专利名称：一种插装式的电阻率电导率传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电阻率电导率传感器，尤其是用于高温高压环境的一种插装式的电阻率电导率传感器。
背景技术：
传感器在工业生产中应用广泛，类型多样，尤其是电阻率和/或电导率传感器的应用最为普遍，他们的基本原理都是将其置入流体中间，感测流体的信号的强弱来实现对电阻率或者电导率的测量，进而根据使用环境判断需要的参数，达到应用该传感器的装置所实现的目的。
在进行石油开采的时候，这种传感器的应用最为广泛，石油钻井作业中的测井(从地球深处搜集并记录地质信息的过程)过程是十分必要的，一般都是采用插装式电阻率或者电导率传感器感应地下的信号，由电阻率或电导率的大小确定地下存在哪种物质，以石油为例，如果石油的含量较高，则电阻率较高，电导率较小。在参数测量短节中，采用的电阻率传感器，一般包括六个电极，即两个发射电极、两个接收电极以及两个等电位电极，将传感器由钻头放入井眼之后，通过测量接收电极电压获得泥浆电阻率的信息，进而确定是否有石油存在，再确定下一步的开采计划。而由于开采环境较为恶劣，要求电极系的结构加工比较复杂，绝缘性要求很高，并且一般同时设置温度传感器，以便随时对检测系统的温度监测，保证系统的安全运行，该温度传感器是由铂膜电阻和特高精度电阻构成测试桥，由测量热敏电阻的电阻获得泥浆的温度，由于热敏电阻承压要求高，安装结构比较紧凑，加工难度很大，这就很大程度上增加了开采成本。并且一般只是对电阻率或者电导率进行测量，并不能十分精确的对地下存在的物质做出判断。
而现有的电导率传感器一般是由一个内部带三个铂电极的玻璃电导池构成，使用的时候将其放入溶液中进行测量流体的电导率，进而对流体的含有成分作出判断。
上述的电阻率电导率传感器都不能适应高温高压的工作环境，所以一种能适应高温高压的苛刻的工作环境，并且能精确对地下所含物质进行测量的传感器实为业界所需求。
发明内容
本实用新型解决现有技术中的电阻率以及电导率传感器在高温高压环境下容易损坏，并且测量不精确的技术问题，其发明目的是提供一种插装式的电阻率电导率传感器，具有结构紧密、测量精确以及适用于高温高压的环境。
本实用新型的技术方案是这样的一种插装式的电阻率电导率传感器，插装在检测装置的机体内，包括外壳，该外壳由螺接或卡合的上、下密封盖两部分构成，下密封盖侧壁为绝缘体，下密封盖的空间内上、下插接设有电阻率测量装置以及电导率测量装置，该外壳的上密封盖的侧壁上设有供流体流通的流体入口，下密封盖的侧壁上设有供液体流通的流体出口，其中，电阻率测量装置、下密封盖侧壁以及上密封盖之间形成一个与流体入口相通的第一腔体，流体由上密封盖通孔流入第一腔体，电阻率测量装置和电导率测量装置的内部具有与第一腔体导通的第二腔体，电导率测量装置、下密封盖侧壁与下密封盖之间形成有与第二腔体和流体出口相连通的第三腔体。
所述的电阻率测量装置包括绝缘内芯、发射线圈、接收线圈、屏蔽环以及内承压套，该内承压套套设在绝缘内芯外部，所述的发射线圈与接收线圈套设在绝缘内芯上，且两线圈分别设在由屏蔽环与内承压管构成的空间内。
所述的绝缘内芯为中空管状；所述的内承压管为金属材料；所述的屏蔽环由圆筒形屏蔽板和向内形成的环形隔板组成，所述的接收线圈和发射线圈分别设在由屏蔽环和内承压管构成的两个小室内。
所述的屏蔽环外套设有承压套，该承压套上开有一个轴向的凹槽，用于放置发射与接收线圈与外电路连接的走线。
所述的承压套和屏蔽环朝向上密封盖的一面用靠摩擦力紧密结合在绝缘内芯和下密封盖侧壁之间的密封环压住固定。
所述的电导率测量装置包括内绝缘套、金属内芯以及密封体，所述的内绝缘套与密封体之间形成的第二腔体与电阻率测量装置内的第二腔体连通，所述的金属内芯和密封体构成电容的两极，两者之间经第三腔体间流体的耦合。
所述的金属内芯由绝缘密封座固定。
所述的下密封盖上设有走线孔，该走线孔采用密封塞密封。
