一种非接触式钻井液密度传感器的制作方法

本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种非接触式钻井液密度传感器。

背景技术：

在钻井作业中，经常需要对钻井液密度进行测量，通常情况下钻井仪表或者录井仪器中包含密度传感器；这类传感器均为接触型，即所使用的两个膜片式压力变送器本体需要与钻井液接触，其基本原理均为差压法；由于钻井液特性比较复杂，具有杂质含量高、粘性大等特点，长时间使用后泥浆会在传感器膜片表面形成淤积或者附着，这就需要经常对膜片表面进行清理，否则会极大的影响测量精度；另外，由于钻井液的高腐蚀性，会对膜片造成不可逆的损害，极大的影响了传感器的寿命。

我国含气量比较高的油田，例如地处四川盆地的四川油田，对这种接触型密度传感器的挑战更大，尤其含硫的钻井液会加速变送器膜片的腐蚀；因此，研究能够适应钻井施工过程中各类钻井液环境的密度传感器意义重大。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的非接触式钻井液密度传感器。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

非接触式钻井液密度传感器，包括深探头和浅探头，所述深探头的导气孔和浅探头的导气孔分别密封连接有深探头毛细导气管和浅探头毛细导气管，且深探头和浅探头分别密封螺纹连接有深探头抗压管和浅探头抗压管，所述深探头毛细导气管和浅探头毛细导气管分别从深探头抗压管和浅探头抗压管的内部穿过，且深探头抗压管和浅探头抗压管的内部分别设有深探头温度传感器和浅探头温度传感器，所述深探头温度传感器和浅探头温度传感器分别通过导热材料固定于深探头抗压管与深探头的连接处和浅探头抗压管和浅探头的连接处，且深探头温度传感器和浅探头温度传感器均连接有信号线，两条信号线分别从深探头抗压管和浅探头抗压管的内部穿过，所述深探头抗压管远离深探头的一端和浅探头抗压管远离浅探头的一端分别螺纹连接有中央处理器防爆箱上的深探头过孔和浅探头过孔，且深探头毛细导气管远离深探头的一端和浅探头毛细导气管远离浅探头的一端均延伸至中央处理器防爆箱内，深探头毛细导气管远离深探头的一端和浅探头毛细导气管远离浅探头的一端均连接有位于中央处理器防爆箱内的中央处理器，两条信号线均延伸至中央处理器防爆箱内与中央处理器连接。

优选的，所述深探头抗压管连接有两个双孔固定卡箍，且深探头抗压管通过双孔固定卡箍与浅探头抗压管连接，双孔固定卡箍用以保证深探头抗压管和浅探头抗压管平行。

优选的，所述中央处理器中集成了双路气体压力采集通道和温度采集通道，双路气体压力采集通道分别与深探头毛细导气管和浅探头毛细导气管连接，双路温度采集通道分别与两条信号线连接。

优选的，所述深探头毛细导气管和浅探头毛细导气管均采用不锈钢材质制成，且深探头毛细导气管和浅探头毛细导气管采用软导管与中央处理器的气体压力传感器连接。

优选的，还包括深探头整流罩和浅探头整流罩，深探头整流罩和浅探头整流罩分别螺纹安装于深探头和浅探头上，所述深探头整流罩和浅探头整流罩均采用耐腐蚀性特氟龙制成，方便清洗以及更换。

本发明中，所述非接触式钻井液密度传感器通过探头以及毛细导气管将钻井液对气体的压力传导至中央处理器上的气体压力传感器上，实现了钻井液压力的非接触式测量，彻底避免由于钻井液腐蚀带来的影响，具有结构简单、可靠性高、即插即用、方便维护等优点，传感器集成了双温度传感器、双气体压力传感器，不仅仅能够计算出钻井液的密度，还能够实时计算出钻井液液位以及当前钻井液温度，这些参数对于钻井施工都非常重要，以往需要多个传感器单元才能实现的功能该传感器能独立实现，这样即节省了成本又减少了系统的复杂性，本发明实现了钻井液与压力传感器的空气隔离，并且采用温度补偿+非线性相关算法实现精确的密度计算，结构简单，使用方便，成本低。

