钻井液密度传感器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及钻井液密度测量装置【技术领域】，是一种钻井液密度传感器，包括安装杆、防爆盒、变送电路板、拉力传感器、连接杆和重锤体；防爆盒内固定安装有变送电路板，变送电路板上设有密度信号输入端、密度信号输出端、供电输入端和供电输出端，密度信号输入端和供电输出端分别与拉力传感器的信号输出端和供电端电连接在一起；拉力传感器的弹性体的底部固定安装有连接杆，连接杆的底部固定安装有重锤体。本实用新型结构合理而紧凑，其可通过密度信号输入端接收拉力传感器的信号，然后由变送电路板完成数据信号处理后通过密度信号输出端向读取密度的装置发出密度信号；具有结构简单，安装方便，不限于环境的影响，且精度高的特点。
【专利说明】钻井液密度传感器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及钻井液密度测量装置【技术领域】，是一种钻井液密度传感器。
【背景技术】
[0002]目前常用的钻井液密度传感器多以压差式密度传感器为主，其使用密封油路传压，且通过测量间隔安装的膜片间的压力差完成密度测量，其存在结构复杂笨重，对安装环境要求较高，携带和安装不便，且测量精度不理想的问题。
【发明内容】
[0003]本实用新型提供了一种钻井液密度传感器，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有压差式密度传感器存在结构复杂笨重，对安装环境要求较高，携带和安装不便，且测量精度不理想的问题。
[0004]本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的:一种钻井液密度传感器，包括安装杆、防爆盒、变送电路板、拉力传感器、连接杆和重锤体；安装杆上分别固定安装有防爆盒和拉力传感器；防爆盒内固定安装有变送电路板，变送电路板上设有密度信号输入端、密度信号输出端、供电输入端和供电输出端，密度信号输入端和供电输出端分别与拉力传感器的信号输出端和供电端电连接在一起；拉力传感器的弹性体的底部固定安装有连接杆，连接杆的底部固定安装有重锤体。
[0005]下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进:
[0006]上述重锤体可呈锥体状，重锤体的顶部固定有连接环，连接杆和重锤体通过连接环固定安装在一起。
[0007]上述重锤体可呈空心锥体状，重锤体上有与其内腔相通的配重窗口，配重窗口内安装有能装卸且能密封的配重塞。
[0008]上述配重窗口内可有内锥管螺纹，配重塞为能与内锥管螺纹相配合的丝堵。
[0009]上述对应重锤体位置的安装杆上可固定安装有围绕在重锤体四周的防护罩，防护罩上间隔分布有通液孔。
[0010]上述防护罩可呈截面为圆形或方形的筒状，防护罩上间隔均布有通液孔。
[0011]上述连接杆可包括上接杆、缓冲弹簧和下接杆，上接杆、缓冲弹簧和下接杆由上至下依次固定安装在一起，上接杆的上端与拉力传感器的弹性体的底部固定安装在一起，下接杆的底部与重锤体的上端固定安装在一起。
[0012]上述变送电路板上可集成有带温度补偿的恒流源电路、能将拉力传感器的输出信号放大并调整为方便直接测量的电压信号的信号放大电路和能调节增益及零位的调节电路。
[0013]本实用新型结构合理而紧凑，其通过采用拉力传感器可提高密度测量精度，使用时，可通过外部电源供电输入端为变送电路板供电，再通过供电输出端为拉力传感器供电，并通过密度信号输入端接收拉力传感器的差分电压信号，然后可由变送电路板完成数据信号处理后通过密度信号输出端向读取密度的装置发出密度信号；具有结构简单，安装使用方便，不限于环境的影响，且测量精度高的特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]附图1为本实用新型最佳实施例的主视结构示意图。
[0015]附图2为附图1的右视局部剖视结构示意图。
[0016]附图中的编码分别为:1为安装杆，2为防爆盒，3为拉力传感器，4为重锤体，5为连接环，6为配重塞，7为防护罩，8为通液孔，9为上接杆，10为缓冲弹簧，11为下接杆。
【具体实施方式】
[0017]本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
[0018]在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如:前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。
[0019]下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述:
[0020]如附图1、2所示，该钻井液密度传感器包括安装杆1、防爆盒2、变送电路板、拉力传感器3、连接杆和重锤体4；安装杆1上分别固定安装有防爆盒2和拉力传感器3；防爆盒
2内固定安装有变送电路板，变送电路板上设有密度信号输入端、密度信号输出端、供电输入端和供电输出端，密度信号输入端和供电输出端分别与拉力传感器3的信号输出端和供电端电连接在一起；拉力传感器3的弹性体的底部固定安装有连接杆，连接杆的底部固定安装有重锤体4。拉力传感器3又叫电阻应变式传感器，是一种将物理信号转变为可测量的电信号输出的装置，其工作原理为:弹性体(弹性元件，敏感梁)在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在其表面的电阻应变片(转换元件)也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化(增大或减小),再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号(电压或电流),从而完成了将外力变换为电信号的过程，具有精度高，测量范围广，寿命长，结构简单，频响特性好，能在恶劣条件下工作，易于实现小型化、整体化和品种多样化等优点。