Датчик давления
Иллюстрации
Реферат
Сеез Совет<низ
Социалистических
Реснубаюс вн815268 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено. 2цЭ379 (21) 2738244/22-03 с присоединением заявки Н9(23) ПриоритетОпубликовано 23)) 381. Бюллетень И9 11:
Р1,,(„з
Е 21 В 47/06
f îñóäàðñòâåííûN квинтет
СССР нв делам нзобретеннй н втнвытнй (>>) Ю (622.831.3 (088. 8) Дата опубликования описания 230381 (72) Авторы изобретения
Б.A.Èîëîé÷èíî, Л.Г.Иолойчино, Н.Н.Лебедева и В.Л.Воронель
Всесоюзный научно-исследовательский институт разработки и эксплуатации нефтепромысловых труб
P1) Заявитель (54) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ
Датчик содержит корйус 1, на которовг верхними концами закреплены два
15 одинаковых сильфона 2 и 3. На нижнем конце верхнего сильфона закреплена электромагнитная катушка 4 индуктивного преобразователя. Якорь 5 преобразователя с помощью штока 6 закреп20 лен на нижнем свободном конце нижнего сильфона. Через герметичные вводы 7 к электромагнитной катушке . присоединены жилы кабеля 8. С помощью резьбового соединения 9, уп25 лотненного компаундом 10, регулируется полсжение якоря по отношению к электромагнитной катушке. В корпусе имеется также резьбовая пробка 11.
Датчик давления работает следуюЗО щим образом.
Изобретение относится к средствам для измерения давлений в нефтяной и газовых скважинах.
Известен датчик давления, чувствительный элемент которого выполнен в виде сильфона с индуктивным датчиком перемещения jl) .
Известен также датчик давления, содержащий размещенные в .корпусе сильфоны и связанный с ними индуктивный преобразователь перемещения в электрический сигнал.
Сильфоны, сообщаются между собой передаточной ферромагнитной жидкостью
Рабочий сильфон выполнен из магнитс чягкого материала и расположен вф три электромагнитной катушки преобразователя перемещения рабочего сильфона в электрический сигнал f2) .
Недостатками датчика является его низкая чувствительность и значительная температурная погрешность
Цель изобретения — повышение .чув ствительности компенсации температурной погрешности.
Поставленная цель достигается тем; что электромагнитная катушка индуктивного преобразователя перемещения в электрический сигнал закреплена на свободном нижнем конце одного из сильфонов, а якорь преобраз ов ат ел я же ст ко с в я з àí со свободным нижним концом другого сильфона. При .этом корпус датчика и якорь выполнены из материалов, отношение коэффициентов линейного расширения которых равно обратному отношению их длин.
На чертеже представлен предлагаемый датчик давления, продольное сечение.
815268 В исходном состоянии пробка ll ввернута в корпус 1 и уплотнена.
Давление воздуха Р1 внутри корпуса равно атмосферному. При опускании датчика на кабеле в скважину давление
Р снаружи датчика увеличивается 5 и воспринимается сильфонами 2 и 3, причем сильфои .2 растягивается, а сильфон 3 сжимается, что приводит к перемещению навстречу друг другу катушки 4 и якоря 5. Пропорционально (Q этому перемещению в катушке 4 изменяется электрический сигнал.
Датчик давления может .быть использован и для измерения разности давлений внутри трубной колонны и за ней.
Для этого датчик должен быть стационарно установлен внутри специального переводника, смонтированного в колонне на необходимой гдубине. При . этом открывается резьбовая пробка
11, внутренняя полость датчика запол- няется диэлектрической жидкостью и трубкой соединяется через отверстие в специальном переводнике с затрубным пространством. При давлении Р в затрубном пространстве внутри датчика давление также Р„, внутритрубное давление Р действует снаружи датчика. Сильфоны датчика воспринимают результирующее давление Р., -Р которое с помощью индуктивного пре- 39 образователя преобразуется в электрический сигнал.
Компенсация температурной погрешности в предлагаемом датчике осуществляется следующим образом. 35
При возрастании температуры увеличивается длина сильфонов, корпуса и штока. Для одинаковых сильфонов величины их температурной деформации равны между собой, и поэтому не вызывают изменения положения якоря относительно катушки. Следовательно, погрешность вызывается только разностью изменений корпуса и штока под действием температуры. При постоянной температуре имеем 45
e„- е„=е где 8к —,цлина корпуса, P — длина штока, 8 у- длина сердечника якоря.
Перемещение якоря от температуры
e„(+ „ )-g,(+а,<>-Е,=+(а„е,- е ),, ® где д q, - температурные коэффициенты линейного расширения корпуса и што к з соот ве тот в ен но .
Формула изобретения
1. Датчик давления, содержащий размещенные в корпусе сильфоны и связанный с ними индуктивный преобразователь перемещения в электрический сигнал, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, электромагнитная катушка преобразователя закреплена на свободном нижнем конце одного из сильФонов, якорь преобразователя жестко связан со свободным нижним концом другого сильфона. т
2. Датчик по п.l, о т л и ч а— ю шийся тем, что корпус и якорь выполнены из материалов, отношение коэффициентов линейного расширения которых обратно пропорционально отношению их длин.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское
9 526787, кл. G
2. Авторское
9 580310 кл. Е свидетельство СССР
01 L 9/10, 1975. свидетельство СССР
21 В 47/06, 1976.
Условие компенсации температурной погрешности 0„Е g = б О, Следовательно, компенсация температурной погрешности достигается путем выбора длин корпуса и штока таким образом, что их отношение обратно пропорционально отношению соответствующих температурных коэффициентов линейного расширения.
Чувствительность датчика давления возрастает за счет того, что при измерении один из сильфонов датчика работает на растяжение, а другой на сжатие, что обеспечивает перемещение электромагнитной катушки и якоря индуктивного преобразователя навстречу друг другу.
815268 б
Составитель В.Булыгин
Редактор Н.Пушненкова ТехредМ.Рейвес Корректор М. Демчик
3акаэ 1001/54 Тираж 627 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035,Москва, Ж-35, Раушская наб.,д.4/5
Филиал ППП Патент,г.ужгород,ул.Проектная, 4