[发明专利]一种检测油井压力的方法及所用的光栅压力传感器

权利要求书

1.一种检测油井压力的方法，其特征在于：该方法是将传感器放入油井内，通过传感器将油井内的压力转换成应变元件上薄壁圆筒上薄壁几何尺寸的应变，再通过压力测量光栅将应变元件上圆筒薄壁几何尺寸的应变转换为光栅布拉格中心波长的变化；布拉格中心波长与压力和温度存在的函数关系为Δλ=K_P×ΔP+K_T×ΔT，其中，Δλ布拉格中心波长变化量，K_P为压力敏感系数，K_T为温度敏感系数；通过标定消除温度敏感系数对布拉格中心波长的影响后，当前光栅布拉格中心波长的变化量即对应油井内当前压力。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述压力转换是通过贴在应变元件薄壁上的压力测量光栅实现，在传感器受到油井内压力的作用时，应变元件发生形变，致使应变元件薄壁的几何尺寸产生应变，再通过压力测量光栅将几何尺寸应变转换为光纤光栅布拉格中心波长的变化。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述应变元件的薄壁上贴有温度补偿光栅，通过温度补偿光栅可以在测量压力的同时测出实时温度，在通过光栅布拉格中心波长变化量计算油井压力时，可引入温度补偿系数，以获得更精确的压力值。

4.一种用于权利要求1至3任一权利要求所述方法的光栅压力传感器，其特征在于：包括应变元件（1）；应变元件（1）中部为圆筒状，圆筒的侧壁为薄壁（2），圆筒的一端为厚壁（3），薄壁（2）上粘贴有压力测量光栅（4），厚壁（3）上粘贴有温度补偿光栅（5）；压力测量光栅（4）与温度补偿光栅（5）之间经普通光纤（6）连接；压力测量光栅（4）和温度补偿光栅（5）分别经普通光纤（6）与传输光纤（7）连接。

5.根据权利要求4所述光栅压力传感器，其特征在于：所述应变元件（1）采用Inconel 718材料制成，材料的弹性模量为1.99×10⁵MPa～2.01×10⁵MPa，泊松比为0.29～0.30。

6.根据权利要求4所述光栅压力传感器，其特征在于：所述应变元件（1）上薄壁圆筒的内径为10.01～12.48mm，壁厚为1.2～1.5mm。

7.根据权利要求6所述光栅压力传感器，其特征在于：所述应变元件（1）贴有温度补偿光栅（5）的一侧设有保护壳（8）。

8.根据权利要求7所述光栅压力传感器，其特征在于：所述应变元件（1）上设有光纤孔（9），传输光纤（7）穿过光纤孔（9）与外界连接。