試井儀器簡介丹佛爾電子科技有限責(zé)任公司綜合測試儀2井下流量計(jì)33壓基本概念介紹力計(jì)31基本概念介紹工程技術(shù)中所稱的“壓力”，實(shí)質(zhì)上就是物理學(xué)中的“壓強(qiáng)”，是指介質(zhì)垂直均勻作用于單位面積上的力。壓力常用字母p表示，其表達(dá)式為

p=F/S

式中F,S―分別為作用力和作用面積。單位：壓力的國際單位為“帕斯卡”，簡稱“帕”（Pa）。工程界長期使用許多不同的壓力計(jì)量單位。如“工程大氣壓”、“標(biāo)準(zhǔn)大氣壓”、“毫米汞柱”等。壓力單位轉(zhuǎn)換對照表基本概念介紹工業(yè)生產(chǎn)過程中壓力測量的三種情況

1.絕對壓力是指物體實(shí)際所承受的全部壓力。

2.表壓力

表壓力是一個(gè)相對壓力，它以環(huán)境大氣壓力為參照點(diǎn)。實(shí)質(zhì)上是絕對壓力與環(huán)境大氣壓力的差壓。它們之間的關(guān)系為

p表壓=p絕對-p大氣在工程實(shí)際中，所說的壓力通常是指表壓，即壓力表上的讀數(shù).3.負(fù)壓（或真空度）則是指真空表上的讀數(shù)。

原理概述結(jié)構(gòu)組成壓力計(jì)基本性能指標(biāo)存儲(chǔ)式電子壓力計(jì)常用儀器對比后述原理概述電子壓力計(jì)存儲(chǔ)試井技術(shù)就是利用電子壓力計(jì)精度高、靈敏度高、存儲(chǔ)容量大、工作時(shí)間長、工作制度編制靈活等特點(diǎn)，通過試井鋼絲傳輸壓力計(jì)，進(jìn)行油氣水井探液面、測梯度、井溫測試、壓力降落測試、壓力恢復(fù)測試、探邊測試、干擾試井等多種測試作業(yè)。油氣井探液面測試可以及時(shí)掌握井下液面深度，為井下取樣、抽汲排液、低產(chǎn)井液面恢復(fù)求產(chǎn)等作業(yè)措施方案編制提供準(zhǔn)確參數(shù)和工作依據(jù)。通過測梯度可準(zhǔn)確掌握井下不同深度的壓力值，求得井內(nèi)液體的壓力梯度，從而實(shí)現(xiàn)分析各深度的液性和判定油氣分界點(diǎn)深度的目的。

原理概述壓降、壓力恢復(fù)測試可以適時(shí)記錄油氣水井井下壓力變化，進(jìn)一步分析地層特性參數(shù)、巖性變化特性、產(chǎn)層生產(chǎn)后物性變化、注水傷害和注水前緣等情況。探邊測試主要應(yīng)用于早期勘探和滾動(dòng)勘探，通過記錄分析井下壓力變化情況，取得油藏邊界異常數(shù)據(jù)。干擾試井通過記錄分析信號(hào)源井和接收井壓力變化情況，準(zhǔn)確掌握油田注水開發(fā)過程中井間連通情況和油井受效情況，為開發(fā)方案調(diào)整提供依據(jù)。結(jié)構(gòu)組成存儲(chǔ)式電子壓力計(jì)一般由四部分構(gòu)成（如圖）1、壓力、溫度傳感器2、信號(hào)轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器3、電源（電池）4、地面回放設(shè)備壓力溫度傳感器、電子轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器、電源（電池）這三部分組成井下儀器壓力溫度傳感器

測量電路

存儲(chǔ)器

電池

電量

壓力

感受壓力溫度，并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，送到測量電路進(jìn)行測量。把傳感器輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成適應(yīng)保存的數(shù)據(jù)。

記錄測試數(shù)據(jù)

結(jié)構(gòu)組成溫度結(jié)構(gòu)組成-壓力傳感器壓力傳感器

壓力傳感器是利用物體某些物理特性，通過不同的轉(zhuǎn)換元件將被測壓力轉(zhuǎn)換成各種電量信號(hào)，并根據(jù)這些信號(hào)的變化來間接測量壓力。根據(jù)轉(zhuǎn)換元件的不同，壓力傳感器和壓力變送器可分為電阻式、電容式、應(yīng)變式、電感式、壓電式、霍爾片式等多種形式。結(jié)構(gòu)組成-壓力傳感器彈性式壓力測量元件測壓原理：是利用彈性元件在被測壓力作用下產(chǎn)生彈性變形的原理來度量被測壓力的。當(dāng)彈性元件受壓力作用時(shí)會(huì)產(chǎn)生變形，于是輸出位移或力；再把位移或力通過一定的元件轉(zhuǎn)換成電量信號(hào)。彈性元件的特點(diǎn)：構(gòu)造簡單，價(jià)格便宜，測壓范圍寬，被測壓力低至幾帕，高達(dá)數(shù)百兆帕都可使用，測量精度也較高，在目前的測壓儀表中占有統(tǒng)治地位。4.2壓力檢測方法常見測壓元件結(jié)構(gòu)組成-壓力傳感器

