[实用新型]一种耐高温光纤压力传感器

说明书

本实用新型公开了一种耐高温光纤压力传感器，包括封装外壳，其底部设有导压油舱。导压油舱底敞口通过传压膜封住。封装外壳顶部开设激光焊接预留槽。导压油舱顶部设有中心口，中心口通过导槽与激光焊接预留槽连通。导槽内安装传感器芯体，传感器芯体包括感压芯片和光纤。感压芯片与导压油舱的中心口平齐，传感器芯体的光纤贯穿导槽后从激光焊接预留槽伸出。底座罩在传感器芯体顶部上。从底座伸出的光纤通过填充满玻璃焊料槽的玻璃焊料与底座固定连接。底座和传感器芯体通过填充满激光焊接预留槽的激光焊料实现在导槽内的固定与密封。本实用新型光纤压力传感器具有耐高温、抗电磁干扰、可长期工作、易封装、成本低的优点。

技术领域

本实用新型涉及一种用于干热岩、高温油气井的井下储层原位压力测量的耐高温光纤压力传感器，属于高温井下压力测量设备技术领域。

背景技术

干热岩是一种新型的地热能源，其具有清洁可再生，温度高，用途多，分布范围广，发电不受季节、气候制约的特点。开发干热岩的一个关键便是对干热岩储层的管理，此管理需要在足够认识储层的基础上，通过监测压力、流量等参数使储层能够实现长期热提取的目的。由上可见，作为获取井下压力数据的核心器件，压力传感器至关重要。

传统上的压力测量一般采用常规的压电式压力传感器来实现，压电式压力传感器为一种电子传感器，但电子传感器存在不耐高温、不耐腐蚀，易受到电磁干扰等缺点，这便导致了它应用在石油的高温油气井和干热岩的井下测试时会出现信号非常差，甚至不可用的问题，因此，压电式压力传感器无法满足高于200℃的深井长期(在使用保温瓶封装的情况下，最长能井下工作约4小时)监测的需求。与压电式传感器相比，光纤压力传感器具有耐高温、抗电磁干扰、耐恶劣环境、动态测试范围宽及体积小等优点，非常适合于高温油井以及干热岩等领域的井下长期压力监测。同时，随着MEMS技术的不断发展，利用MEMS技术制造的光纤压力传感器以其质量轻、功能强，具有频带宽和灵敏度高，且与集成电路工艺兼容、能够批量生产等特点，成为了当下研究和开发的热点。但是，已有的光纤压力传感器存在的问题是：对于耐温性能达到250℃且可在井下长期工作的光纤压力传感器来说，其因制作工艺所需精度高、复杂，因而导致价格昂贵，无法推广。

目前，我国已在多地发现了高温干热岩体，其井温通常在200℃左右，甚至更高，由此可见，设计出一种在井下极端环境下兼具耐高温、抗电磁干扰、可长期工作，且制作工艺不繁琐、易制作和成本低的光纤压力传感器，是目前急需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种耐高温光纤压力传感器，该耐高温光纤压力传感器具有耐高温、抗电磁干扰、可长期工作、易封装、成本低的优点，可适用于干热岩、高温油气井井下储层原位压力测量。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种耐高温光纤压力传感器，其特征在于：它包括圆柱状封装外壳，其中：封装外壳底部设有灌满硅油的导压油舱；导压油舱的底敞口通过焊接于封装外壳底部的传压膜封住；封装外壳顶部开设有激光焊接预留槽；导压油舱顶部设有中心口，中心口通过导槽与激光焊接预留槽连通；导槽内安装有传感器芯体，传感器芯体包括感压芯片和光纤；处于传感器芯体底部的感压芯片与导压油舱的中心口平齐，传感器芯体的光纤贯穿导槽后从激光焊接预留槽伸出；置于导槽内的底座罩在传感器芯体顶部上；从底座上开设的玻璃焊料槽贯穿伸出的光纤通过填充满玻璃焊料槽的玻璃焊料与底座固定连接，以实现底座与传感器芯体的固定；底座和传感器芯体通过填充满激光焊接预留槽的激光焊料实现在导槽内的固定与密封。

本实用新型的优点是：

1、本实用新型耐高温光纤压力传感器因其封装结构的特殊设计，使其具有耐高温(250℃及以上，如300℃或更高)的特点，且本实用新型耐高温光纤压力传感器的密封结构确保了测量精度和稳定性，另外，一方面，因其采用了MEMS技术的感压芯片，因而具有压力测量精确度高的优点，另一方面，因其采用了光纤传递信号，因而在井下恶劣环境下仍具有抗电磁干扰、可长期井下工作的优点，且其易封装、成本低。