壓差密度計(jì)壓力保護(hù)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種壓差密度計(jì)壓力保護(hù)裝置，包括波紋管、壓蓋、彈簧以及波紋管底座；波紋管設(shè)置在波紋管底座上；彈簧套接在壓蓋外部；波紋管內(nèi)部設(shè)置有波紋管內(nèi)腔；波紋管底座上設(shè)置有與波紋管內(nèi)腔相貫通的通道；彈簧通過(guò)壓蓋壓制在波紋管上。本發(fā)明提供了一種穩(wěn)定性好以及可避免浪費(fèi)的壓差密度計(jì)壓力保護(hù)裝置。
【專利說(shuō)明】壓差密度計(jì)壓力保護(hù)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬石油儀器儀表類，涉及一種壓差密度計(jì)壓力保護(hù)裝置，尤其涉及一種用于井下開(kāi)采石油檢測(cè)時(shí)所用壓差密度計(jì)中的壓差傳感器的保護(hù)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前生產(chǎn)測(cè)井主要通過(guò)測(cè)量井內(nèi)流體的密度或持水率以識(shí)別流體。國(guó)內(nèi)開(kāi)采石油所使用的密度計(jì)大部分是放射性密度計(jì)，但是隨著各油田對(duì)安全生產(chǎn)越來(lái)越重視，這種方法所帶的放射源造成的輻射有很大的隱患。壓差密度計(jì)不使用放射源，而是采用微差壓技術(shù)根據(jù)介質(zhì)在一定垂直距離上的差壓值計(jì)算出密度值，其具有精度高，可靠性好，使用安全，方便的優(yōu)點(diǎn)。
[0003]壓差密度計(jì)的核心部件是壓差傳感器，由于井下工作環(huán)境壓力較大能達(dá)到幾十Mpa,而壓差傳感器分辨的壓力差只有幾十Kpa，如果傳感器沒(méi)有相應(yīng)的壓力保護(hù)裝置，井下壓力波動(dòng)超出傳感器量程過(guò)多就會(huì)導(dǎo)致傳感器不可修復(fù)性損壞，致使整個(gè)儀器失效，造成損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決【背景技術(shù)】中存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種穩(wěn)定性好以及可避免浪費(fèi)的壓差密度計(jì)壓力保護(hù)裝置。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:本發(fā)明提供了一種壓差密度計(jì)壓力保護(hù)裝置，其特殊之處在于:所述壓差密度計(jì)壓力保護(hù)裝置包括波紋管、壓蓋、彈簧以及波紋管底座；所述波紋管設(shè)置在波紋管底座上；所述彈簧套接在壓蓋外部；所述波紋管內(nèi)部設(shè)置有波紋管內(nèi)腔；所述波紋管底座上設(shè)置有與波紋管內(nèi)腔相貫通的通道；所述彈簧通過(guò)壓蓋壓制在波紋管上。
[0006]上述壓差密度計(jì)壓力保護(hù)裝置還包括與通道相貫通的第一壓力管以及與壓蓋相連接并給壓蓋進(jìn)行施壓的第二壓力管。
[0007]上述壓差密度計(jì)壓力保護(hù)裝置還包括用于貫通第一壓力管以及第二壓力管的單向閥總成。
[0008]上述單向閥總成包括一個(gè)或兩個(gè)單向閥。
[0009]上述單向閥總成包括一個(gè)單向閥時(shí)，所述第一壓力管通過(guò)單向閥與第二壓力管相貫通；所述單向閥總成包括兩個(gè)單向閥時(shí)，所述兩個(gè)單向閥分別與第一壓力管和第二壓力管相貫通后并聯(lián)設(shè)置在一起。
[0010]上述單向閥包括殼體，分別設(shè)置在殼體兩側(cè)的壓力貫通口，設(shè)置在殼體內(nèi)部的閥芯以及單向閥彈簧；所述閥芯的一端止靠在殼體一側(cè)的壓力貫通口上，另一端通過(guò)彈簧與殼體相連；所述閥芯可沿殼體的軸向進(jìn)行軸向移動(dòng)；所述設(shè)置在殼體兩側(cè)的壓力貫通口通過(guò)閥芯相互貫通。
