專利名稱：鉆井液體積傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及測(cè)量鉆井液體積變化的傳感器，屬于磁性傳感器。
石油鉆井是石油勘探和開(kāi)發(fā)的主要途徑，或者是唯一的手段。而鉆井就離不開(kāi)鉆井液，通過(guò)鉆頭破碎的巖屑，由地面鉆井液池用泵向鉆柱內(nèi)注入鉆井液，壓入井底，攜帶巖屑從環(huán)空井筒返回地面，經(jīng)過(guò)濾與沉淀流入鉆井液池。隨鉆進(jìn)地面鉆井液按規(guī)律減少，遇到漏失地層，鉆井液則突然減少、遇到高壓地層可發(fā)生井涌或井噴，則可能突然增加。地面池中鉆井液體積的變化是鉆井過(guò)程中需要隨時(shí)掌握的重要參數(shù)，是錄井工作者的內(nèi)容，錄井工作人員可根據(jù)地面鉆井液參數(shù)體積變化，可及時(shí)準(zhǔn)確地進(jìn)行井涌、井噴和井漏預(yù)報(bào)，有利于鉆井工作正常進(jìn)行。而目前，鉆井液體積測(cè)量，是通過(guò)體積傳感器，有旋轉(zhuǎn)式電位器類型傳感器，其浮于鉆井液的浮子由鋼絲繩經(jīng)滑輪接入傳感器。這種傳感器中滑輪有時(shí)出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，電位器的觸點(diǎn)有接觸不良的現(xiàn)象發(fā)生，造成測(cè)量參數(shù)不準(zhǔn)，靈敏度低，影響及時(shí)準(zhǔn)確掌握地下情況，不利于鉆井工作的正常進(jìn)行。
本實(shí)用新型的目的在于克服目前技術(shù)中缺點(diǎn)之處，而提供一種可及時(shí)準(zhǔn)確反映出鉆井液體積變化的傳感器。
本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)達(dá)到采用磁性浮子套在管式傳感器上，置于被測(cè)鉆井液中，管體里插有多個(gè)串聯(lián)相同電阻和并聯(lián)磁感應(yīng)開(kāi)關(guān)件形成的條狀電路板，磁性浮子里有磁體，隨液位升降而在管式傳感器上下滑動(dòng)，浮子中磁體與對(duì)應(yīng)電路板上磁感應(yīng)開(kāi)關(guān)吸合，形成電回路，回路中電阻值轉(zhuǎn)變成電信號(hào)輸?shù)搅硗怏w積測(cè)量面板上，可準(zhǔn)確分析出池子里鉆井液量，實(shí)現(xiàn)其設(shè)計(jì)目的。
本實(shí)用新型與上述現(xiàn)有技術(shù)相比可具有如下效果由于采用磁性浮子套在管式傳感器上，浮子里有固定磁體，傳感器管體里插有若干個(gè)相同串聯(lián)電阻和并聯(lián)的磁感應(yīng)開(kāi)關(guān)，某個(gè)開(kāi)關(guān)的閉合均形成電回路，而且每個(gè)回路的電阻值不同。浮子的升降是反映池中鉆井液量的，而浮子停在某高度液面時(shí)，里面的磁體使對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)開(kāi)關(guān)閉合形成回路，反應(yīng)電阻值的電信號(hào)可傳輸?shù)搅碓O(shè)體積測(cè)量面板上，可準(zhǔn)確分析出當(dāng)時(shí)池中鉆井液量。本傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，元件性能可靠，可減少維護(hù)保養(yǎng)的工作量。


圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示圖；圖2是
圖1上浮子1縱向剖面圖；圖3是圖2上A—A剖視圖；圖4是
圖1電路板11上電路圖；圖5是圖4電路原理圖。
以下結(jié)合附圖將對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明由
圖1所示，采用外殼為封閉式的浮子1，浮子的外殼可近似為橢圓體，中部有縱向中心孔穿有銅管套16，二者(1，16)之間密封；在外殼里于銅管套16上固定磁體2，銅管套16里穿有有底透磁管3，二者(16，3)之間有間隙環(huán)，以使浮子1沿管3上滑動(dòng)；管3里插有條形電路板11，沿電路板長(zhǎng)軸方向均布串聯(lián)若干個(gè)相同電阻R，每?jī)蓚€(gè)電阻R之間并聯(lián)一只磁感應(yīng)開(kāi)關(guān)12形成正負(fù)極回路，通過(guò)引線8接人接線盒10上，接線盒10上有外接信號(hào)電纜15。其中管3上端口封閉，管3插人且固定在地面鉆井液池子里。
