压实力传感器、砾石充填压实程度的测量装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种压实力传感器、砾石充填压实程度的测量装置和方法，该压实力传感器包括壳体(1)和活塞(2)，壳体(1)为一端开放另一端封闭的筒形结构，活塞(2)套设于壳体(1)内，活塞(2)的一端与壳体(1)的一端之间设有第一内空腔(7)，活塞(2)的另一端与壳体(1)的另一端之间设有第二内空腔(8)，活塞(2)能够沿壳体(1)的轴线方向移动，该压实力传感器还包括能够检测活塞(2)移动位置的位移传感器(3)。该压实力传感器、砾石充填压实程度的测量装置和方法通过测量活塞的位移从而可以精确的测量砾石充填压实程度。

Measuring device and method for compaction force sensor and gravel filling degree of compaction

The present invention provides a method and apparatus for measuring the strength of pressure sensor, gravel compaction degree, the compressive strength sensor comprises a housing (1) and a piston (2), shell (1) open the other end closed cylindrical structure as the end of the piston (2) is arranged on the shell (1), a piston (2) with one end of the casing (1) in the end of the first cavity is arranged between the piston (7), (2) and the other end of the housing (1) within the second cavity is arranged between the other end of the piston (8), (2) to (1) moving along the axial direction, the strength of pressure sensor also includes the ability to detect the piston (2) displacement sensor position (3). The pressure sensor and the measuring device and method of gravel filling degree of compaction can accurately measure the compaction degree of gravel filling by measuring the displacement of the piston.

【技术实现步骤摘要】
压实力传感器、砾石充填压实程度的测量装置和方法
本专利技术涉及石油开采试验测试设备领域，具体的是一种压实力传感器，还是一种含有该压实力传感器的砾石充填压实程度的测量装置，更是一种砾石充填压实程度的测量方法。
技术介绍
砾石充填是一种有效的油井防砂方法。该方法有效期长，不影响后期作业，已经得到越来越广泛的应用。在砾石充填施工时，砾石充满程度和压实程度对防砂效果和防砂有效期有很大影响，一定程度上决定了施工的成败。然而现有施工中没有对砾石充满程度和压实程度定量测量，只能根据经验制定工艺参数，造成设计与施工实际情况不符，降低施工成功率。
技术实现思路
