鉆井液密度傳感器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及鉆井液密度測(cè)量裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，是一種鉆井液密度傳感器，包括安裝桿、防爆盒、變送電路板、拉力傳感器、連接桿和重錘體；防爆盒內(nèi)固定安裝有變送電路板，變送電路板上設(shè)有密度信號(hào)輸入端、密度信號(hào)輸出端、供電輸入端和供電輸出端，密度信號(hào)輸入端和供電輸出端分別與拉力傳感器的信號(hào)輸出端和供電端電連接在一起；拉力傳感器的彈性體的底部固定安裝有連接桿，連接桿的底部固定安裝有重錘體。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理而緊湊，其可通過(guò)密度信號(hào)輸入端接收拉力傳感器的信號(hào)，然后由變送電路板完成數(shù)據(jù)信號(hào)處理后通過(guò)密度信號(hào)輸出端向讀取密度的裝置發(fā)出密度信號(hào)；具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，不限于環(huán)境的影響，且精度高的特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】鉆井液密度傳感器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及鉆井液密度測(cè)量裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，是一種鉆井液密度傳感器。

【背景技術(shù)】
[0002]目前常用的鉆井液密度傳感器多以壓差式密度傳感器為主，其使用密封油路傳壓，且通過(guò)測(cè)量間隔安裝的膜片間的壓力差完成密度測(cè)量，其存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜笨重，對(duì)安裝環(huán)境要求較高，攜帶和安裝不便，且測(cè)量精度不理想的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型提供了一種鉆井液密度傳感器，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，其能有效解決現(xiàn)有壓差式密度傳感器存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜笨重，對(duì)安裝環(huán)境要求較高，攜帶和安裝不便，且測(cè)量精度不理想的問題。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是通過(guò)以下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)的:一種鉆井液密度傳感器，包括安裝桿、防爆盒、變送電路板、拉力傳感器、連接桿和重錘體；安裝桿上分別固定安裝有防爆盒和拉力傳感器；防爆盒內(nèi)固定安裝有變送電路板，變送電路板上設(shè)有密度信號(hào)輸入端、密度信號(hào)輸出端、供電輸入端和供電輸出端，密度信號(hào)輸入端和供電輸出端分別與拉力傳感器的信號(hào)輸出端和供電端電連接在一起；拉力傳感器的彈性體的底部固定安裝有連接桿，連接桿的底部固定安裝有重錘體。
[0005]下面是對(duì)上述實(shí)用新型技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn):
[0006]上述重錘體可呈錐體狀，重錘體的頂部固定有連接環(huán)，連接桿和重錘體通過(guò)連接環(huán)固定安裝在一起。
[0007]上述重錘體可呈空心錐體狀，重錘體上有與其內(nèi)腔相通的配重窗口，配重窗口內(nèi)安裝有能裝卸且能密封的配重塞。
[0008]上述配重窗口內(nèi)可有內(nèi)錐管螺紋，配重塞為能與內(nèi)錐管螺紋相配合的絲堵。
[0009]上述對(duì)應(yīng)重錘體位置的安裝桿上可固定安裝有圍繞在重錘體四周的防護(hù)罩，防護(hù)罩上間隔分布有通液孔。
[0010]上述防護(hù)罩可呈截面為圓形或方形的筒狀，防護(hù)罩上間隔均布有通液孔。
[0011]上述連接桿可包括上接桿、緩沖彈簧和下接桿，上接桿、緩沖彈簧和下接桿由上至下依次固定安裝在一起，上接桿的上端與拉力傳感器的彈性體的底部固定安裝在一起，下接桿的底部與重錘體的上端固定安裝在一起。
[0012]上述變送電路板上可集成有帶溫度補(bǔ)償?shù)暮懔髟措娐贰⒛軐⒗鞲衅鞯妮敵鲂盘?hào)放大并調(diào)整為方便直接測(cè)量的電壓信號(hào)的信號(hào)放大電路和能調(diào)節(jié)增益及零位的調(diào)節(jié)電路。
[0013]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理而緊湊，其通過(guò)采用拉力傳感器可提高密度測(cè)量精度，使用時(shí)，可通過(guò)外部電源供電輸入端為變送電路板供電，再通過(guò)供電輸出端為拉力傳感器供電，并通過(guò)密度信號(hào)輸入端接收拉力傳感器的差分電壓信號(hào)，然后可由變送電路板完成數(shù)據(jù)信號(hào)處理后通過(guò)密度信號(hào)輸出端向讀取密度的裝置發(fā)出密度信號(hào)；具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝使用方便，不限于環(huán)境的影響，且測(cè)量精度高的特點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]附圖1為本實(shí)用新型最佳實(shí)施例的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]附圖2為附圖1的右視局部剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]附圖中的編碼分別為:1為安裝桿，2為防爆盒，3為拉力傳感器，4為重錘體，5為連接環(huán)，6為配重塞，7為防護(hù)罩，8為通液孔，9為上接桿，10為緩沖彈簧，11為下接桿。

