CN215761650U - 无线数字化温度变送器装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及无线数字化温度变送器装置，包括防爆箱体和可拆卸连接在其底部的油井套管接头。防爆箱体包括：壳体，底部设有转接腔体，壳体内部设有隔板；第一端盖，呈“[”形，第一端盖与壳体的第一端、隔板围合形成第一腔体，第一腔体内安装有温度传感器数据处理总成；第二端盖，呈“]”形，第二端盖与壳体的第二端、隔板围合形成第二腔体，第二腔体内设有电池部；第一腔体与第二腔体通过导线管连接；防爆箱体的侧壁设有与无线传输模块连接的天线；温度传感器模块通过导线连接温度传感器探头，温度传感器探头通过伸出油井套管接头与油井管道液面接触。本申请结构简单，省去繁琐的布线工作，成本低，功耗小，广泛适用于油井工作。

Description

无线数字化温度变送器装置

技术领域

本申请涉及油井运行参数测量设备领域，尤其涉及一种无线数字化温度变送器装置。

背景技术

油井工作过程中井下信息的传输对石油资源的勘探与开发、探明油层的地质结构、测试油井的状态和保持对资源的可持续利用都有着重要的意义，是一种具有广阔应用前景的工作。

为及时准确地获知油气物料在运输过程中压力、温度等参数的变化情况，需要在管道井口处安装测量仪表，例如：温度变送器、压力变送器等。然而，目前油井专用的压力变送器、温度变送器大多都是通过数据线线路与外部通讯连接，现场维护和更新数据麻烦，所以提供一种可以快速方便完成现场维护和更新数据的采油井温度变送器是需要解决的问题。

实用新型内容

本申请要解决的技术问题是现阶段油井管道处的测量仪表管线复杂、施工周期长、现场维护和更新数据麻烦。

为解决上述技术问题，根据本申请的实施例，提供一种用于油井工作的无线数字化温度变送器装置，包括防爆箱体、油井套管接头盒导线管。防爆箱体包括：壳体，包括横向上的第一端和与第一端相对的第二端，底部设有转接腔体，壳体内部设有位于第一端和第二端之间的隔板；第一端盖，呈“[”形，第一端盖与壳体的第一端、隔板围合形成第一腔体，第一腔体内安装有中央处理器以及与中央处理器电连接的数据模拟采集模块、无线传输模块和温度传感器模块；第二端盖，呈“]”形，第二端盖与壳体的第二端、隔板围合形成其内设有电池部的第二腔体。油井套管接头，与防爆箱体的转接腔体可拆卸连接。导线管，设置为穿过隔板以连接第一腔体与第二腔体。其中，防爆箱体的侧壁设有与无线传输模块电连接的天线；其中，温度传感器模块通过容纳在导线管内的导线连接温度传感器探头，温度传感器探头通过伸出油井套管接头与油井管道液面接触。

根据本申请的实施例，无线传输模块可为Zigbee模块。

根据本申请的实施例，中央处理器可为微控制器单片机。

根据本申请的实施例，还包括设置在油井套管接头的转接腔体内与防爆箱体连接的缓冲部，缓冲部包括：限位件，第一端连接转接腔体上端面；伸缩件，第一端连接限位件的第二端，伸缩件的第二端连接温度传感器探头的一端。限位件可为限位堵头，伸缩件可为伸缩弹簧。