[0011]上述波紋管是金屬波紋管或非金屬波紋管。[0012]上述波紋管是金屬波紋管時(shí)，所述波紋管是青銅波紋管、黃銅波紋管、不銹鋼波紋管、蒙乃爾合金波紋管或因康鎳爾合金波紋管。
[0013]上述波紋管是單層波紋管或多層波紋管。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
[0015]本發(fā)明提供了一種壓差密度計(jì)壓力保護(hù)裝置，該裝置是在當(dāng)微壓差傳感器兩端分別連接的毛細(xì)管中的硅油感知的壓力差大于三倍的量程時(shí)，開(kāi)始由彈性元件抵消繼續(xù)增加的壓力差或者直接將傳感器兩側(cè)導(dǎo)通，使傳感器兩側(cè)的壓力差不再增加，進(jìn)而保護(hù)傳感器免受損壞。本發(fā)明所提供的壓差密度計(jì)壓力保護(hù)裝置包括波紋管總成以及基于波紋管總成的單向閥總成。
[0016]其中，波紋管總成主要由波紋管、壓蓋、彈簧三部分組成，波紋管內(nèi)腔與微差壓傳感器一端通過(guò)毛細(xì)管連通，波紋管外部與與傳感器另一端連通，安裝時(shí)彈簧通過(guò)壓蓋對(duì)波紋管施加一定預(yù)壓力，彈簧及波紋管的剛度需進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算。當(dāng)波紋管的內(nèi)腔連通的毛細(xì)管中的壓力突然超出波紋管外部連通的毛細(xì)管中的壓力達(dá)到規(guī)定值時(shí)，波紋管根據(jù)自身特性將通過(guò)壓蓋克服彈簧預(yù)壓力并產(chǎn)生向上的位移，隨著位移的增大彈簧的彈力也將增大，直至達(dá)到平衡，并暫時(shí)將沖擊能量?jī)?chǔ)存在彈簧中，隨后逐漸釋放。當(dāng)波紋管外部壓力波動(dòng)超出波紋管內(nèi)腔的壓力達(dá)到規(guī)定值時(shí)，波紋管將產(chǎn)生向下的位移，將壓力波動(dòng)吸收轉(zhuǎn)化為自身的彈性勢(shì)能，并達(dá)到新的平衡，彈簧始終頂在波紋管底座上沒(méi)有動(dòng)作。由于波紋管和彈簧剛度都較小，動(dòng)作響應(yīng)時(shí)間短，所以波紋管總成主要是對(duì)傳感器進(jìn)行壓力沖擊保護(hù)。
[0017]單向閥總成包括閥芯、彈簧、殼體三部分組成。當(dāng)傳感器一端的壓力超出另一端壓力達(dá)到開(kāi)啟壓力時(shí)，閥芯將克服彈簧阻力將傳感器兩側(cè)的毛細(xì)管導(dǎo)通，進(jìn)而消除傳感器兩端壓差，直至超出部分的壓力差消失，單向閥恢復(fù)關(guān)閉狀態(tài)。
[0018]本發(fā)明的熱穩(wěn)定性好、耐腐蝕高，耐靜壓高的特點(diǎn)，可以和絕大多數(shù)介質(zhì)直接接觸，適合在井下比較惡劣的環(huán)境中使用。波紋管彈性特性好，靈敏度高，響應(yīng)時(shí)間短，對(duì)壓力沖擊有效吸收。一個(gè)波紋管可以實(shí)現(xiàn)兩側(cè)過(guò)壓差沖擊保護(hù)。單向閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于制作且計(jì)算簡(jiǎn)單，較為容易的就可以獲取合適的設(shè)計(jì)參數(shù)。模塊化設(shè)計(jì)，拆裝、更換、安裝快速便捷。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是本發(fā)明所提供的波紋管總成的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明所采用的單向閥總成的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]其中:
[0022]1-波紋管底座；2_波紋管；3_壓蓋；4_彈簧；5_波紋管內(nèi)腔；6_通道；7_殼體；
8-閥芯；9_單向閥彈簧；10-壓力貫通口。
【具體實(shí)施方式】
