[发明专利]一种基于微测距的井筒环空压力传感器

说明书

本发明公开一种基于微测距的井筒环空压力传感器，包括变形舱、与所述变形舱连接的端盖、与所述端盖连接的电缆防水接头、穿过所述电缆防水接头和端盖的铠装电缆；所述变形舱的内部设有固定板、设于所述固定板上的电路板、测距板、安装在所述测距板上的超声探头，井筒环空压力造成所述变形舱变形而改变其内部的所述超声探头的安装面及其对立面之间的距离，通过所述超声探头测量的其安装面及其对立面之间的距离；所述电路板与铠装电缆、超声探头连接，由所述电路板基于所述超声探头的测量距离计算井筒环空压力值，并通过所述铠装电缆实时发送井筒环空压力值。本发明的传感器采用超声测距原理测量压力，精度较高、体积小且适合钻井工况环境要求。

技术领域

本发明涉及地质钻井及仪器仪表技术领域，尤其涉及一种基于微测距的井筒环空压力传感器。

背景技术

近年来，随着中国城镇化的加快，对能源的需求量增加，能源问题已成为制约我国经济社会发展的重要因素，因此必须加快能源勘探开发力度。在能源勘探及后续的开发阶段，都需利用钻井技术对能源进行评估及开采，因此钻井是能源开发的前提。

钻井是利用钻机设备及破岩工具破碎地层，从而形成一个自地表到地球不同深度的孔洞的过程。传统的钻井工艺一般是由钻机、钻杆及钻头等组成。其中位于地表的钻机为钻杆提供旋转动力及向下的压力，钻杆可多根连接使用，钻杆底部连接有钻头，当钻杆带动钻头转动并向下挤压钻头时，钻头将岩石破碎，从而实现钻进的目的。

在钻井的过程中，钻杆与钻孔内壁之间形成环空，环空的压力对于钻井工艺及排采工艺至关重要，它是制定钻井工艺及后续排采工艺的重要参数，因此必须对井筒环空的压力进行实时监测。而现阶段，现有的压力传感器多基于应变原理进行测量，传感器径向体积较大，这与钻孔环空径向尺寸空间狭小相矛盾(钻孔环空径向尺寸有时仅2mm的宽度)，导致现有的压力传感器在井下无法使用。

因此，急需研制一种精度较高、体积小、且适合钻井工况环境要求井筒环空专用压力传感器。

发明内容

有鉴于此，本发明的实施例提供了一种基于微测距的井筒环空压力传感器，采用超声测距原理测量压力，精度较高、体积小、且适合钻井工况环境要求。

为实现上述目的，本发明采用了一种技术方案：一种基于微测距的井筒环空压力传感器，所述基于微测距的井筒环空压力传感器包括变形舱、与所述变形舱连接的端盖、与所述端盖连接的电缆防水接头、穿过所述电缆防水接头和端盖的铠装电缆；

所述变形舱的内部设有固定板、设于所述固定板上的电路板、测距板、安装在所述测距板上的超声探头，井筒环空压力造成所述变形舱变形而改变其内部的所述超声探头的安装面及其对立面之间的距离，通过所述超声探头测量其安装面及其对立面之间的距离，由所述超声探头测量的距离反映井筒环空压力；

所述电路板与铠装电缆、超声探头连接，并通过所述超声探头的测量距离计算井筒环空压力值，并通过所述铠装电缆实时发送井筒环空压力值。

进一步地，所述变形舱的内部设有阶梯凹槽，在所述变形舱的阶梯凹槽内设有方形槽，所述测距板设于所述方形槽内。

进一步地，在所述测距板上设有穿孔，通过所述测距板的穿孔安装所述超声探头。

进一步地，所述变形舱的内部设有阶凹槽，在所述变形舱的阶凹槽上放置所述固定板。

进一步地，在所述固定板上方放置第一垫片，所述端盖放置在所述第一垫片上方。

进一步地，所述端盖上设有第一通孔，所述变形舱上设有第二通孔，第一螺钉穿过所述端盖上的第一通孔后旋入所述变形舱上的第二通孔，将所述端盖与变形舱相连接，同时将所述第一垫片压紧进行密封，同时将所述固定板压紧进行固定。

进一步地，在所述固定板上方放置支座，在所述支座上方放置所述电路板。