根据本申请的实施例，电池部安装有锂电池，锂电池与第二腔体的隔板内壁之间可设有密封条

根据本申请的实施例，天线外部设有天线保护套，天线保护套通过转接头与壳体连接。

根据本申请的实施例，温度传感器探头外部设有探头保护装置。

根据本申请的实施例，温度传感器模块与壳体之间采用环氧树脂进行浇灌，形成密封的环氧树脂层。

根据本申请的实施例，天线的底部连接处采用浇灌环氧树脂的方式进行密封。

根据本申请的实施例，油井套管接头可为用于与管道相连的螺纹接头。

根据本申请的实施例，第一端盖、第二端盖与壳体之间可采用防爆螺纹连接。

与现有技术相比，本申请的无线数字化温度变送器装置具有以下有益效果：

1.在变送器装置的箱体内运用无线传输模块，可以减少数据线线路的连接，从而减少硬件方面的维护，而且通过无线网络可对现场进行无线数据更新升级，方便快捷；

2.本申请将温度传感器模块和数据处理电路、天线等组装在一个坚固的封闭壳体内，同时采用内部环氧树脂的浇灌，保证密封、耐高温高压、防水防盗等；

3.采用无线网络ZIGBEE设计，具有成本低、低复杂度、低功耗、数据传输可靠、组网灵活、网络容量大、安全性高等优点；

4.安装简单，牢固可靠性高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本申请的一些实施例，而非对本申请的限制。

图1为本申请的无线数字化温度变送器装置的结构图；

图2为图1的后视图；

图3为图2沿AA向的剖面图；

图4为本申请的一种实施方式的电路原理框图；

10.防爆箱体，

11.第一端盖，

12.壳体，

13.第二端盖，

14.天线，

15.转接腔体，

16.电源部，

20.油井套管接头，

21.温度传感器探头，

22.探头保护装置，

151.限位件，

152.伸缩件。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例的附图，对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。

Zigbee技术是一种应用于短距离和低速率下的无线通信技术，主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。

图1为本申请的无线数字化温度变送器装置的结构图，图2为图1的后视图，图3为图2沿AA向的剖面图，图4为本申请的一种实施方式的电路原理框图。

如图1、图2、图3和图4所示，本申请的无线数字化温度变送器装置包括防爆箱体10、油井套管接头20和导线管。防爆箱体10包括壳体12、第一端盖11和第二端盖13。其中壳体12包括横向上的第一端和与第一端相对的第二端，底部设有转接腔体15，壳体12内部设有位于第一端和第二端之间的隔板；其中第一端盖11呈“[”形，第一端盖11与壳体12的第一端、隔板围合形成第一腔体，第一腔体内安装有中央处理器(图中未示出)以及与中央处理器电连接的数据模拟采集模块(图中未示出)、无线传输模块(图中未示出)和温度传感器模块(图中未示出)；其中第二端盖13呈“]”形，第二端盖13与壳体12的第二端、隔板围合形成其内设有电池部的第二腔体。其中油井套管接头20与防爆箱体10的转接腔体15可拆卸地连接。其中导线管设置为穿过隔板以连接第一腔体与第二腔体。其中，防爆箱体10的侧壁设有与无线传输模块电连接的天线14；温度传感器模块通过容纳在导线管内的导线连接温度传感器探头21，温度传感器探头21通过伸出油井套管接头20与油井管道液面接触。第一腔体内的中央处理器、数据模拟采集模块、无线传输模块和温度传感器模块形成本申请的温度变送器的数据处理总成，数据处理总成对采集到的信号进行处理后，再由天线14进行信号传输，监控中心的无线网关收到信号后直接由计算机进行处理分析。

如图1所示，防爆箱体10包括壳体12、第一端盖11和第二端盖13，壳体12设计优先采用压铸铝材料为主体，表面光滑无杂质，整体密封，耐高温、高压、防水。第一端盖11、第二端盖13与壳体12之间可采用防爆螺纹连接，端盖和壳体12的接触面上还可浇筑环氧树脂形成密封圈，进一步加强整个箱体10的密封性。

进一步地，电源部16可安装锂电池，锂电池的安装部位可设有密封条，不仅进一步固定电池还可以对电池起到一定的缓冲作用。锂电池还可结合太阳能充电板使用，这样可以避免使用中对电源部16经常性的维护和更换电源。