[0023]本發(fā)明提供了一種壓差密度計(jì)壓力保護(hù)裝置，該壓差密度計(jì)壓力保護(hù)裝置首先是波紋管總成，請(qǐng)參見(jiàn)圖1，波紋管總成包括波紋管2、壓蓋3、彈簧4以及波紋管底座I ;波紋管2設(shè)置在波紋管底座I上；彈簧4套接在壓蓋3外部；波紋管2內(nèi)部設(shè)置有波紋管內(nèi)腔5 ;波紋管底座波紋管底座I上設(shè)置有與波紋管內(nèi)腔5相貫通的通道6 ;彈簧4通過(guò)壓蓋3壓制在波紋管2上。[0024]壓差密度計(jì)壓力保護(hù)裝置還包括與通道6相貫通的第一壓力管以及與壓蓋3相連接并給壓蓋3進(jìn)行施壓的第二壓力管。
[0025]波紋管內(nèi)腔5與微差壓傳感器一端通過(guò)毛細(xì)管連通，波紋管2外部與與傳感器另一端連通，安裝時(shí)彈簧4通過(guò)壓蓋3對(duì)波紋管2施加一定預(yù)壓力，彈簧4及波紋管2的剛度需進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算。當(dāng)波紋管2的內(nèi)腔連通的毛細(xì)管中的壓力突然超出波紋管2外部連通的毛細(xì)管中的壓力達(dá)到規(guī)定值時(shí)，波紋管2根據(jù)自身特性將通過(guò)壓蓋3克服彈簧4預(yù)壓力并產(chǎn)生向上的位移，隨著位移的增大彈簧4的彈力也將增大，直至達(dá)到平衡，并暫時(shí)將沖擊能量?jī)?chǔ)存在彈簧4中，隨后逐漸釋放。當(dāng)波紋管2外部壓力波動(dòng)超出波紋管內(nèi)腔5的壓力達(dá)到規(guī)定值時(shí)，波紋管2將產(chǎn)生向下的位移，將壓力波動(dòng)吸收轉(zhuǎn)化為自身的彈性勢(shì)能，并達(dá)到新的平衡，彈簧4始終頂在波紋管底座波紋管底座I上沒(méi)有動(dòng)作。由于波紋管2和彈簧4剛度都較小，動(dòng)作響應(yīng)時(shí)間短，所以波紋管總成主要是對(duì)傳感器進(jìn)行壓力沖擊保護(hù)。
[0026]波紋管2是一種測(cè)壓彈性元件。它是具有多個(gè)橫向波紋的圓柱形薄壁折皺的殼體7，波紋管2具有彈性，在壓力、軸向力、橫向力或彎矩作用下能產(chǎn)生位移。波紋管2在儀器儀表中應(yīng)用廣泛，主要用途是作為壓力測(cè)量?jī)x表的測(cè)量元件，將壓力轉(zhuǎn)換成位移或力。波紋管2管壁較薄，靈敏度較高，測(cè)量范圍為數(shù)十帕至數(shù)十兆帕。波紋管2按構(gòu)成材料可分為金屬波紋管2、非金屬波紋管2兩種；按結(jié)構(gòu)可分為單層和多層。單層波紋管2應(yīng)用較多。多層波紋管2強(qiáng)度高，耐久性好，應(yīng)力小，用在重要的測(cè)量中。波紋管2的材料一般為青銅、黃銅、不銹鋼、蒙乃爾合金和因康鎳爾合金等。
[0027]基于內(nèi)容，本發(fā)明在此基礎(chǔ)上還包括用于貫通第一壓力管以及第二壓力管的單向閥總成。
[0028]由兩個(gè)開(kāi)啟方向相反的單向閥并聯(lián)組成，每一個(gè)單向閥由閥芯8、單向閥彈簧9、殼體7三部分組成。當(dāng)傳感器一端的壓力超出另一端壓力達(dá)到開(kāi)啟壓力時(shí)，閥芯8將克服單向閥彈簧9阻力將傳感器兩側(cè)的毛細(xì)管導(dǎo)通，進(jìn)而消除傳感器兩端壓差，直至超出部分的壓力差消失，單向閥恢復(fù)關(guān)閉狀態(tài)。
[0029]單向閥總成包括一個(gè)或兩個(gè)單向閥。
[0030]單向閥總成包括一個(gè)單向閥時(shí)，第一壓力管通過(guò)單向閥與第二壓力管相貫通；單向閥總成包括兩個(gè)單向閥時(shí)，兩個(gè)單向閥分別與第一壓力管和第二壓力管相貫通后并聯(lián)設(shè)
置在一起。
[0031]單向閥包括殼體7，分別設(shè)置在殼體7兩側(cè)的壓力貫通口 10，設(shè)置在殼體7內(nèi)部的閥芯8以及單向閥彈簧9 ;閥芯8的一端止靠在殼體7—側(cè)的壓力貫通口 10上，另一端通過(guò)單向閥彈簧9與殼體7相連；閥芯8可沿殼體7的軸向進(jìn)行軸向移動(dòng)；設(shè)置在殼體7兩側(cè)的壓力貫通口 10通過(guò)閥芯8相互貫通。