【具體實(shí)施方式】
[0017]本實(shí)用新型不受下述實(shí)施例的限制，可根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案與實(shí)際情況來(lái)確定具體的實(shí)施方式。
[0018]在本實(shí)用新型中，為了便于描述，各部件的相對(duì)位置關(guān)系的描述均是根據(jù)說(shuō)明書附圖1的布圖方式來(lái)進(jìn)行描述的，如:前、后、上、下、左、右等的位置關(guān)系是依據(jù)說(shuō)明書附圖的布圖方向來(lái)確定的。
[0019]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述:
[0020]如附圖1、2所示，該鉆井液密度傳感器包括安裝桿1、防爆盒2、變送電路板、拉力傳感器3、連接桿和重錘體4；安裝桿1上分別固定安裝有防爆盒2和拉力傳感器3；防爆盒
2內(nèi)固定安裝有變送電路板，變送電路板上設(shè)有密度信號(hào)輸入端、密度信號(hào)輸出端、供電輸入端和供電輸出端，密度信號(hào)輸入端和供電輸出端分別與拉力傳感器3的信號(hào)輸出端和供電端電連接在一起；拉力傳感器3的彈性體的底部固定安裝有連接桿，連接桿的底部固定安裝有重錘體4。拉力傳感器3又叫電阻應(yīng)變式傳感器，是一種將物理信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y(cè)量的電信號(hào)輸出的裝置，其工作原理為:彈性體(彈性元件，敏感梁)在外力作用下產(chǎn)生彈性變形，使粘貼在其表面的電阻應(yīng)變片(轉(zhuǎn)換元件)也隨同產(chǎn)生變形，電阻應(yīng)變片變形后，它的阻值將發(fā)生變化(增大或減小),再經(jīng)相應(yīng)的測(cè)量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)(電壓或電流),從而完成了將外力變換為電信號(hào)的過(guò)程，具有精度高，測(cè)量范圍廣，壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，頻響特性好，能在惡劣條件下工作，易于實(shí)現(xiàn)小型化、整體化和品種多樣化等優(yōu)點(diǎn)。在使用過(guò)程中，將密度信號(hào)輸出端與讀取密度的裝置電連接在一起，將供電輸入端與外部電源電連接在一起，然后移動(dòng)安裝桿1并將重錘體4完全浸沒入鉆井液中；此時(shí)，可通過(guò)外部電源供電輸入端為變送電路板供電，再通過(guò)供電輸出端為拉力傳感器3供電，并通過(guò)密度信號(hào)輸入端接收拉力傳感器3的差分電壓信號(hào)，然后可由變送電路板完成數(shù)據(jù)信號(hào)處理后通過(guò)密度信號(hào)輸出端向讀取密度的裝置發(fā)出密度信號(hào)；再通過(guò)調(diào)整變送電路板的設(shè)置使其輸出的電信號(hào)與其受到的浮力成正比，而根據(jù)阿基米德定理，浮力正比于鉆井液密度，由此即可測(cè)量出鉆井液的密度；可通過(guò)將重錘體4完全浸沒在不同位置的鉆井液中測(cè)量出多組數(shù)據(jù)，然后求取其平均值，從而提高其測(cè)量精度；其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝使用方便，不限于環(huán)境的影響，且測(cè)量精度高的特點(diǎn)。
[0021]可根據(jù)實(shí)際需要，對(duì)上述鉆井液密度傳感器作進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn):
[0022]如附圖1、2所示，重錘體4呈錐體狀，重錘體4的頂部固定有連接環(huán)5，連接桿和重錘體4通過(guò)連接環(huán)5固定安裝在一起。這樣可便于識(shí)別重錘體4是否完全浸沒入鉆井液內(nèi)，且可減小誤差，提高測(cè)量精度。
[0023]如附圖1、2所示，重錘體4呈空心錐體狀，重錘體4上有與其內(nèi)腔相通的配重窗口，配重窗口內(nèi)安裝有能裝卸且能密封的配重塞6。這樣可便于使其根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行配重，從而確保重錘體4能夠完全浸沒入各種情況的鉆井液內(nèi)，滿足多種需求。根據(jù)需求，配重窗口可位于重錘體4的側(cè)壁或底部的任意位置；且配重塞6可采用現(xiàn)有公知技術(shù)，如膠塞坐寸。
[0024]如附圖1、2所示，配重窗口內(nèi)有內(nèi)錐管螺紋，配重塞6為能與內(nèi)錐管螺紋相配合的絲堵。采用錐管螺紋即可實(shí)現(xiàn)良好密封，還具有裝卸方便的特點(diǎn)。根據(jù)需求，配重塞6為絲堵時(shí)，其旋入端的端面可設(shè)有內(nèi)一字或十字凹槽。