在使用过程中，将密度信号输出端与读取密度的装置电连接在一起，将供电输入端与外部电源电连接在一起，然后移动安装杆1并将重锤体4完全浸没入钻井液中；此时，可通过外部电源供电输入端为变送电路板供电，再通过供电输出端为拉力传感器3供电，并通过密度信号输入端接收拉力传感器3的差分电压信号，然后可由变送电路板完成数据信号处理后通过密度信号输出端向读取密度的装置发出密度信号；再通过调整变送电路板的设置使其输出的电信号与其受到的浮力成正比，而根据阿基米德定理，浮力正比于钻井液密度，由此即可测量出钻井液的密度；可通过将重锤体4完全浸没在不同位置的钻井液中测量出多组数据，然后求取其平均值，从而提高其测量精度；其具有结构简单，安装使用方便，不限于环境的影响，且测量精度高的特点。
[0021]可根据实际需要，对上述钻井液密度传感器作进一步优化或/和改进:
[0022]如附图1、2所示，重锤体4呈锥体状，重锤体4的顶部固定有连接环5，连接杆和重锤体4通过连接环5固定安装在一起。这样可便于识别重锤体4是否完全浸没入钻井液内，且可减小误差，提高测量精度。
[0023]如附图1、2所示，重锤体4呈空心锥体状，重锤体4上有与其内腔相通的配重窗口，配重窗口内安装有能装卸且能密封的配重塞6。这样可便于使其根据实际情况进行配重，从而确保重锤体4能够完全浸没入各种情况的钻井液内，满足多种需求。根据需求，配重窗口可位于重锤体4的侧壁或底部的任意位置；且配重塞6可采用现有公知技术，如胶塞坐寸。
[0024]如附图1、2所示，配重窗口内有内锥管螺纹，配重塞6为能与内锥管螺纹相配合的丝堵。采用锥管螺纹即可实现良好密封，还具有装卸方便的特点。根据需求，配重塞6为丝堵时，其旋入端的端面可设有内一字或十字凹槽。
[0025]如附图1、2所示，对应重锤体4位置的安装杆1上固定安装有围绕在重锤体4四周的防护罩7，防护罩7上间隔分布有通液孔8。由于钻井液会有一点的扰动，增设缓冲弹簧10能减缓因钻井液扰动而导致的检测信号不稳定的问题，从而提高测量精度。
[0026]如附图1、2所示，防护罩7呈截面为圆形或方形的筒状，防护罩7上间隔均布有通液孔8。这样可进一步提闻测量精度。
[0027]如附图1、2所示，连接杆包括上接杆9、缓冲弹簧10和下接杆11，上接杆9、缓冲弹簧10和下接杆11由上至下依次固定安装在一起，上接杆9的上端与拉力传感器3的弹性体的底部固定安装在一起，下接杆11的底部与重锤体4的上端固定安装在一起。由于钻井液会有一点的扰动，增设缓冲弹簧10能进一步减缓因钻井液扰动而导致的检测信号不稳定的问题，提高其测量精度。
[0028]如附图1、2所示，变送电路板上集成有带温度补偿的恒流源电路、能将拉力传感器3的输出信号放大并调整为方便直接测量的电压信号的信号放大电路和能调节增益及零位的调节电路。根据需求，恒流源电路、信号放大电路和调节电路均可以采用现有公知技术。
[0029]以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
【权利要求】
1.一种钻井液密度传感器，其特征在于包括安装杆、防爆盒、变送电路板、拉力传感器、连接杆和重锤体；安装杆上分别固定安装有防爆盒和拉力传感器；防爆盒内固定安装有变送电路板，变送电路板上设有密度信号输入端、密度信号输出端、供电输入端和供电输出端，密度信号输入端和供电输出端分别与拉力传感器的信号输出端和供电端电连接在一起；拉力传感器的弹性体的底部固定安装有连接杆，连接杆的底部固定安装有重锤体。
2.根据权利要求1所述的钻井液密度传感器，其特征在于重锤体呈锥体状，重锤体的顶部固定有连接环，连接杆和重锤体通过连接环固定安装在一起。
3.根据权利要求2所述的钻井液密度传感器，其特征在于重锤体呈空心锥体状，重锤体上有与其内腔相通的配重窗口，配重窗口内安装有能装卸且能密封的配重塞。
4.根据权利要求3所述的钻井液密度传感器，其特征在于配重窗口内有内锥管螺纹，配重塞为能与内锥管螺纹相配合的丝堵。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的钻井液密度传感器，其特征在于对应重锤体位置的安装杆上固定安装有围绕在重锤体四周的防护罩，防护罩上间隔分布有通液孔。
6.根据权利要求5所述的钻井液密度传感器，其特征在于防护罩呈截面为圆形或方形的筒状，防护罩上间隔均布有通液孔。
7.根据权利要求1或2或3或4或6所述的钻井液密度传感器，其特征在于连接杆包括上接杆、缓冲弹簧和下接杆，上接杆、缓冲弹簧和下接杆由上至下依次固定安装在一起，上接杆的上端与拉力传感器的弹性体的底部固定安装在一起，下接杆的底部与重锤体的上端固定安装在一起。
8.根据权利要求5所述的钻井液密度传感器，其特征在于连接杆包括上接杆、缓冲弹簧和下接杆，上接杆、缓冲弹簧和下接杆由上至下依次固定安装在一起，上接杆的上端与拉力传感器的弹性体的底部固定安装在一起，下接杆的底部与重锤体的上端固定安装在一起。
9.根据权利要求1或2或3或4或6或8所述的钻井液密度传感器，其特征在于变送电路板上集成有带温度补偿的恒流源电路、能将拉力传感器的输出信号放大并调整为方便直接测量的电压信号的信号放大电路和能调节增益及零位的调节电路。
10.根据权利要求7所述的钻井液密度传感器，其特征在于变送电路板上集成有带温度补偿的恒流源电路、能将拉力传感器的输出信号放大并调整为方便直接测量的电压信号的信号放大电路和能调节增益及零位的调节电路。
【文档编号】G01N9/00GK204188483SQ201420595626
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年10月15日 优先权日:2014年10月15日
【发明者】范江华, 朱绪壮, 张莉霞 申请人:中国石油集团西部钻探工程有限公司