井下测试仪器传感器密封结构的制作方法

1.涉及油田开发领域，具体涉及一种油田井下需要长期滞留的井下测试仪器传感器密封结构。


背景技术：

2.在油田开发过程中，试油试采、测井或采油阶段，经常需要测试井下地层的压力、温度、流体流速等物理量数据，需要用到各种测试仪器。测试仪器采集这些物理量的过程是，使用传感器将各种物理量转换成电变量数据，再经过校正、计算电路对数据进行处理，最后传送到地面或者暂时存储在测试仪器内部的存储器中。由于油田井下环境是高温接近200
°
c、高压达几十兆帕，并且经常含有硫化氢、二氧化碳等腐蚀性气体，在这样的环境下，井下测试仪器的密封经常是仪器结构设计首先要面临的问题。对于在井下停留时间几个小时的井下压力计及其它测试仪器，采用橡胶密封件就可以达到密封的要求，见附图1和2；但是对于需要几天甚至几十天的长期滞留井下的存储式压力计及其它测试仪器，即使使用昂贵的全氟橡胶密封圈，也很难解决硫化氢、二氧化碳等腐蚀性气体从压力计仪器各部件之间的接合面侵入仪器，腐蚀内部电气部件的问题，尤其是压力传感器部件与压力计仪器连接结合部的密封问题。目前常用的解决方有两种，一种是采用金属密封圈，但金属密封圈价格较高，并且由于现有的成品传感器结构以及测试仪器本身空间和结构的限制，金属圈的应用比较困难；另一种是采用激光焊接将压力传感器与传感器短接焊接在一起，这种方法密封效果最好，但是更换压力传感器比较费时，还需要同时更换传感器短接，整体成本也很高。


