于,在所述第一密封接头中具有贯穿其内部的线缆通道,在所述线缆通道靠近第二腔体的一端固定有连接器,在连接器两端连接有UVW电缆,所述UVW电缆穿过线缆通道连接电路板以实现信号和电力的传输,所述电路板与压力传感器、温度传感器电连接。
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