專利名稱：一種內(nèi)置式油氣井出砂信號檢測傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于油氣井的實(shí)時(shí)出 砂監(jiān)測的內(nèi)置式油氣井出砂信號檢測傳感器。
背景技術(shù)：
在油田油氣開采過程中，油氣井的合理出砂可以提高油氣的開采 效率，但出砂嚴(yán)重時(shí)將損壞石油機(jī)械，對安全生產(chǎn)帶來重大隱患，同 時(shí)也嚴(yán)重地影響了生產(chǎn)效率，所以實(shí)時(shí)監(jiān)測油氣井出砂，預(yù)測出砂情 況對油氣開發(fā)有著重要的意義。
油氣井的出砂監(jiān)測，多采用聲測法，目前國內(nèi)還沒見到用于出砂 信號檢測的傳感器。國外該技術(shù)情況如下
美國專利(專利號US4131815 )中提到的傳感器采用壓電陶
瓷作為敏感件，利用不銹鋼材料的棒材作為傳輸聲震動信號，壓電陶 瓷放在棒材的頂端，感受砂粒對棒材沖擊的信號，此信號經(jīng)過濾波、 放大后得到有用的信號，推算出管道中流體的含砂量。但此傳感器 由于壓電陶瓷放在棒的頂端，所以造成傳輸中能量的衰減，存在靈敏
度不高的缺點(diǎn)。同樣在美國專利(專利號US4240287)中，主要介 紹了測砂的方法，該方法選用的出砂信號傳感器也是利用壓電陶瓷作 為敏感件的，但沒給出傳感器的具體結(jié)構(gòu)。
另一種內(nèi)置的測砂傳感器為電阻率式的(見SPE30644)，其工作
3原理為將一種長度、寬度、厚度固定的特殊金屬材料制成的探頭插 入管道內(nèi)，當(dāng)砂粒與該金屬探頭碰撞時(shí)造成金屬量的缺損，這種金屬 量的缺損可引起電阻率的變化。當(dāng)對該金屬探頭施加恒定電流時(shí)，這 種電阻率變化必然引起該探頭上電壓的變化，從而可計(jì)算出油氣水中 的含砂量，但該傳感器最大的缺點(diǎn)是使用壽命短，在更換傳感器時(shí)， 會影響正常生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種內(nèi)置 式油氣井出砂信號檢測傳感器，可用于油氣井的連續(xù)出砂、災(zāi)難出砂 等出砂信號的檢測，具有靈敏度高的特點(diǎn)。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下 一種內(nèi)置式油氣井出砂信號檢測傳感器，包括一可插入管道中 的金屬棒l，金屬棒l的末端表面環(huán)繞有壓電薄膜2，壓電薄膜2的 外表面壓覆有PET金屬薄膜3，金屬棒1的上端表面設(shè)置有螺絲4、 螺帽5，螺帽5的上方為一空腔6，保護(hù)盒8扣在空腔6上，空腔6 內(nèi)安裝有信號調(diào)理電路板7。
所述的信號調(diào)理電路板7的輸出端導(dǎo)線11從保護(hù)盒8的側(cè)面引出。
所述的壓電薄膜2通過同軸電纜線10與信號調(diào)理電路板7相連。 所述的環(huán)繞有壓電薄膜2的金屬棒1的末端長度必須超過管道的 中心軸線以下。
所述的PET金屬薄膜3的壓覆邊界要大于壓電薄膜2邊界至少3mm。
由于本發(fā)明將壓電薄膜2直接纏繞在金屬棒1的末端，流體中的砂 粒能直接碰撞壓電薄膜2敏感件，所以敏感度靈敏，精度高；將信號 調(diào)理電路板7直接安裝在金屬棒1的上端空腔6內(nèi)，把壓電薄膜2感受到 的出砂電荷信號轉(zhuǎn)換成不同幅度電壓信號，從而減少了電荷的損失， 也為出砂信號的進(jìn)一步處理提供了條件。


附圖是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)敘述。