由以上的技术方案可知，本实用新型的技术效果是显著的，该方案将电阻和电导率的传感器集成在一块，结构紧密，体积小，并且采用金属材料且密封性能好，能耐高温高压，特别适用于石油钻井等高温高压环境下对流体电阻率和电导率的测试。
图1为本实用新型所述的电阻率电导率传感器的较佳实施例的结构剖视图。
具体实施方式
本实用新型提出一种插装式的电阻率电导率传感器，如图1所示为本实用新型所述的传感器的结构剖视图，该传感器包括外壳1、电阻率测量装置2以及电导率测量装置3，其中外壳1至少包括有螺接或卡合的上密封盖5和下密封盖20，下密封盖20的侧壁为绝缘体。在本实用新型的实施例中，下密封盖20的侧壁也可由插入在下密封盖20内壁的外绝缘套12构成。
本实用新型在使用时，需要将其插装在机体11内(该机体是检测装置中的部件，用来安装本实用新型)，其中上、下密封盖上各设有一组四个通孔将内部腔体和机体11的流体入口31、流体出口31相连通，在流体入口31和流体出口32外的机体11上形成有环形通道，两组通孔的上下两侧以及它们之间的盖体上都有一个环形的密封圈，对本实用新型的结构起到密封作用。在本实施例中，下密封盖20上形成有走线孔，用于放置传感器通向外部电路的走线，该走线孔可以用密封塞16堵住，以避免在苛刻的环境下对线路造成破坏，保证线路安全。
本实用新型的外壳1中的构成下密封盖20侧壁的外绝缘套12内部的上、下部分分别装设有电阻率测量装置2和电导率测量装置3，其中电阻率测量装置2、外绝缘套12(下密封盖20的侧壁)与上密封盖5之间形成有一个与流体入口31相连通的第一腔体a；电阻率测量装置2和电导率测量装置3的内部形成有与第一腔体a连通的第二腔体b；电导率测量装置3、外绝缘套12(下密封盖20的侧壁)与下密封盖20之间形成有与第二腔体b和流体出口32相连通的第三腔体c。本实用新型安装在检测装置上后，被放在井中，流体会由流体入口31流入所述的第一腔体a、第二腔体b以及第三腔体c中，再由流体出口32流出，电阻率测量装置2以及电导率测量装置即可根据流体的状况将测量的数据通过导线传送至外部电路，再由外部电路对其进行处理。
本实用新型中所述的电阻率测量装置2包括管状的绝缘内芯6，该绝缘内芯6外套设有非金属材料的内承压管31，用于辅助承受绝缘内芯6内流体的压力，内承压管31外还套设有金属材料制成的由圆筒形屏蔽板和其中部向内形成的环形隔板组成的屏蔽环30，在由该屏蔽环30和内承压管31之间形成的两个小室内分别设置发射线圈9和接收线圈10，屏蔽环30外再套上承压套8，该承压套8上开有一个轴向的凹槽，用于放置两线圈连接到外部的走线。承压套8和屏蔽环30朝向上密封盖5的一面用靠摩擦力紧密结合在绝缘内芯6和外绝缘套12(下密封盖的侧壁)之间的密封环7压住，从而得以固定。工作时，发射线圈9发射的电磁波经绝缘内芯6间的流体耦合后由接收线圈10接收，再经线路送到外部电路，外部电路对接收到的信号进行判断，实现对电阻率的测量。
本实用新型中的电导率测量装置3包括内绝缘套15，该内绝缘套15外套设有内密封体17，该密封体17是由金属材料制成，密封体17上设有金属内芯21，流体在该电导率测量装置3内的腔体流动时，金属内芯21与密封体17构成电容的两极，电容的两电极之间通过第三腔体间流体耦合，进而根据所得到电容的值确定检测到的流体的电导率的大小。在具体安装过程中，采用绝缘密封座19对金属内芯进行固定。
在测井过程中采用本实用新型进行感测，本实用新型的电阻率测量装置2中的发射线圈9发射电磁波，电磁波经过液体的耦合后，由接收线圈10接收，并将该信号送出，外部的处理电路通过分析接收信号的强弱，即可计算出流体的电阻率。而本实用新型结构中间电导率测量装置3是由绝缘材料隔开的金属内芯21和密封体17形成了电容的两极，两极间有流体流过，流体的电导率大小直接影响到电容的大小，将该电容串接在振荡电路中，根据振荡频率即可测量出电容，从而推导出流体的电导率。
