[实用新型]四合一传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及质量分析及检测技术领域，具体地说是一种用于石油钻井泥浆测量的四合一传感器。 

背景技术

目前，在石油钻井中测量泥浆的密度、液位、电导率和温度等参数时，都要采用相应的传感器分别进行测量，一般至少要采用四种传感器分别测量密度、液位、电导率和温度参数，如果还要测量其它参数时，还要增加传感器，安装繁琐、占用空间大，而且降低了工作效率，大大影响了钻井安全。   

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足而设计的一种四合一传感器，它利用压力探头的测量压力差和电导率，并用温度加以校正计算泥浆密度、压力和深度，得到比较准确的各种传感器数据，而且实用简便、占用安装空间少，测量的参数精确度高，可靠性好。 

实现本实用新型目的的具体技术方案是：一种四合一传感器，包括：A压力探头、B压力探头、温度探头和电导率探头，其特点是A压力探头、B压力探头、温度探头和电导率探头设置在集成模块上，集成模块由测量杆与变送器终端连接，测量杆为一细长管，其上设有安装支架；A压力探头与B压力探头同轴线设置且有一定间距；温度探头设置在 A压力探头一侧且与A压力探头同一高度；电导率探头设置在B压力探头下方且与A压力探头、B压力探头同一轴线； A压力探头、B压力探头、温度探头和电导率探头通过设置在测量杆内的数据线将其测量的各种参数输入变送器终端。 

所述变送器终端内设有密度、液位和电导率进行温度计算和校正的微处理芯片。 

本实用新型与现有技术相比具有结构简单，使用方便，测量精度高，可靠性好，而且占用安装空间少，大大提高了作业安全。 

附图说明

图1为本实用新型结构示意图 

图2为本实用新型实施例图。

具体实施方式

参阅附图1，本实用新型包括： A压力探头2、B压力探头3、温度探头4和电导率探头5， A压力探头2、B压力探头3、温度探头4和电导率探头5设置在集成模块7上，集成模块7由测量杆8与变送器终端1连接，测量杆8为细长管，其上设有安装支架6；A压力探头2与B压力探头3同轴线设置且有一定间距；温度探头4设置在 A压力探头2一侧且与A压力探头2同一高度；电导率探头5设置在B压力探头3下方且与A压力探头2、B压力探头3同一轴线； A压力探头2、B压力探头3、温度探头4和电导率探头5通过设置在测量杆8内的数据线将其测量的各种参数输入变送器终端1；变送器终端1内设有密度、液位和电导率进行温度计算和校正的微处理芯片以及A压力探头2、B压力探头3、温度探头4和电导率探头5的传感器。 

参阅附图2，本实用新型是这样安装使用的：将安装支架6固定设置在泥浆池9的盖板上，把设有A压力探头2、B压力探头3、温度探头4和电导率探头的集成模块7放入泥浆池9中的泥浆内，泥浆液面10与安装支架6之间的距离为h1；A压力探头2与B压力探头3之间的距离为Δh；A压力探头2与泥浆液面10之间的距离为h；泥浆池9的池底至泥浆液面10之间的距离为H；A压力探头2与安装支架6之间的距离为Hd；泥浆池9的池底至安装支架6之间的距离为Hp。 

以下将通过对石油钻井的泥浆密度、液位、电导率和温度的具体测量和计算对本实用新型做进一步的阐述： 

（1）、密度的测量：A压力探头2和B压力探头3分别测量探头处的压力，由于A压力探头2和B压力探头3之间在铅锤方向设有一定的距离Δh,所以有压力差ΔP，根据液体的密度压强公式： P=ρgh，可以得到下面的计算公式来计算密度参数：

式中：ρ是泥浆的密度，g是重力加速度。

（2）、液位的计算：A压力探头2与泥浆液面10之间的距离为h，利用A压力探头2处的压力P和上述运算得到的密度ρ，然后利用密度压强公式 P=ρgh，计算A压力探头2与泥浆液面10之间的距离h， 

由于A压力探头2到安装支架6之间的距离Hd是一定的，可以得到泥浆液面10到安装支架6之间的距离h1=Hd-h，泥浆池9的池底和安装支架6之间的距离为Hp，由于Hp在传感器安装后就确定了，通过运算得到泥浆池9的池底到泥浆液面10之间的距离H=Hp-h1，即传感器所测量的液位参数。

（3）、温度的测量：采用Pt100的温度探头4可以直接得到温度参数。 

（4）、电导率的测量：通过电导率探头5可以直接得到电导率参数。 

上述密度参数、液位参数、温度参数和电导率参数由变送器终端1通过数据线传输至上机位。以上只是对本实用新型作进一步的说明，并非用以限制本专利，凡为本实用新型等效实施，均应包含于本专利的权利要求范围之内。