附图说明

图1为本发明提出的非接触式钻井液密度传感器的结构示意图；

图2为本发明提出的非接触式钻井液密度传感器的部分结构示意图。

图中：1深探头、2深探头毛细导气管、3深探头抗压管、4深探头温度传感器、5浅探头、6浅探头毛细导气管、7浅探头抗压管、8浅探头温度传感器、9中央处理器防爆箱、10中央处理器、11双孔固定卡箍。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-2，本实施例提出了非接触式钻井液密度传感器，包括深探头1和浅探头5，深探头1的导气孔和浅探头5的导气孔分别密封连接有深探头毛细导气管2和浅探头毛细导气管6，且深探头1和浅探头5分别密封螺纹连接有深探头抗压管3和浅探头抗压管7，深探头毛细导气管2和浅探头毛细导气管6分别从深探头抗压管3和浅探头抗压管7的内部穿过，且深探头抗压管3和浅探头抗压管7的内部分别设有深探头温度传感器4和浅探头温度传感器8，深探头温度传感器4和浅探头温度传感器8分别通过导热材料固定于深探头抗压管3与深探头1的连接处和浅探头抗压管7和浅探头5的连接处，且深探头温度传感器4和浅探头温度传感器8均连接有信号线，两条信号线分别从深探头抗压管3和浅探头抗压管7的内部穿过，深探头抗压管3远离深探头1的一端和浅探头抗压管7远离浅探头5的一端分别螺纹连接有中央处理器防爆箱9上的深探头过孔和浅探头过孔，且深探头毛细导气管2远离深探头1的一端和浅探头毛细导气管6远离浅探头5的一端均延伸至中央处理器防爆箱9内，深探头毛细导气管2远离深探头1的一端和浅探头毛细导气管6远离浅探头5的一端均连接有位于中央处理器防爆箱9内的中央处理器10，两条信号线均延伸至中央处理器防爆箱9内与中央处理器10连接，非接触式钻井液密度传感器通过探头以及毛细导气管将钻井液对气体的压力传导至中央处理器10上的气体压力传感器上，实现了钻井液压力的非接触式测量，彻底避免由于钻井液腐蚀带来的影响，具有结构简单、可靠性高、即插即用、方便维护等优点，传感器集成了双温度传感器、双气体压力传感器，不仅仅能够计算出钻井液的密度，还能够实时计算出钻井液液位以及当前钻井液温度，这些参数对于钻井施工都非常重要，以往需要多个传感器单元才能实现的功能该传感器能独立实现，这样即节省了成本又减少了系统的复杂性，本发明实现了钻井液与压力传感器的空气隔离，并且采用温度补偿+非线性相关算法实现精确的密度计算，结构简单，使用方便，成本低。

本实施例中，深探头抗压管3连接有两个双孔固定卡箍11，且深探头抗压管3通过双孔固定卡箍11与浅探头抗压管7连接，双孔固定卡箍11用以保证深探头抗压管3和浅探头抗压管7平行，中央处理器10中集成了双路气体压力采集通道和温度采集通道，双路气体压力采集通道分别与深探头毛细导气管2和浅探头毛细导气管6连接，双路温度采集通道分别与两条信号线连接，深探头毛细导气管2和浅探头毛细导气管6均采用不锈钢材质制成，且深探头毛细导气管2和浅探头毛细导气管6采用软导管与中央处理器10的气体压力传感器连接，还包括深探头整流罩和浅探头整流罩，深探头整流罩和浅探头整流罩分别螺纹安装于深探头1和浅探头5上，深探头整流罩和浅探头整流罩均采用耐腐蚀性特氟龙制成，方便清洗以及更换，非接触式钻井液密度传感器通过探头以及毛细导气管将钻井液对气体的压力传导至中央处理器10上的气体压力传感器上，实现了钻井液压力的非接触式测量，彻底避免由于钻井液腐蚀带来的影响，具有结构简单、可靠性高、即插即用、方便维护等优点，传感器集成了双温度传感器、双气体压力传感器，不仅仅能够计算出钻井液的密度，还能够实时计算出钻井液液位以及当前钻井液温度，这些参数对于钻井施工都非常重要，以往需要多个传感器单元才能实现的功能该传感器能独立实现，这样即节省了成本又减少了系统的复杂性，本发明实现了钻井液与压力传感器的空气隔离，并且采用温度补偿+非线性相关算法实现精确的密度计算，结构简单，使用方便，成本低。

本实施例中，非接触式密度传感器安装时需要保证垂直，即传感器的深探头抗压管3以及浅探头抗压管7与被测量的液面垂直，传感器使用时，仅需保证被测液体接同时接触深探头1和浅探头5即可，被测液体分别压缩深探头1以及浅探头5内部的封闭气体，所产生的压强分别通过深探头毛细导气管2以及浅探头毛细导气管6传导给中央处理器10中的双路气体压力采集通道，同时深探头1以及浅探头5内部的封闭气体温度分别由深探头温度传感器4以及浅探头温度传感器8转换成电信号传递给中央处理器10中的双路温度采集通道；中央处理器10通过这四个变量最终计算出被测液体密度。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。