用于油井压力监测的压力传感器制造技术

本发明专利技术提供了一种用于油井压力监测的压力传感器，包括：套管，套管的内腔具有顺次连接的小径段、中径段和大径段，且小径段的端部与油井的井口连通；弹性膜片，弹性膜片设置在大径段内，并封堵套管；声表面波器件，声表面波器件与弹性膜片连接，并与弹性膜片同步运动；压圈，压圈设置在大径段内，且相对于弹性膜片远离小径段，压圈与弹性膜片之间形成空腔，声表面波器件位于空腔内。本发明专利技术解决了现有技术中的压力传感器不适用于液体测量场合的问题。

【技术实现步骤摘要】
用于油井压力监测的压力传感器
本专利技术涉及传感器
，具体而言，涉及一种用于油井压力监测的压力传感器。
技术介绍
压力传感器是工业生产和过程控制中极其重要的一种常用传感器，在石油石化行业有着广泛的应用。为了有效控制石油生产质量，井口压力是必须的监测量，压力传感器在该方面的应用也经历了从机械式压力计人工读表，电子式压力表直至压力变送器自动采集的发展过程，但目前仍然有大部分采油井由于历史原因，没有预埋传感器和线缆，不具备自动采集改造的条件或改造代价过大。针对这一情况，无线压力传感器成为井口压力自动化采集的一个主要发展趋势。目前主流应用的井口无线压力传感器，主要依靠传统压力变送器和无线模块、电池的组合来实现无线压力传感，优点是技术成熟，检测结果可靠，但是由于使用电池进行供电，其采集频率无法进一步提升(一般为10至20分钟采集一次)，尚无法达到15秒采集一次的标准。另一方面，出于安全防爆的考虑，也无法一味增加电池容量。对监测的动态性以及进一步通过物联网大数据实现高价值应用造成了一定的瓶颈。无源无线传感技术是近年发展起来的一种新型传感技术，其最大的优势在于传感器一侧无需任何的电池供电，因此如果传感器本身不发生损坏，就无需考虑电池寿命等附加问题，同时其采集频次也不在受到电池容量的限制，并且在防爆环境中极易实现本质安全。实现无源无线传感的一种重要方法是声表面波(surfaceacousticwave，SAW)传感技术。但目前声表面波无线压力传感器主要形式采用悬臂梁式，不适用于油田等液体测量的场合，因此需要改进声表面波无线压力传感器的结构，使其适用于油田等现场应用，从而提高无线压力传感器的安装便利性和结构可靠性。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种用于油井压力监测的压力传感器，以解决现有技术中的压力传感器不适用于液体测量场合的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种用于油井压力监测的压力传感器，包括：套管，套管的内腔具有顺次连接的小径段、中径段和大径段，且小径段的端部与油井的井口连通；弹性膜片，弹性膜片设置在大径段内，并封堵套管；声表面波器件，声表面波器件与弹性膜片连接，并与弹性膜片同步运动；压圈，压圈设置在大径段内，且相对于弹性膜片远离小径段，压圈与弹性膜片之间形成空腔，声表面波器件位于空腔内。进一步地，压圈的端面具有伸出部，伸出部朝向弹性膜片伸出，压力传感器还包括第一密封件，第一密封件设置在伸出部和弹性膜片之间，以密封伸出部和弹性膜片之间的间隙。进一步地，套管具有台阶结构，弹性膜片设置在台阶结构处，压力传感器还包括第二密封件，第二密封件设置在台阶结构的台阶面和弹性膜片之间。进一步地，声表面波器件设置在弹性膜片靠近压圈的一侧上。进一步地，压圈具有可封闭的开孔，开孔与空腔连通。进一步地，压力传感器还包括：天线，天线与套管未伸入油井的一端连接；天线接线板，天线接线板设置在压圈上，并与声表面波器件和天线电连接。进一步地，天线接线板设置在压圈背离弹性膜片的一侧上。进一步地，天线接线板具有供导线穿过的穿线孔，穿线孔位于天线接线板的中心处。进一步地，天线的至少一部分套设在套管外侧，并与套管过盈配合。进一步地，声表面波器件通过耐高温弹性胶粘接在弹性膜片的中心处。进一步地，套管伸入油井的一端具有连接结构。应用本专利技术的技术方案，通过在套管内设置有弹性膜片和压圈，使得弹性膜片和压圈形成密闭的空腔。由于弹性膜片能够跟随套管内压力的改变而产生形变，因而触发弹性膜片上的声表面波器件，使得声表面波器件感受到套管内的压力，从而反映出油井内压力的变化，同时小径段、中径段和大径段的设置使得油井中的油气能够更好地进入到套管内，更有效地作用到弹性膜片上，满足油井现场的使用要求。上述设置方式结合了传感器现场应用的特点，对压力传感器能的结构进行了改进，使其适用于油田等现场应用，提高了压力传感器的安装便利性和结构可靠性，并且不需要预埋传感器和线缆，适用于各种油井，同时压力传感器不需要电池的设计，一方面提高了压力传感器的采集频率，满足了检测需求，另一方面避免了更换电池所带来的浪费以及电池易爆引起的安全性问题，保证了现场的安全。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。在附图中：图1示出了本专利技术的压力传感器的结构示意图；以及图2示出了图1中P处的放大图。