为了解决现有技术中无法精确测量砾石充填压实程度的问题，本专利技术提供了一种压实力传感器、砾石充填压实程度的测量装置和方法，该压实力传感器、砾石充填压实程度的测量装置和方法通过测量活塞的位移从而可以精确的测量砾石充填压实程度。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种压实力传感器，包括壳体和活塞，壳体为一端开放另一端封闭的筒形结构，活塞套设于壳体内，活塞的一端与壳体的一端之间设有第一内空腔，活塞的另一端与壳体的另一端之间设有第二内空腔，活塞能够沿壳体的轴线方向移动，该压实力传感器还包括能够检测活塞移动位置的位移传感器。一种砾石充填压实程度的测量装置，包括填砂管，填砂管为一端开放另一端封闭的筒形结构，填砂管的开放端设有筛管，填砂管外设有上述的压实力传感器，压实力传感器的壳体的开放端与填砂管的侧壁密封连接，压实力传感器的第一内空腔与填砂管的内腔连通。一种砾石充填压实程度的测量方法，该砾石充填压实程度的测量方法采用了上述的砾石充填压实程度的测量装置，该砾石充填压实程度的测量方法采包括以下步骤：步骤1、向填砂管的内腔中充填入含有砾石的携砂液；步骤2、充填完该携砂液后记录活塞的位置为初始位置；步骤3、每隔一段设定时间记录一次活塞的位置，直至活塞的位置稳定，再记录活塞的最终位置；步骤4、根据活塞的该初始位置和最终位置的差值大小判断砾石充填的压实程度。本专利技术的有益效果是：1、指导施工设计，提高施工成功率测量了砾石充填过程中砾石充满程度和压实程度。取得的数值可以验证工艺参数合理性并校正不合理的工艺参数使之更加接近实际，提高施工成功率2、奠定科研基础取得测量数据后可以定量研究砾石充填过程中影响充满程度和压实程度的关联因素，有利于新技术的研发及推广应用。3、降低噪声信号压实力传感器中内连接管线设计保证了采样时不受充填压力干扰，降低噪声信号，提高了信噪比及采样质量。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1是砾石充填压实程度的测量装置的结构示意图。图2是压实力传感器在初始位置时的示意图。图3是压实力传感器在最终位置时的示意图。图4是图1中沿A-A方向的剖视图。图5是图1中沿B-B方向的剖视图。图6是图1中沿C-C方向的剖视图。1、壳体；2、活塞；3、位移传感器；4、内连接管线；5、上筒体；6、下筒体；7、第一内空腔；8、第二内空腔；9、压实力传感器；10、填砂管；11、填砂泵；12、废液回收处理装置；13、筛管；14、砾石；15、携砂液。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。一种压实力传感器9，包括壳体1和活塞2，壳体1为一端开放另一端封闭的筒形结构，活塞2套设于壳体1内，活塞2的上端与壳体1的上端之间设有第一内空腔7，活塞2的下端与壳体1的下端之间设有第二内空腔8，活塞2能够沿壳体1的轴线方向移动，该压实力传感器还包括能够检测活塞2移动位置的位移传感器3，如图2和图3所示。在本实施例中，如图2所示，壳体1呈直立状态(壳体1还可以呈水平状态)，壳体1由上筒体5和下筒体6密封连接组成。该上筒体5的下端内设有上环形凸起，活塞2的上端与该上环形凸起对应连接，活塞2的上端的外径与该上环形凸起的内径相匹配，第一内空腔7设置于该上筒体5内，第一内空腔7与该压实力传感器的外部连通。该下筒体6的下端封闭，该下筒体6的下部内设有下环形凸起，活塞2的下端与该下环形凸起对应连接，活塞2的下端的外径与该下环形凸起的内径相匹配，第二内空腔8位于活塞2的下方。在本实施例中，活塞2呈哑铃型结构，位移传感器3套设于活塞2的中部外。活塞2的中部外还设有用于位移传感器3定位的凸环，位移传感器3可以称为直线或线性位移传感器，可以将活塞2沿壳体1的轴线方向的位移量转换成电信号，该位移传感器3为现有市售产品，不再详细介绍。在本实施例中，活塞2内设有连通第一内空腔7和第二内空腔8的内连接管线4，如图2和图3所示。或者，内连接管线4也可以设置于壳体1的侧壁内，即壳体1的侧壁内设有连通第一内空腔7和第二内空腔8的内连接管线4，内连接管线4的内径为0.1mm～11.5mm。下面介绍一种砾石充填压实程度的测量装置，该砾石充填压实程度的测量装置包括填砂管10，填砂管10为一端开放另一端封闭的筒形结构，填砂管10的开放端设有筛管4，填砂管10外设有上述的压实力传感器9，压实力传感器9的壳体1的开放端与填砂管10的侧壁密封连接，填砂管10内含有用于承装携砂液15的内腔，压实力传感器9的第一内空腔7与填砂管10的内腔连通，如图1至图3所示。