參照附圖， 一種內(nèi)置式油氣井出砂信號檢測傳感器，包括一可插 入管道的金屬棒l，金屬棒1的末端表面環(huán)繞有壓電薄膜2，壓電薄膜2 的外表面壓覆有PET金屬薄膜3加以保護(hù)，PET金屬薄膜3的壓覆邊界要 大于壓電薄膜2邊界至少3ram，保證流體不接觸壓電薄膜2的表面電極 以及不滲到金屬棒1與壓電薄膜2的之間，金屬棒l的上端表面設(shè)置有 螺絲4、六邊形螺帽5，實(shí)際使用時(shí)以方便用扳手把金屬棒l固緊在管 道上，六邊形螺帽5的上方為一空腔6，空腔6內(nèi)安裝有信號調(diào)理電路 板7，壓電薄膜2通過同軸電纜線10與信號調(diào)理電路板7相連，保護(hù)盒8 扣在空腔6上，通過三個螺絲9和密封墊12固定密封空腔6。
所述的環(huán)繞有壓電薄膜2的金屬棒1的末端長度必需超過管道的 中心軸線以下，這是因?yàn)樯傲Ｓ捎谥亓ψ饔枚嘣诠艿纼?nèi)的下半部分流 動；再者也為了減少砂粒對金屬棒的腐蝕。本發(fā)明的工作原理為將本發(fā)明插入到攜有砂粒的輸油/氣管道 里，特別注意本發(fā)明的金屬棒l下端必須位于管道的中心軸線以下， 流體中的砂粒碰撞到金屬棒l的下端，壓電薄膜2感受到砂粒的碰撞后
在兩極間產(chǎn)生電荷，該電荷信號通過同軸電纜線io將其傳到信號調(diào)理 電路7中，經(jīng)過信號調(diào)理電路7處理后由導(dǎo)線11輸出。
權(quán)利要求
1、一種內(nèi)置式油氣井出砂信號檢測傳感器，包括一可插入管道中的金屬棒(1)，其特征在于，金屬棒(1)的末端表面環(huán)繞有壓電薄膜(2)，壓電薄膜(2)的外表面壓覆有PET金屬薄膜(3)，金屬棒(1)的上端表面設(shè)置有螺絲(4)、螺帽(5)，螺帽(5)的上方為一空腔(6)，保護(hù)盒(8)扣在空腔(6)上，空腔(6)內(nèi)安裝有信號調(diào)理電路板(7)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)置式油氣井出砂信號檢測傳感 器，其特征在于，所述的信號調(diào)理電路板(7)的輸出端導(dǎo)線(11) 從保護(hù)盒(8)的側(cè)面引出。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)置式油氣井出砂信號檢測傳感 器，其特征在于，所述的壓電薄膜(2)通過同軸電纜線(10)與信 號調(diào)理電路板(7)相連。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)置式油氣井出砂信號檢測傳感 器，其特征在于，所述的環(huán)繞有壓電薄膜(2)的金屬棒(1)的末端 長度必需超過管道的中心軸線以下。
5、根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種內(nèi)置式油氣井出砂信號檢測傳感 器，其特征在于，所述的PET金屬薄膜(3)的壓覆邊界要大于壓電 薄膜(2)邊界至少3mm。
全文摘要
一種內(nèi)置式油氣井出砂信號檢測傳感器，包括一可插入管道中的金屬棒1，金屬棒1的末端表面環(huán)繞有壓電薄膜2，壓電薄膜2的外表面壓覆有PET金屬薄膜3加以保護(hù)，金屬棒1的上端表面設(shè)置有螺絲4、螺帽5，螺帽5的上方為一空腔6，保護(hù)盒8扣在空腔6上，空腔6內(nèi)安裝有信號調(diào)理電路板7；將本發(fā)明插入到攜有砂粒的輸油/氣管道里，流體中的砂粒碰撞到金屬棒1的下端，壓電薄膜2感受到砂粒的碰撞后后在兩極間產(chǎn)生電荷，通過同軸電纜線10將該電荷信號傳到信號調(diào)理電路7中，經(jīng)過信號調(diào)理電路7處理后由導(dǎo)線11輸出，具有靈敏度高的特點(diǎn)。
文檔編號E21B47/12GK101581220SQ20091002302
公開日2009年11月18日 申請日期2009年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月23日
發(fā)明者黨瑞榮, 馮旭東, 高國旺 申請人:西安石油大學(xué)