[發明專利]一種基于機器視覺的井筒環空壓力傳感器

有效

• 申請號: 201810929830.0
• 申請日: 2018-08-15
• 公開（公告）號: CN108952682B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 吳川;樊辰星;袁成翔;韓磊
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: E21B47/002
• 分類號: E21B47/002;E21B47/06
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 孫麗麗

本發明公開一種基于機器視覺的井筒環空壓力傳感器，包括變形艙、密封蓋、電路艙、電纜防水接頭、鎧裝電纜；變形艙的內部設有第一位移板、第二位移板、固定座、固定在固定座上的相機和發光管，井筒環空壓力造成變形艙變形而帶動其內部的第一位移板和第二位移板移動，由發光管照亮第一位移板及第二位移板，并由相機對其拍攝照片；電路艙的內部設有電路板，電路板與鎧裝電纜、相機、發光管連接，電路板對相機的照片進行處理，得到第一位移板及第二位移板的位移，并基于位移計算井筒環空壓力值，再通過鎧裝電纜實時發送井筒環空壓力值。本發明的傳感器采用視覺原理測量壓力，精度較高、體積小、且適合鉆井工況環境要求。

技術領域

本發明涉及地質鉆井及儀器儀表技術領域，尤其涉及一種基于機器視覺的井筒環空壓力傳感器。

背景技術

近年來，隨著中國城鎮化的加快，對能源的需求量增加，能源問題已成為制約我國經濟社會發展的重要因素，因此必須加快能源勘探開發力度。在能源勘探及后續的開發階段，都需利用鉆井技術對能源進行評估及開采，因此鉆井是能源開發的前提。

鉆井是利用鉆機設備及破巖工具破碎地層，從而形成一個自地表到地球不同深度的孔洞的過程。傳統的鉆井工藝一般是由鉆機、鉆桿及鉆頭等組成。其中位于地表的鉆機為鉆桿提供旋轉動力及向下的壓力，鉆桿可多根連接使用，鉆桿底部連接有鉆頭，當鉆桿帶動鉆頭轉動并向下擠壓鉆頭時，鉆頭將巖石破碎，從而實現鉆進的目的。

在鉆井的過程中，鉆桿與鉆孔內壁之間形成環空，環空的壓力對于鉆井工藝及排采工藝至關重要，它是制定鉆井工藝及后續排采工藝的重要參數，因此必須對井筒環空的壓力進行實時監測。而現階段，現有的壓力傳感器多基于應變原理進行測量，傳感器徑向體積較大，這與鉆孔環空徑向尺寸空間狹小相矛盾(鉆孔環空徑向尺寸有時僅2mm的寬度)，導致現有的壓力傳感器在井下無法使用。

因此，急需研制一種精度較高、體積小、且適合鉆井工況環境要求井筒環空專用壓力傳感器。

發明內容

有鑒于此，本發明的實施例提供了一種基于機器視覺的井筒環空壓力傳感器，采用視覺原理測量壓力，精度較高、體積小、且適合鉆井工況環境要求。

為實現上述目的，本發明采用了一種技術方案：一種基于機器視覺的井筒環空壓力傳感器，所述基于機器視覺的井筒環空壓力傳感器包括變形艙、與所述變形艙連接的密封蓋、與所述密封蓋連接的電路艙、與所述電路艙連接的電纜防水接頭、穿過所述電纜防水接頭和電路艙的鎧裝電纜；

所述變形艙的內部設有第一位移板及第二位移板、固定座、固定在所述固定座上的相機和發光管，井筒環空壓力造成所述變形艙變形而帶動其內部的所述第一位移板和第二位移板移動，由所述發光管照亮所述第一位移板及第二位移板，并由所述相機拍攝所述第一位移板及第二位移板移動前后的照片，由所述第一位移板和第二位移板的位移反映井筒環空壓力；

所述電路艙的內部設有電路板，所述電路板與鎧裝電纜、相機、發光管連接，所述電路板對所述相機的照片進行處理，得到所述第一位移板及第二位移板移動的位移，并基于位移計算井筒環空壓力值，再通過所述鎧裝電纜實時發送井筒環空壓力值。

進一步地，所述變形艙的內部設有兩個凹槽，所述第一位移板、第二位移板分別設于所述變形艙的兩個凹槽上。

進一步地，所述變形艙的內部設有階梯，所述固定座放置在所述變形艙的階梯上。

進一步地，在所述固定座的上方放置第一墊片，所述密封蓋放置在所述第一墊片的上方。

進一步地，所述密封蓋上設有穿孔，所述變形艙上設有第一通孔，螺釘穿過所述密封蓋的穿孔后旋入所述變形艙的第一通孔，從而將所述密封蓋固定在所述變形艙上，同時也將所述第一墊片壓緊進行密封，此外還將所述固定座壓緊進行固定。