[发明专利]用于油井压力监测的压力传感器

说明书

本发明提供了一种用于油井压力监测的压力传感器，包括：套管，套管的内腔具有顺次连接的小径段、中径段和大径段，且小径段的端部与油井的井口连通；弹性膜片，弹性膜片设置在大径段内，并封堵套管；声表面波器件，声表面波器件与弹性膜片连接，并与弹性膜片同步运动；压圈，压圈设置在大径段内，且相对于弹性膜片远离小径段，压圈与弹性膜片之间形成空腔，声表面波器件位于空腔内。本发明解决了现有技术中的压力传感器不适用于液体测量场合的问题。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，具体而言，涉及一种用于油井压力监测的压力传感器。

背景技术

压力传感器是工业生产和过程控制中极其重要的一种常用传感器，在石油石化行业有着广泛的应用。为了有效控制石油生产质量，井口压力是必须的监测量，压力传感器在该方面的应用也经历了从机械式压力计人工读表，电子式压力表直至压力变送器自动采集的发展过程，但目前仍然有大部分采油井由于历史原因，没有预埋传感器和线缆，不具备自动采集改造的条件或改造代价过大。针对这一情况，无线压力传感器成为井口压力自动化采集的一个主要发展趋势。目前主流应用的井口无线压力传感器，主要依靠传统压力变送器和无线模块、电池的组合来实现无线压力传感，优点是技术成熟，检测结果可靠，但是由于使用电池进行供电，其采集频率无法进一步提升(一般为10至20分钟采集一次)，尚无法达到15秒采集一次的标准。另一方面，出于安全防爆的考虑，也无法一味增加电池容量。对监测的动态性以及进一步通过物联网大数据实现高价值应用造成了一定的瓶颈。

无源无线传感技术是近年发展起来的一种新型传感技术，其最大的优势在于传感器一侧无需任何的电池供电，因此如果传感器本身不发生损坏，就无需考虑电池寿命等附加问题，同时其采集频次也不在受到电池容量的限制，并且在防爆环境中极易实现本质安全。实现无源无线传感的一种重要方法是声表面波(surface acoustic wave，SAW)传感技术。但目前声表面波无线压力传感器主要形式采用悬臂梁式，不适用于油田等液体测量的场合，因此需要改进声表面波无线压力传感器的结构，使其适用于油田等现场应用，从而提高无线压力传感器的安装便利性和结构可靠性。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于油井压力监测的压力传感器，以解决现有技术中的压力传感器不适用于液体测量场合的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于油井压力监测的压力传感器，包括：套管，套管的内腔具有顺次连接的小径段、中径段和大径段，且小径段的端部与油井的井口连通；弹性膜片，弹性膜片设置在大径段内，并封堵套管；声表面波器件，声表面波器件与弹性膜片连接，并与弹性膜片同步运动；压圈，压圈设置在大径段内，且相对于弹性膜片远离小径段，压圈与弹性膜片之间形成空腔，声表面波器件位于空腔内。

进一步地，压圈的端面具有伸出部，伸出部朝向弹性膜片伸出，压力传感器还包括第一密封件，第一密封件设置在伸出部和弹性膜片之间，以密封伸出部和弹性膜片之间的间隙。

进一步地，套管具有台阶结构，弹性膜片设置在台阶结构处，压力传感器还包括第二密封件，第二密封件设置在台阶结构的台阶面和弹性膜片之间。

进一步地，声表面波器件设置在弹性膜片靠近压圈的一侧上。

进一步地，压圈具有可封闭的开孔，开孔与空腔连通。

进一步地，压力传感器还包括：天线，天线与套管未伸入油井的一端连接；天线接线板，天线接线板设置在压圈上，并与声表面波器件和天线电连接。

进一步地，天线接线板设置在压圈背离弹性膜片的一侧上。

进一步地，天线接线板具有供导线穿过的穿线孔，穿线孔位于天线接线板的中心处。

进一步地，天线的至少一部分套设在套管外侧，并与套管过盈配合。

进一步地，声表面波器件通过耐高温弹性胶粘接在弹性膜片的中心处。