技术实现要素：

3.为解决油田井下高温、高压、含硫化氢、二氧化碳等腐蚀性气体环境下长期滞留的井下测试仪器因气体从压力传感器与压力计仪器连接密封处侵入，腐蚀内部电器元件的问题，本实用新型所提出的技术方案采用了比橡胶有更好防气体渗漏性能的石墨及金属密封件；并利用了工作环境的压力对密封件施压，进一步提高了密封性能。
4.本实用新型所提出的一种井下测试仪器传感器密封结构的技术方案，包括传感器短接和圆柱形传感器；所述传感器同轴地安装在传感器短接内，所述传感器带有至少一道橡胶密封圈，用于传感器与传感器短接之间的密封；其特征在于，传感器与传感器短接之间设有压力密封垫；
5.所述压力密封垫为圆环形，其位于传感器带引线端子一侧的端面与传感器短接有轴向重合的区域；所述传感器短接上设置所述压力密封垫的区域设有环形凹槽，所述压力密封垫嵌入所述凹槽中，以阻止所述压力密封垫受挤压向所述传感器短接轴线方向溢出；所述压力密封垫为烧结石墨密封垫。
6.优选地，本实用新型井下测试仪器传感器密封结构，其特征还在于，所述压力密封垫为热压石墨密封垫。
7.优选地，本实用新型井下测试仪器传感器密封结构，其特征还在于，所述压力密封垫为软金属密封垫。
8.优选地，本实用新型井下测试仪器传感器密封结构，其特征还在于，所述压力密封垫为铜金属密封垫。
9.优选地，本实用新型井下测试仪器传感器密封结构，其特征还在于，所述压力密封垫为铜合金密封垫。
10.有益效果：本实用新型所提出的技术方案采用了比橡胶有更好防气体渗漏性能的石墨及金属密封件；因为利用了工作环境的压力，对密封件施压，进一步提高了密封性能。解决了油田井下高温、高压、含硫化氢、二氧化碳等腐蚀性气体环境下长期滞留的压力计因气体从压力传感器与压力计连接密封处侵入，腐蚀内部电器元件的问题。
附图说明
11.图1是现有的井下测试仪器传感器密封结构示意图。
12.图2是图1的w区域的局部放大图。
13.图3是井下测试仪器传感器密封结构示意图。
14.图4是图3的x区域的局部放大图。
15.图5是本实用新型实施例压力密封垫在传感器短接中的位置示意图。
16.图中：1、传感器短接；2、传感器； 3、压力密封垫； 4、传感器橡胶密封圈；5传感器短接密封圈；6、进压短接；7、电路短接。
具体实施方式
17.附图1和2是一种现有压力计传感器的密封方式示意图，图中圆柱形传感器2与传感器短接1之间的密封是由2道o型橡胶密封圈4实现的。所述传感器短接一端与进压短接6相连，另一端与电路短接7相连；井下的外界压力通过进压短接6的带有的进压孔进入，使得压力传感器2与外界相通，井下的压力施加于传感器2上；电路短接7与传感器短接1的连接带有密封面，通过传感器短接密封圈5实现界面密封，保证电路短接内的电路及电器元件与外界的密闭隔离。
18.附图3、4和5时本实用新型所提出的一种井下测试仪器传感器密封结构的技术方案的实施例之一，该实施例的技术方案包括传感器短接1和圆柱形传感器2；所述传感器2同轴地安装在传感器短接1内，所述传感器2带有至少一道橡胶密封圈4，本实施例中，所述传感器2带有两道橡胶密封圈4，用于传感器2与传感器短接1之间的密封；所述传感器短接一端与进压短接6相连，另一端与电路短接7相连；井下的外界压力通过进压短接6的带有的进压孔进入，使得压力传感器2与外界相通，井下的压力施加于传感器2上；电路短接7与传感器短接1的连接带有密封面，通过传感器短接密封圈5实现界面密封，保证电路短接内的电路及电器元件与外界的密闭隔离。
19.为解决现有压力计仅靠橡胶密封圈密封，长时间滞留井下时气体泄露的问题，在现有传感器2带有两道橡胶密封圈4基础上，在传感器2与传感器短接1之间增设二级密封，即设置压力密封垫3，用于进一步隔离有害气体；所述压力密封垫3为圆环形，这个压力密封垫3位于传感器2带引线端子一侧（即背向外界压力的一端）的端面与传感器短接1有轴向重
合的区域，如图3、4和5所示；这一设计，充分利用了压力计及其它井下测试仪器在井下高压下传感器所受的向压力计内部的压力，如图3和4中箭头所指，这个压力起到压紧压力密封垫3是的作用，压力越大，密封就被压得更紧密，密封性更好。为保证压力密封垫3受压后不至于向内被挤出，在所述传感器短接1上设置所述压力密封垫3的区域设有环形凹槽，所述压力密封垫3嵌入所述凹槽中，以阻止所述压力密封垫3受挤压向所述传感器短接1轴线方向溢出。本实施例的压力密封垫3设计轴向高度大于所述凹槽的轴向深度，保证受轴向力挤压收缩的压力密封垫3仍高于凹槽深度，使得传感器2密封端面一直压在压力密封垫3上，而不是传感器短接1上所述凹槽的边沿上，保证密封效果。
20.为保证密封性，所述压力密封垫3可选择具有一定弹性、能耐高温并且很好气密性的材料做成的密封垫。通过试验，本实用新型确定以下材料制成的密封垫作为压力密封垫3：
21.一、烧结石墨密封垫。烧结石墨具有很好的气密性，有一定的弹性变形性，而且能耐高温；
22.二、热压石墨密封垫。热压石墨密封垫同样具有很好的气密性，有一定的弹性变形性，而且能耐高温；
23.三、软金属密封垫。软金属密封垫包括铜金属密封垫、铜铝合金密封垫和铜锌合金密封垫。软金属密封垫具有更高的强度，不易碎，还可以多次使用。
24.本实用新型所提出的技术方案采用了比橡胶有更好防气体渗漏性能的石墨及金属密封件；因为利用了工作环境的压力，对密封件施压，进一步提高了密封性能。解决了在油田井下高温、高压、含硫化氢、二氧化碳等腐蚀性气体环境下，长期滞留的压力计以及其它测试仪器因气体从压力传感器与仪器本体连接密封处侵入，腐蚀内部电器元件的问题。
25.本实验新型提出的技术方案不仅可以应用于井下压力计，也可用于其它井下测试仪器，解决传感器于仪器本体之间接合部密封的难题。