本实用新型的传感器可使用在多个技术领域，具有很强的使用性，当本实用新型使用在高温高压环境时，需要在传感器的外壳与机体之间设置密封元件，以保证流体的正常流通。
本实用新型所述的传感器在安装的时候，依序将其插接在外壳内即可，安装方便，结构紧凑，在测量过程中使用方便；另外，因为采用电阻率传感器与电导率传感器测量的电阻率与电导率的范围不相同，所以本实用新型将两者结合起来，结构集成在一起，就可以在测量的时候同时对两个参数进行测量，以取得精确的测量结果，尤其应用在石油开采过程中，同时进行测量，可以很大程序上提高测量的精度；另外本实用新型的结构简单，紧凑，安装方便，具有很强的实用性。
权利要求1.一种插装式的电阻率电导率传感器，插装在检测装置的机体内，包括外壳，其特征在于，该外壳由螺接或卡合的上、下密封盖两部分构成，下密封盖侧壁为绝缘体，下密封盖的空间内上、下插接设有电阻率测量装置以及电导率测量装置，该外壳的上密封盖的侧壁上设有供流体流通的流体入口，下密封盖的侧壁上设有供液体流通的流体出口，其中，电阻率测量装置、下密封盖侧壁以及上密封盖之间形成一个与流体入口相通的第一腔体，流体由上密封盖通孔流入第一腔体，电阻率测量装置和电导率测量装置的内部具有与第一腔体导通的第二腔体，电导率测量装置、下密封盖侧壁与下密封盖之间形成有与第二腔体和流体出口相连通的第三腔体。
2.根据权利要求1所述的一种插装式的电阻率电导率传感器，其特征在于，所述的电阻率测量装置包括绝缘内芯、发射线圈、接收线圈、屏蔽环以及内承压套，该内承压套套设在绝缘内芯外部，所述的发射线圈与接收线圈套设在绝缘内芯上，且两线圈分别设在由屏蔽环与内承压管构成的空间内。
3.根据权利要求2所述的一种插装式的电阻率电导率传感器，其特征在于，所述的绝缘内芯为中空管状；所述的内承压管为金属材料；所述的屏蔽环由圆筒形屏蔽板和向内形成的环形隔板组成，所述的接收线圈和发射线圈分别设在由屏蔽环和内承压管构成的两个小室内。
4.根据权利要求3所述的一种插装式的电阻率电导率传感器，其特征在于，所述的屏蔽环外套设有承压套，该承压套上开有一个轴向的凹槽，放置发射与接收线圈与外电路连接的走线。
5.根据权利要求4所述的一种插装式的电阻率电导率传感器，其特征在于，所述的承压套和屏蔽环朝向上密封盖的一面由结合在绝缘内芯和下密封盖侧壁之间的密封环压住固定。
6.根据权利要求1所述的一种插装式的电阻率电导率传感器，其特征在于，所述的电导率测量装置包括内绝缘套、金属内芯以及密封体，所述的内绝缘套与密封体之间形成的第二腔体与电阻率测量装置内的第二腔体连通，所述的金属内芯和密封体构成电容的两极，两者之间经第三腔体间流体的耦合。
7.根据权利要求6所述的一种插装式的电阻率电导率传感器，其特征在于，所述的金属内芯由绝缘密封座固定。
8.根据权利要求1所述的一种插装式的电阻率电导率传感器，其特征在于，所述的下密封盖上设有走线孔，该走线孔采用密封塞密封。
专利摘要本实用新型为一种插装式的电阻率电导率传感器，包括外壳，该外壳至少由螺纹连接或卡合的上、下密封盖两部分构成，下密封盖侧壁为绝缘体，下密封盖的空间内上、下插接设有电阻率测量装置以及电导率测量装置，该外壳上设有供流体流通的流体入口以及流体出口，其中，电阻率测量装置、下密封盖侧壁以及上密封盖之间形成一个与流体入口相通的第一腔体，电阻率测量装置和电导率测量装置的内部具有与第一腔体导通的第二腔体，电导率测量装置、下密封盖侧壁与下密封盖之间形成有与第二腔体和流体出口相连通的第三腔体。本实用新型具有结构紧密、安装方便、测量精确以及适用于高温高压的环境的优点。
文档编号E21B47/00GK2840073SQ200520133499
公开日2006年11月22日 申请日期2005年11月24日 优先权日2005年11月24日
发明者冯永仁, 刘畅 申请人:中国海洋石油总公司, 中海油田服务股份有限公司