[0025]如附圖1、2所示，對(duì)應(yīng)重錘體4位置的安裝桿1上固定安裝有圍繞在重錘體4四周的防護(hù)罩7，防護(hù)罩7上間隔分布有通液孔8。由于鉆井液會(huì)有一點(diǎn)的擾動(dòng)，增設(shè)緩沖彈簧10能減緩因鉆井液擾動(dòng)而導(dǎo)致的檢測(cè)信號(hào)不穩(wěn)定的問題，從而提高測(cè)量精度。
[0026]如附圖1、2所示，防護(hù)罩7呈截面為圓形或方形的筒狀，防護(hù)罩7上間隔均布有通液孔8。這樣可進(jìn)一步提聞測(cè)量精度。
[0027]如附圖1、2所示，連接桿包括上接桿9、緩沖彈簧10和下接桿11，上接桿9、緩沖彈簧10和下接桿11由上至下依次固定安裝在一起，上接桿9的上端與拉力傳感器3的彈性體的底部固定安裝在一起，下接桿11的底部與重錘體4的上端固定安裝在一起。由于鉆井液會(huì)有一點(diǎn)的擾動(dòng)，增設(shè)緩沖彈簧10能進(jìn)一步減緩因鉆井液擾動(dòng)而導(dǎo)致的檢測(cè)信號(hào)不穩(wěn)定的問題，提高其測(cè)量精度。
[0028]如附圖1、2所示，變送電路板上集成有帶溫度補(bǔ)償?shù)暮懔髟措娐?、能將拉力傳感?的輸出信號(hào)放大并調(diào)整為方便直接測(cè)量的電壓信號(hào)的信號(hào)放大電路和能調(diào)節(jié)增益及零位的調(diào)節(jié)電路。根據(jù)需求，恒流源電路、信號(hào)放大電路和調(diào)節(jié)電路均可以采用現(xiàn)有公知技術(shù)。
[0029]以上技術(shù)特征構(gòu)成了本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例，其具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和最佳實(shí)施效果，可根據(jù)實(shí)際需要增減非必要的技術(shù)特征，來(lái)滿足不同情況的需求。
【權(quán)利要求】
1.一種鉆井液密度傳感器，其特征在于包括安裝桿、防爆盒、變送電路板、拉力傳感器、連接桿和重錘體；安裝桿上分別固定安裝有防爆盒和拉力傳感器；防爆盒內(nèi)固定安裝有變送電路板，變送電路板上設(shè)有密度信號(hào)輸入端、密度信號(hào)輸出端、供電輸入端和供電輸出端，密度信號(hào)輸入端和供電輸出端分別與拉力傳感器的信號(hào)輸出端和供電端電連接在一起；拉力傳感器的彈性體的底部固定安裝有連接桿，連接桿的底部固定安裝有重錘體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井液密度傳感器，其特征在于重錘體呈錐體狀，重錘體的頂部固定有連接環(huán)，連接桿和重錘體通過(guò)連接環(huán)固定安裝在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鉆井液密度傳感器，其特征在于重錘體呈空心錐體狀，重錘體上有與其內(nèi)腔相通的配重窗口，配重窗口內(nèi)安裝有能裝卸且能密封的配重塞。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鉆井液密度傳感器，其特征在于配重窗口內(nèi)有內(nèi)錐管螺紋，配重塞為能與內(nèi)錐管螺紋相配合的絲堵。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的鉆井液密度傳感器，其特征在于對(duì)應(yīng)重錘體位置的安裝桿上固定安裝有圍繞在重錘體四周的防護(hù)罩，防護(hù)罩上間隔分布有通液孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鉆井液密度傳感器，其特征在于防護(hù)罩呈截面為圓形或方形的筒狀，防護(hù)罩上間隔均布有通液孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或6所述的鉆井液密度傳感器，其特征在于連接桿包括上接桿、緩沖彈簧和下接桿，上接桿、緩沖彈簧和下接桿由上至下依次固定安裝在一起，上接桿的上端與拉力傳感器的彈性體的底部固定安裝在一起，下接桿的底部與重錘體的上端固定安裝在一起。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鉆井液密度傳感器，其特征在于連接桿包括上接桿、緩沖彈簧和下接桿，上接桿、緩沖彈簧和下接桿由上至下依次固定安裝在一起，上接桿的上端與拉力傳感器的彈性體的底部固定安裝在一起，下接桿的底部與重錘體的上端固定安裝在一起。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或6或8所述的鉆井液密度傳感器，其特征在于變送電路板上集成有帶溫度補(bǔ)償?shù)暮懔髟措娐?、能將拉力傳感器的輸出信?hào)放大并調(diào)整為方便直接測(cè)量的電壓信號(hào)的信號(hào)放大電路和能調(diào)節(jié)增益及零位的調(diào)節(jié)電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鉆井液密度傳感器，其特征在于變送電路板上集成有帶溫度補(bǔ)償?shù)暮懔髟措娐?、能將拉力傳感器的輸出信?hào)放大并調(diào)整為方便直接測(cè)量的電壓信號(hào)的信號(hào)放大電路和能調(diào)節(jié)增益及零位的調(diào)節(jié)電路。
【文檔編號(hào)】G01N9/00GK204188483SQ201420595626
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月15日
【發(fā)明者】范江華, 朱緒壯, 張莉霞 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)西部鉆探工程有限公司