具体设计时，如图1、图3所示，第一腔体和第二腔体之间通过穿透隔板的导线管连接，第一腔体内安装有中央处理器以及与中央处理器电连接的数据模拟采集模块、无线传输模块和温度传感器模块，第二腔体内安装有电源部16为第一腔体供电，这样的设计使得整个防爆箱体10内部结构紧凑。防爆箱体10外部上侧安装有连接无线传输模块的天线14，从天线14与壳体12的连接处沿防爆箱体10上表面的宽度方向设置有铭牌，防爆箱体10的外部底侧设有转接腔体15和油井套管接头20，使得防爆箱体10结构简单，使用简单方便。其中，温度传感器模块也可改为压力传感器模块，相应地将油井套管接头20内的温度传感器探头21更换为压力传感器探头，温度变送器装置就可成为压力变送器装置，如图1、图2所示，无线数字化温度变送器和无线数字化压力变送器的结构可以是类似的。

进一步地，铭牌可采用镀镍盘头螺钉安装在防爆箱体10的上表面。

进一步地，第一腔体的内壁可采用环氧树脂浇筑，形成环氧树脂层，对第一腔体内的构件起到密封和保护作用。

进一步地，温度传感器探头21优选使用不锈钢铜芯探头，在温度传感器探头21的底部则设置有扩散硅敏感膜片，***罩设有保护用的探头保护装置22。

进一步地，如图3所示，转接腔体15内还可设置缓冲部，用以连接防爆箱体10和温度传感器探头21的装置。缓冲部可包括限位件151和伸缩件152，限位件151的第一端可固定在转接腔体15的上端面，限位件151的第二端与伸缩件152的第一端连接，伸缩件152的第二端与温度传感器探头21的一端连接，限位件151可控制温度传感器探头21的位置，伸缩件152可以使温度传感器探头21在一定范围内伸缩，整个缓冲部使得温度传感器探头21在受到外力冲击时可以有一定的活动和缓冲范围，对温度传感器探头21起到进一步的保护作用。限位件151可以为限位堵头，伸缩件152可以为伸缩弹簧，本申请对比不做限定，限位件151可以为本领域技术人员常用限位部件，伸缩件152可以为本领域技术人员常用的可伸缩部件。

进一步地，油井套管接头20可优选为用于与管道相连的螺纹接口，既方便成本也低。

进一步地，中央处理器优选为微控制器单片机，集成能力强。

进一步地，无线传输模块可选择为Zigbee模块，通信距离可达1公里，而且低功耗、低成本、组网能力强。本申请对无线传输模块得技术方式不做限定，无线传输模块也可以为蓝牙模块或WIFI无线模块等。

进一步地，天线14底部与无线传输模块的连接处进行了环氧树脂的浇筑，形成环氧树脂密封层，防止漏水和保护天线14。

安装工作时，油井套管接头20与油井管道固定连接，如图4所示，传感器模块代表温度传感器模块或压力传感器模块，信号传输模块代表无线传输模块，温度传感器模块(压力传感器模块)的信号输出端与数据模拟采集模块的信号输入端连接，来自温度传感器模块(压力传感器模块)的电压变化信号经数据模拟采集模块处理后送入中央处理器进行信号处理，中央处理器分析数据并依相应规则补偿成测量值后，再由无线传输模块进行信号传输，无线传输模块经由天线14匹配网络后将信号传到监控中心的无线网关，最后由计算机分析处理。

本申请的无线数字化温度变送器装置主要用于油井工作，传感器探头的探杆长度优选为不大于1000mm，天线14的高度优选为60mm,整个防爆箱体10与转接腔体15的高度优选为128mm,这样使得本申请的装置结构紧凑，大小适中

