井下密封式载荷传感器制造技术

井下密封式载荷传感器，它涉及一种传感器。本发明专利技术为解决井下泵功图的测试过程中，存在高围压、抽油杆弯曲变形、振动幅度大、载荷传感器密封性能差、泵功图测量不准确的问题。上接头上的第一外螺纹与弹性体上的第一螺纹孔连接，下接头上的第二外螺纹与弹性体上的第二螺纹孔连接，上卡环设在上卡环槽中，下卡环设在下卡环槽中，保护罩安装在弹性体的外表面上，且位于上卡环与下卡环之间，第一密封圈设置在第一密封槽中，第二密封圈设置在第二密封槽中，第三密封圈设置在第三密封槽中，四个电阻应变片均匀分布且粘贴在应变腔内壁的同一圆周上。本发明专利技术能够彻底消除井下高围压、弯曲变形、震动等导致的测量误差，实现对井下泵功图中载荷的准确测量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种传感器，具体说是用于测试抽油机井井下泵功图的密封式 载荷传感器。
技术介绍
目前，抽油机井的泵况诊断常用地面诊断方法，即悬点载荷同悬点位移之 间的关系曲线图，它直接反映的是光杆工作情况，因此又称为光杆示功图。由 于抽油井的工况复杂，抽油井有杆泵受到制造质量以及砂、蜡、含水、稠油和 聚合物驱油井等因素的影响，使得地面示功图形状很不规则，与井下抽油泵的 实际工作状况存在极大误差，给泵况诊断带来很大困难。为了搞清井下抽油泵 的实际工作状况，提高抽油机井的诊断符合率，减少井下维护性工作量，必须 对井下泵功图进行测试。在井下泵功图的测试过程中，载荷传感器的测量精度 以及稳定性是影响井下泵功图的关键因素。井下环境恶劣，存在高围压、抽油 杆弯曲变形、振动幅度大等不利因素，给载荷测量带来了极大困难。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决井下泵功图的测试过程中，存在高围压、抽油杆弯 曲变形、振动幅度大、载荷传感器密封性能差、泵功图测量不准确的问题，提 供一种井下密封式载荷传感器。本专利技术的传感器由上接头、下接头、弹性体、保护罩、上卡环、下卡环、 至少一个第一密封圈、至少一个第二密封圈、至少一个第三密封圈和四个电阻 应变片组成，弹性体的上端面的中心处设有第一螺纹孔，弹性体的下端面的中 心处由外向内设有第二螺纹孔和应变腔，第二螺纹孔与应变腔相通，上接头的 下部外表面设有第一外螺纹，上接头上的第一外螺纹与弹性体上的第一螺纹孔 螺纹连接，下接头的上部外表面设有第二外螺纹，下接头上的第二外螺纹与弹 性体上的第二螺纹孔螺纹连接，弹性体的上部外表面上设有上卡环槽，弹性体 的下部外表面上设有下卡环槽，上卡环设置在上卡环槽中，下卡环设置在下卡 环槽中，保护罩安装在弹性体的外表面上，且位于上卡环与下卡环之间，弹性体的外表面上设有至少一个第一密封槽和至少一个第二密封槽，至少一个第一 密封槽位于上卡环槽的下方，且靠近上卡环槽处，至少一个第二密封槽位于下 卡环槽的上方，且靠近下卡环槽处，至少一个第一密封圈设置在至少一个第一 密封槽中，至少一个第二密封圈设置在至少一个第二密封槽中，下接头与应变 腔内壁接触的外表面上设有至少一个第三密封槽，至少一个第三密封圈设置在 至少一个第三密封槽中，下接头的中心处设有过线孔，四个电阻应变片均匀分 布在应变腔内壁的同一圆周上，且四个电阻应变片均粘贴于应变腔的内壁上。本专利技术的优点是本专利技术可以工作于井下，直接测量有杆泵活塞杆上下往 复运动过程中所承受的载荷大小，利用第一密封圈、第二密封圈和保护罩对弹 性体进行密封，保证了弹性体的密封性能，使其不受井下高围压的影响，保证 井下高围压不会造成弹性体发生形变，四个电阻应变片构成差动电桥，有效地 消除了弯曲变形对载荷测量造成的误差；因此，本专利技术可以彻底消除井下高围压、弯曲变形、震动等导致的测量误差，实现对井下泵功图中载荷的准确测量。 附图说明图1是本专利技术井下密封式载荷传感器的主剖视图，图2是上接头1的主视 图，图3是下接头2的主剖视图，图4是弹性体3的主剖视图。 具体实施例方式具体实施方式一结合图1 图4说明本实施方式，本实施方式由上接头l、 下接头2、弹性体3、保护罩4、上卡环5、下卡环6、至少一个第一密封圈7、 至少一个第二密封圈8、至少一个第三密封圈9和四个电阻应变片10组成，弹 性体3的上端面的中心处设有第一螺纹孔3-l，弹性体3的下端面的中心处由外 向内设有第二螺纹孔3-2和应变腔3-3，第二螺纹孔3-2与应变腔3-3相通，上 接头1的下部外表面设有第一外螺纹1-1，上接头1上的第一外螺纹1-1与弹性 体3上的第一螺纹孔3-l螺纹连接，下接头2的上部外表面设有第二外螺纹2-1, 下接头2上的第二外螺纹2-1与弹性体3上的第二螺纹孔3-2螺纹连接，弹性体 3的上部外表面上设有上卡环槽3-4，弹性体3的下部外表面上设有下卡环禾曹 3-5，上卡环5设置在上卡环槽3-4中，下卡环6设置在下卡环槽3-5中，保护 罩4安装在弹性体3的外表面上，且位于上卡环5与下卡环6之间 上卡环5 与下卡环6采用高强度钢丝缠绕而成，用于保护套4的轴向定位，防止其在下井和测量过程中上、下窜动，影响密封性能。