[发明专利]一种基于变位移机构的井筒环空压力传感器

说明书

本发明公开一种基于变位移机构的井筒环空压力传感器，包括变形舱、电路舱、电缆防水接头、铠装电缆；电路舱的内部设有电路板、固定板、分别设于固定座的两侧面的第一电极板及第二电极板，由第一电极板及第二电极板形成电容，并通过电路板测量其电容值；变形舱的内部设有导向板、穿过导向板并用于反映变形舱的变形位移的位移杆、与位移杆均连接的第一连杆和第二连杆，井筒环空压力造成变形舱变形进而带动其内部的第一连杆和第二连杆、位移杆移动，位移杆在第一电极板及第二电极板之间的移动将改变其电容值；电路板与铠装电缆连接，并通过其实时发送电容值。本发明的传感器采用变位移机构测量压力，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，尤其涉及一种基于变位移机构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变位移机构的井筒环空压力传感器，采用变位移机构测量压力，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：一种基于变位移机构的井筒环空压力传感器，所述基于变位移机构的井筒环空压力传感器包括变形舱、与所述变形舱连接的电路舱、与所述电路舱连接的电缆防水接头、穿过所述电缆防水接头和电路舱的铠装电缆；

所述电路舱的内部设有电路板、固定板、分别设于所述固定座的两侧面的第一电极板及第二电极板，由所述第一电极板及第二电极板形成电容，并通过所述电路板测量其电容值；

所述变形舱的内部设有导向板、穿过所述导向板并用于反映所述变形舱的变形位移的位移杆、与所述位移杆均连接的第一连杆和第二连杆，井筒环空压力造成所述变形舱变形而带动其内部的所述第一连杆和第二连杆移动，进而通过所述第一连杆和第二连杆来移动所述位移杆，所述位移杆在所述第一电极板及第二电极板之间移动而改变所述第一电极板及第二电极板之间的电容值，通过所述第一电极板及第二电极板之间的电容值反映井筒环空压力；

所述电路板与铠装电缆连接，并通过所述铠装电缆实时发送所述第一电极板及第二电极板之间的电容值，通过电容值计算井筒环空压力值。

进一步地，所述电路舱的外部设有阶梯孔，所述电缆防水接头通过所述电路舱的阶梯孔与电路舱连接。

进一步地，在所述电路舱的阶梯孔中设有第一垫片，所述电缆防水接头与电路舱连接的同时将所述第一垫片压紧进行密封，同时也将所述铠装电缆抱紧进行密封。

进一步地，所述电路舱的内部设有凹槽，在所述电路舱的凹槽内设有多个盲孔。