在本实施例中，填砂管10外设有多个压实力传感器9，该多个压实力传感器9在填砂管10外呈规则的行列排布，具体的，沿填砂管10的周向均匀排列的多个压实力传感器9为一列，沿图1中左右方向均匀排列的多个压实力传感器9为一行，填砂管10外设有三列四行共12个压实力传感器9，四行压实力传感器9分别位于填砂管10周向的0°、90°、180°和270°位置，该砾石充填压实程度的测量装置还包括控制单元，每个压实力传感器9的位移传感器3均与该控制单元连接，位移传感器3能够将含有活塞2位置或位移信息的电信号发送给该控制单元。填砂管10可以为如图1所示的水平状态，填砂管10还可以呈竖直或倾斜状态，压实力传感器9的数量及行列设置均可以根据实验需要进行调整，以适应模拟客观真实条件。在本实施例中，该砾石充填压实程度的测量装置还包括填砂泵11和废液回收处理装置12，填砂泵11用于将含有砾石14的携砂液15充填入填砂管10的内腔中，废液回收处理装置12用于回收筛管13排出的携砂液中的液体，废液回收处理装置12位于筛管13的下方。填砂泵11和废液回收处理装置12可以与该控制单元连接，以提高该砾石充填压实程度的测量装置的自动化程度。在本专利技术中，活塞2中的内连接管线4起到平衡充填压力的作用(由于活塞两端受力平衡不会产生位移)。如图2所示在开始填砂时，携砂液15的压力为P；携砂液15经取压口(即图1中压实力传感器9的上)和内连接管线4流到活塞2两端。由于活塞上下两端压力、面积均相等，所以两端受力相等，均为F＝PS(S为活塞上下两端面面积)，活塞2处于受力平衡状态，也可以理解为活塞“悬浮”在携砂液中。这样可以避免充填时充填压力对位移传感器3的干扰，在此过程中活塞不产生位移，位移传感器3不输出信号，砂子在压力作用下被压实。充填结束后，如图3所示，携砂液中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压实力传感器，其特征在于，该压实力传感器包括壳体(1)和活塞(2)，壳体(1)为一端开放另一端封闭的筒形结构，活塞(2)套设于壳体(1)内，活塞(2)的一端与壳体(1)的一端之间设有第一内空腔(7)，活塞(2)的另一端与壳体(1)的另一端之间设有第二内空腔(8)，活塞(2)能够沿壳体(1)的轴线方向移动，该压实力传感器还包括能够检测活塞(2)移动位置的位移传感器(3)。

【技术特征摘要】
1.一种压实力传感器，其特征在于，该压实力传感器包括壳体(1)和活塞(2)，壳体(1)为一端开放另一端封闭的筒形结构，活塞(2)套设于壳体(1)内，活塞(2)的一端与壳体(1)的一端之间设有第一内空腔(7)，活塞(2)的另一端与壳体(1)的另一端之间设有第二内空腔(8)，活塞(2)能够沿壳体(1)的轴线方向移动，该压实力传感器还包括能够检测活塞(2)移动位置的位移传感器(3)。2.根据权利要求1所述的压实力传感器，其特征在于，壳体(1)呈直立状态，壳体(1)由上筒体(5)和下筒体(6)密封连接组成。3.根据权利要求2所述的压实力传感器，其特征在于，该上筒体(5)的下端内设有上环形凸起，活塞(2)的上端与该上环形凸起对应连接，第一内空腔(7)设置于该上筒体(5)内，第一内空腔(7)与该压实力传感器的外部连通。4.根据权利要求3所述的压实力传感器，其特征在于，该下筒体(6)的下端封闭，该下筒体(6)的下部内设有下环形凸起，活塞(2)的下端与该下环形凸起对应连接，第二内空腔(8)位于活塞(2)的下方。5.根据权利要求1所述的压实力传感器，其特征在于，活塞(2)呈哑铃型结构，位移传感器(3)套设于活塞(2)的中部外。6.根据权利要求1所述的压实力传感器，其特征在于，壳体(1)的侧壁内设有连通第一内空腔(7)和第二内空腔(8)的内连接管线(4)，或活塞(2)内设有连通第一内空腔(7)和第二内空腔(8)的内连接管线(4)。7.一种砾石充填压实程度的测量装置，其特征在于，该砾石充填压实程度...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱富林，郑亮，杨俊，蔡德春，冯久鸿，李彪，刘卫红，赵峰，周坤，王斌，曲玉辰，常鹏梅，王昊，冷冰，陈健，曹建，郭津瑞，刘丽，侯兴卫，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11