弹性体3的外表面上设有至少一 个第一密封槽3-6和至少一个第二密封槽3-7，至少一个第一密封槽3-6位于上 卡环槽3-4的下方，且靠近上卡环槽3-4处，至少一个第二密封槽3-7位于下卡 环槽3-5的上方，且靠近下卡环槽3-5处，至少一个第一密封圈7设置在至少一 个第一密封槽3-6中，至少一个第二密封圈8设置在至少一个第二密封槽3-7 中，下接头2与应变腔3-3内壁接触的外表面上设有至少一个第三密封槽2-3， 至少一个第三密封圈9设置在至少一个第三密封槽2-3中，下接头2的中心处 设有过线孔2-2，过线孔2-2用于通过导线，四个电阻应变片10均匀分布在应 变腔3-3内壁的同一圆周上，且四个电阻应变片10均粘贴于应变腔3-3的内壁 上。四个电阻应变片10组成差动电桥，彻底消除了弯曲造成的载荷测量误差， 提高传感器的线性度；第一密封圈7的数量为两个时，与第一密封圈7配套的 第一密封槽3-6的数量为两个，且两个第一密封槽3-6沿弹性体3的外表面上、 下布置；第二密封圈8的数量为两个时，与第二密封圈8配套的第二密封槽3-7 的数量为两个，且两个第二密封槽3-7沿弹性体3的外表面上、下布置；第三 密封圈9的数量为两个时，与第三密封圈9配套的第三密封槽2-3的数量为两 个，且两个第三密封槽2-3沿下接头2的外表面上、下布置；第一密封圈7、第 二密封圈8和第三密封圈9均采用O型密封圈。采用上接头1、下接头2与弹 性体3分离的方式，便于四个电阻应变片10的粘贴以及拆卸和安装，下接头2 与弹性体3之间用第三密封圈9密封，实现了径向密封；弹性体3与保护罩4 之间利用第一密封圈7和第二密封圈8密封，实现了径向密封。弹性体3应进 行热处理使其硬度达到HRC32 36，以保证载荷传感器的输出具有良好的线性 度。应变腔3-3的内壁表面粗糙度小于1.6。使用时，将本专利技术与抽油井油杆泵 活塞杆串接，实现对油杆泵活塞杆所受载荷的准确测量，同时保证其在30MPa 高压条件下具有可靠的密封性能，为抽油机井井下泵功图的准确测量提供保证。具体实施方式二结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的上接头1 上部的外表面设有上端外螺纹1-2。这样设计便于使用时与抽油杆进行连接。其 它组成和连接关系与具体实施方式一相同。具体实施方式三结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式的下接头2 的下部外表面由上至下依次设有下端外螺纹2-4和至少一个第四密封槽2-5。下端外螺纹2-4便于使用时与其他部件连接，第四密封槽2-5便于与其他部件的密 封。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。具体实施方式四结合图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式 一不同的是它还增加有密封胶11，应变腔3-3中灌入密封胶11。密封胶11采 用低硬度的密封胶ll;待差动电桥组合完成之后，在应变腔3-3中灌入低硬度 的密封胶ll，用于固定差动电桥，从而减轻了震动给差动电桥带来的不利影响， 同时保证传感器具有良好的绝缘性能。其它组成和连接关系与具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种井下密封式载荷传感器，其特征在于：所述传感器包括上接头（１）、下接头（２）、弹性体（３）、保护罩（４）、上卡环（５）、下卡环（６）、至少一个第一密封圈（７）、至少一个第二密封圈（８）、至少一个第三密封圈（９）和四个电阻应变片（１０），弹性体（３）的上端面的中心处设有第一螺纹孔（３－１），弹性体（３）的下端面的中心处由外向内设有第二螺纹孔（３－２）和应变腔（３－３），第二螺纹孔（３－２）与应变腔（３－３）相通，上接头（１）的下部外表面设有第一外螺纹（１－１），上接头（１）上的第一外螺纹（１－１）与弹性体（３）上的第一螺纹孔（３－１）螺纹连接，下接头（２）的上部外表面设有第二外螺纹（２－１），下接头（２）上的第二外螺纹（２－１）与弹性体（３）上的第二螺纹孔（３－２）螺纹连接，弹性体（３）的上部外表面上设有上卡环槽（３－４），弹性体（３）的下部外表面上设有下卡环槽（３－５），上卡环（５）设置在上卡环槽（３－４）中，下卡环（６）设置在下卡环槽（３－５）中，保护罩（４）安装在弹性体（３）的外表面上，且位于上卡环（５）与下卡环（６）之间，弹性体（３）的外表面上设有至少一个第一密封槽（３－６）和至少一个第二密封槽（３－７），至少一个第一密封槽（３－６）位于上卡环槽（３－４）的下方，且靠近上卡环槽（３－４）处，至少一个第二密封槽（３－７）位于下卡环槽（３－５）的上方，且靠近下卡环槽（３－５）处，至少一个第一密封圈（７）设置在至少一个第一密封槽（３－６）中，至少一个第二密封圈（８）设置在至少一个第二密封槽（３－７）中，下接头（２）与应变腔（３－３）内壁接触的外表面上设有至少一个第三密封槽（２－３），至少一个第三密封圈（９）设置在至少一个第三密封槽（２－３）中，下接头（２）的中心处设有过线孔（２－２），四个电阻应变片（１０）均匀分布在应变腔（３－３）内壁的同一圆周上，且四个电阻应变片（１０）均粘贴于应变腔（３－３）的内壁上。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张广玉，宋文平，张洪涛，陈志刚，白良浩，张春晖，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]