其中，上述附图包括以下附图标记：10、套管；11、连接结构；20、弹性膜片；30、声表面波器件；40、压圈；41、伸出部；42、开孔；50、第一密封件；60、第二密封件；70、天线；80、天线接线板。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。需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。在本专利技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本专利技术。为了解决现有技术中的压力传感器不适用于液体测量场合的问题，本专利技术提供了一种用于油井压力监测的压力传感器。如图1和图2所示一种用于油井压力监测的压力传感器，包括套管10、弹性膜片20、声表面波器件30和压圈40，套管10的内腔具有顺次连接的小径段、中径段和大径段，且小径段的端部与油井的井口连通；弹性膜片20设置在大径段内，并封堵套管10；声表面波器件30与弹性膜片20连接，并与弹性膜片20同步运动；压圈40设置在大径段内，且相对于弹性膜片20远离小径段，压圈40与弹性膜片20之间形成空腔，声表面波器件30位于空腔内。本实施例通过在套管10内设置有弹性膜片20和压圈40，使得弹性膜片20和压圈40形成密闭的空腔，由于弹性膜片20能够跟随套管10内压力的改变而产生形变，因而触发弹性膜片20上的声表面波器件30，使得声表面波器件30感受到套管10内的压力，从而反映出油井内压力的变化，同时小径段、中径段和大径段的设置使得油井中的油气能够更好地进入到套管内，更有效地作用到弹性膜片20上，满足油井现场的使用要求。上述设置方式结合了传感器现场应用的特点，对压力传感器能的结构进行了改进，使其适用于油田等现场应用，提高了压力传感器的安装便利性和结构可靠性，并且不需要预埋传感器和线缆，适用于各种油井，同时压力传感器不需要电池的设计，一方面提高了压力传感器的采集频率，满足了检测需求，另一方面避免了更换电池所带来的浪费以及电池易爆引起的安全性问题，保证了现场的安全。优选地，弹性膜片20为弹性金属片。在本实施例中，压圈40的端面具有伸出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于油井压力监测的压力传感器，其特征在于，包括：/n套管(10)，所述套管(10)的内腔具有顺次连接的小径段、中径段和大径段，且所述小径段的端部与油井的井口连通；/n弹性膜片(20)，所述弹性膜片(20)设置在所述大径段内，并封堵所述套管(10)；/n声表面波器件(30)，所述声表面波器件(30)与所述弹性膜片(20)连接，并与所述弹性膜片(20)同步运动；/n压圈(40)，所述压圈(40)设置在所述大径段内，且相对于所述弹性膜片(20)远离所述小径段，所述压圈(40)与所述弹性膜片(20)之间形成空腔，所述声表面波器件(30)位于所述空腔内。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于油井压力监测的压力传感器，其特征在于，包括：
套管(10)，所述套管(10)的内腔具有顺次连接的小径段、中径段和大径段，且所述小径段的端部与油井的井口连通；
弹性膜片(20)，所述弹性膜片(20)设置在所述大径段内，并封堵所述套管(10)；
声表面波器件(30)，所述声表面波器件(30)与所述弹性膜片(20)连接，并与所述弹性膜片(20)同步运动；
压圈(40)，所述压圈(40)设置在所述大径段内，且相对于所述弹性膜片(20)远离所述小径段，所述压圈(40)与所述弹性膜片(20)之间形成空腔，所述声表面波器件(30)位于所述空腔内。


2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述压圈(40)的端面具有伸出部(41)，所述伸出部(41)朝向所述弹性膜片(20)伸出，所述压力传感器还包括第一密封件(50)，所述第一密封件(50)设置在所述伸出部(41)和所述弹性膜片(20)之间，以密封所述伸出部(41)和所述弹性膜片(20)之间的间隙。


3.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述套管(10)具有台阶结构，所述弹性膜片(20)设置在所述台阶结构处，所述压力传感器还包括第二密封件(60)，所述第二密封件(60)设置在所述台阶结构的台阶面和所述弹性膜片(20)之间。


4.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述声表面波器件(30...

【专利技术属性】
技术研发人员：李清辉，张亚顺，韩韬，李磊，顾斌，李恺，宋晨，吴斌，仇雨薇，许国剑，司长征，李兵元，冯志钢，丁煜晖，赵春雪，邹婕，肖翔，韩光，张晨睿，韩颜至，
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