[0032]波紋管2是金屬波紋管或非金屬波紋管。
[0033]波紋管2是金屬波紋管時(shí)，波紋管是青銅波紋管、黃銅波紋管、不銹鋼波紋管、蒙乃爾合金波紋管或因康鎳爾合金波紋管。
[0034]波紋管2是單層波紋管或多層波紋管。
[0035]本發(fā)明提供一種壓差密度計(jì)中的壓力保護(hù)裝置，該裝置可以保護(hù)壓差密度計(jì)中的微壓差傳感器在測(cè)量時(shí)的壓力差超出傳感器受損壓力時(shí)免受損壞。
【權(quán)利要求】
1.一種壓差密度計(jì)壓力保護(hù)裝置，其特征在于:所述壓差密度計(jì)壓力保護(hù)裝置包括波紋管、壓蓋、彈簧以及波紋管底座；所述波紋管設(shè)置在波紋管底座上；所述彈簧套接在壓蓋外部；所述波紋管內(nèi)部設(shè)置有波紋管內(nèi)腔；所述波紋管底座上設(shè)置有與波紋管內(nèi)腔相貫通的通道；所述彈簧通過(guò)壓蓋壓制在波紋管上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓差密度計(jì)壓力保護(hù)裝置，其特征在于:所述壓差密度計(jì)壓力保護(hù)裝置還包括與通道相貫通的第一壓力管以及與壓蓋相連接并給壓蓋進(jìn)行施壓的第二壓力管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓差密度計(jì)壓力保護(hù)裝置，其特征在于:所述壓差密度計(jì)壓力保護(hù)裝置還包括用于貫通第一壓力管以及第二壓力管的單向閥總成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓差密度計(jì)壓力保護(hù)裝置，其特征在于:所述單向閥總成包括一個(gè)或兩個(gè)單向閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓差密度計(jì)壓力保護(hù)裝置，其特征在于:所述單向閥總成包括一個(gè)單向閥時(shí)，所述第一壓力管通過(guò)單向閥與第二壓力管相貫通；所述單向閥總成包括兩個(gè)單向閥時(shí)，所述兩個(gè)單向閥分別與第一壓力管和第二壓力管相貫通后并聯(lián)設(shè)置在一起。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓差密度計(jì)壓力保護(hù)裝置，其特征在于:所述單向閥包括殼體，分別設(shè)置在殼體兩側(cè)的壓力貫通口，設(shè)置在殼體內(nèi)部的閥芯以及單向閥彈簧；所述閥芯的一端止靠在殼體一側(cè)的壓力貫通口上，另一端通過(guò)彈簧與殼體相連；所述閥芯可沿殼體的軸向進(jìn)行軸向移動(dòng)；所述設(shè)置在殼體兩側(cè)的壓力貫通口通過(guò)閥芯相互貫通。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一權(quán)利要求所述的壓差密度計(jì)壓力保護(hù)裝置，其特征在于:所述波紋管是金屬波紋管或非金屬波紋管。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的壓差密度計(jì)壓力保護(hù)裝置，其特征在于:所述波紋管是金屬波紋管時(shí)，所述波紋管是青銅波紋管、黃銅波紋管、不銹鋼波紋管、蒙乃爾合金波紋管或因康鎳爾合金波紋管。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的壓差密度計(jì)壓力保護(hù)裝置，其特征在于:所述波紋管是單層波紋管或多層波紋管。
【文檔編號(hào)】G01L19/06GK103512703SQ201310429087
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】孫大偉, 黃世幸, 程誠(chéng), 趙秉玉, 李斌, 李永振 申請(qǐng)人:西安思坦儀器股份有限公司