本申请采用无线网络，可取代原来油井应用的大量模拟仪表。安装后无需调试，可自动完成实时在线测量，在数百米范围内可传输现场采集到的各种工作状态信息。

综上所述，与现有技术相比，本申请的用于油井工作的无线数字化变送器装置具有以下有益效果：

1.在变送器装置的箱体内运用无线传输模块，可以减少数据线线路的连接，从而减少硬件方面的维护，而且通过无线网络可对现场进行无线数据更新升级，方便快捷；

2.本申请将温度传感器和数据处理电路、无线传输模块等组装在一个坚固的防爆箱体10内，同时采用内部环氧树脂的浇灌，保证密封、耐高温高压、防水防盗等；

3.采用无线网络ZIGBEE设计，具有成本低、低复杂度、低功耗、数据传输可靠、组网灵活、网络容量大、安全性高等优点；

4.安装简单，牢固可靠性高。

以上所述仅是本申请的示范性实施方式，而非用于限制本申请的保护范围，本申请的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (13)

1.一种无线数字化温度变送器装置，其特征在于，包括：

防爆箱体，包括：

壳体，包括横向上的第一端和与所述第一端相对的第二端，底部设有转接腔体，所述壳体内部设有位于所述第一端和第二端之间的隔板；

第一端盖，呈“[”形，所述第一端盖与所述壳体的第一端、所述隔板围合形成第一腔体，所述第一腔体内安装有中央处理器以及与所述中央处理器电连接的数据模拟采集模块、无线传输模块和温度传感器模块；

第二端盖，呈“]”形，所述第二端盖与所述壳体的第二端、所述隔板围合形成其内设有电源部的第二腔体；

油井套管接头，与所述防爆箱体的所述转接腔体可拆卸连接；

导线管，设置为穿过所述隔板以连接所述第一腔体与所述第二腔体，

其中，所述防爆箱体的侧壁设有与所述无线传输模块电连接的天线；

其中，所述温度传感器模块通过容纳在所述导线管内的导线连接温度传感器探头，所述温度传感器探头通过伸出所述油井套管接头与油井管道液面接触；

其中，所述温度传感器模块与所述数据模拟采集模块的信号输入端连接，所述数据模拟采集模块的信号输出端与所述中央处理器的无线数据信号输入端连接，所述中央处理器的无线数据信号的输入输出端与所述无线传输模块的输入输出端连接，所述无线传输模块通过天线传输信号给监控中心。

2.如权利要求1所述的无线数字化温度变送器装置，其特征在于，所述无线传输模块为Zigbee模块。

3.如权利要求1所述的无线数字化温度变送器装置，其特征在于，所述中央处理器为微控制器单片机。

4.如权利要求1所述的无线数字化温度变送器装置，其特征在于，还包括设置在所述油井套管接头的所述转接腔体内与所述防爆箱体连接的缓冲部，所述缓冲部包括：

限位件，第一端连接所述转接腔体上端面；

伸缩件，第一端连接所述限位件的第二端，所述伸缩件的第二端连接所述温度传感器探头的一端。

5.如权利要求4所述的无线数字化温度变送器装置，其特征在于，所述限位件为限位堵头，所述伸缩件为伸缩弹簧。

6.如权利要求1所述的无线数字化温度变送器装置，其特征在于，所述电源部安装有锂电池。

7.如权利要求6所述的无线数字化温度变送器装置，其特征在于，所述锂电池与所述第二腔体的隔板内壁之间设有密封条。

8.如权利要求1所述的无线数字化温度变送器装置，其特征在于，所述天线外部设有天线保护套，所述天线保护套通过转接头与所述壳体连接。

9.如权利要求1所述的无线数字化温度变送器装置，其特征在于，所述温度传感器探头外部设有探头保护装置。

10.如权利要求1所述的无线数字化温度变送器装置，其特征在于，所述温度传感器模块与所述壳体之间采用环氧树脂进行浇灌，形成密封的环氧树脂层。

11.如权利要求1所述的无线数字化温度变送器装置，其特征在于，所述天线的底部连接处采用浇灌环氧树脂的方式进行密封。

12.如权利要求1所述的无线数字化温度变送器装置，其特征在于，所述油井套管接头为用于与管道相连的螺纹接头。

13.如权利要求1所述的无线数字化温度变送器装置，其特征在于，所述第一端盖、第二端盖与所述壳体之间采用防爆螺纹连接。

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