為使浮子1部分浸入鉆井液中，浮子1里可充填砂粒18和發(fā)泡泡沫20，可采用舌簧管式磁感應(yīng)開(kāi)關(guān)12，舌簧管山間距可為5毫米。為使磁感應(yīng)開(kāi)關(guān)12正常吸合，銅管套16上可固定4個(gè)磁鋼塊構(gòu)成的磁體2，可用銅絲19捆于銅管套16上，磁體表面可位于浮子1中心線(面)上或之下；4個(gè)磁鋼塊可分2層捆于一體，每端為同極性。條形電路板11插入透磁管3后，管3上端蓋9用螺栓5固定，嵌有密封圈4；電路板信號(hào)引出線8出孔處鑲有密封圈6，再用螺帽7壓緊。接線盒10是裝在透磁管一側(cè)平板上，平板上拴有拉繩13拴于浮子上面吊環(huán)17上。電路板11與管3之間裝有防震墊圈14。為提高反映池中鉆井液體積變化的靈敏度，在有效測(cè)量高度2.2米的電路板11上可均布串聯(lián)440個(gè)電阻R，阻值為一歐姆，可使每間隔5毫米為一個(gè)電阻值切換點(diǎn)。另外可采用不銹鋼透磁管3，安裝時(shí)，使透磁管3豎直插入且固定鉆井液池子里，每個(gè)池子安裝一個(gè)，所套的浮子1的部分體積浸入液面之下。浮子隨鉆井液液面的高度變化而在管3上滑動(dòng)升降，哪一個(gè)磁感應(yīng)元件(開(kāi)關(guān)12)受到磁力作用時(shí)，該元件就閉合形成回路，浮子在不同的高度時(shí)，回路中的電阻值也不同，其電阻值與浮子的高度呈負(fù)向線性變化，電阻值通過(guò)電信號(hào)傳送到另備體積測(cè)量面板上，準(zhǔn)確地分析出池中鉆井液量。
權(quán)利要求1.一種鉆井液體積傳感器，由浮子和傳感器構(gòu)成，其特征在于采用封閉式外殼的浮子(1)，浮子(1)的中部穿有銅管套(16)，銅管套(16)上固定磁體(2)，銅管套(16)里穿有可滑動(dòng)的透磁管(3)，管(3)里插有電路板(11)，管(3)的兩端封堵，電路板(11)上串聯(lián)若干個(gè)相同電阻(R)，每?jī)蓚€(gè)電阻(R)之間并聯(lián)一只磁感應(yīng)開(kāi)關(guān)(12)形成正負(fù)極回路，由引線(8)接入接線盒(10)，接線盒(10)上有傳輸信號(hào)電纜(15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體積傳感器，其特征在于浮子(1)里可充填砂粒和發(fā)泡泡沫。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體積傳感器，其特征在于銅管套(16)上可由4個(gè)磁鋼塊構(gòu)成磁體(2)，可分兩層排列捆于一體，每端極性相同，體表面可位于浮子(1)的中心線(面)處。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體積傳感器，其特征在于電路板的有效長(zhǎng)度可由鉆井液的池深而定，在有效測(cè)量高度為2.2米的電路板(11)上可均布440個(gè)電阻R。
專利摘要一種鉆井液體積傳感器，能及時(shí)準(zhǔn)確地反映鉆井液體積變化。它是采用磁性浮子套在管式傳感器上置在被測(cè)鉆井液中，管體里插有多個(gè)串聯(lián)相同電阻和并聯(lián)磁感應(yīng)開(kāi)關(guān)件形成的條形電路板，磁性浮子里有磁體隨液位升降而在管式傳感器上上下滑動(dòng)，浮子中磁體與對(duì)應(yīng)電路板上磁感應(yīng)開(kāi)關(guān)吸合形成電回路，回路中電阻值轉(zhuǎn)變成電信號(hào)輸?shù)襟w積測(cè)量面板上可準(zhǔn)確分析出池子里鉆井液量。
文檔編號(hào)E21B47/10GK2217101SQ94246689
公開(kāi)日1996年1月10日 申請(qǐng)日期1994年11月22日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月22日
發(fā)明者吳龍斌, 王靜, 何寶林 申請(qǐng)人:大慶石油管理局地質(zhì)錄井公司