單圈彈簧管

測量元件是一個(gè)彎成圓弧形的空心管子。其截面一般為扁圓形或橢圓形，管子自由端封閉，作為位移輸出端，彈簧管的另一端固定，作為被測壓力的輸入端，當(dāng)被測壓力從輸入端通入后，由于橢圓形截面在壓力p的作用下將趨于圓形，因而彎成弧形的彈簧管隨之產(chǎn)生向外挺直的擴(kuò)張變形。其自由端就從B移到B’。從而將壓力變化轉(zhuǎn)換成位移量，壓力越大，位移量越大。結(jié)構(gòu)組成-壓力傳感器彈簧管壓力計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，價(jià)格低廉，測壓范圍寬，應(yīng)用十分廣泛。一般彈簧管壓力計(jì)的測壓范圍為-105~+109Pa；精確度最高可達(dá)±0.1％。結(jié)構(gòu)組成-壓力傳感器波紋管：在波紋管中引入壓力時(shí)，其自由端產(chǎn)生伸縮變形，可以得到較大的線位移，但壓力—位移特性的線性不如彈簧管。膜片膜片：單膜片測壓元件主要用于低壓的測量，一般使用金屬膜片，也有橡膠膜片。膜片式壓力計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是：可測微壓和粘滯性介質(zhì)壓力。結(jié)構(gòu)組成-壓力傳感器結(jié)構(gòu)組成-壓力傳感器膜盒：廣泛應(yīng)用于測量差壓。硬芯：用于實(shí)現(xiàn)輸出機(jī)械位移或力；硅油：用于傳遞壓力和對膜片起過載保護(hù)作用；結(jié)構(gòu)組成-壓力傳感器電容式壓力變送器測壓原理:是利用轉(zhuǎn)換元件將壓力變化轉(zhuǎn)換成電容變化，再通過檢測電容的方法來測量壓力的。電容式差壓變送器的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單（小型化、輕量化）、性能穩(wěn)定、可靠，具有較高的精度。結(jié)構(gòu)組成-壓力傳感器擴(kuò)散硅壓力變送器

擴(kuò)散硅壓力變送器屬應(yīng)變式壓力變送器。它是基于電阻應(yīng)變原理測量壓力的。當(dāng)電阻體在外力作用下，產(chǎn)生機(jī)械變形時(shí)，其電阻值也將隨之發(fā)生變化。這種現(xiàn)象稱之為電阻應(yīng)變效應(yīng)。通過對電阻變化量的檢測，即可得知其受力情況。擴(kuò)散硅壓力變送器檢測部件的原理結(jié)構(gòu)如圖(a)所示。它的感壓元件叫做擴(kuò)散硅應(yīng)變片。其電阻布置如圖(b)所示、杯內(nèi)腔承受被測壓力p，杯的外側(cè)為大氣壓力。如用來測量差壓，則分別接p1及p2。硅杯設(shè)計(jì)時(shí)，取R1=R2=R3=R4=R，所以此時(shí)橋路平衡時(shí)，當(dāng)壓力為零時(shí)，橋路輸出為U=0當(dāng)外界有壓力時(shí)，由于四個(gè)電阻的位置經(jīng)過精確選擇，使得電阻變化量相等，即：△R1=△R2=△R3=△R4=△R這時(shí)橋路失去平衡輸出電壓信號(hào)為：上式表明橋路的輸出電壓與應(yīng)變電阻的變化量成正比。結(jié)構(gòu)組成-壓力傳感器石英晶體壓力傳感器

石英晶體是迄今為止發(fā)現(xiàn)的具有最高硬度（僅次于金剛石和剛玉）和最優(yōu)異彈性模量（比鋼材高數(shù)十倍）的天然晶體材料，具有長期的物理穩(wěn)定性和優(yōu)異的彈性恢復(fù)能力。百年來石油工業(yè)廣泛使用的各類壓力計(jì)，精度最好的壓力計(jì)都一直采用石英晶體為關(guān)鍵敏感元件來制作。結(jié)構(gòu)組成-壓力傳感器工作原理

首先給石英晶體兩端電極加上與晶體固有頻率一致的交流電壓信號(hào)，這時(shí)晶體就會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定度非常高的諧振。當(dāng)油井內(nèi)變化著的流體壓力經(jīng)過緩沖管作用于石英晶體后，就會(huì)引起晶體晶格變化而發(fā)生頻率改變，這個(gè)頻率的變化量與壓力大小成正比。但實(shí)際使用中測壓用石英晶體一般諧振頻率較高（5M左右），不能直接處理。所以一般會(huì)用一個(gè)與測壓晶體頻率相當(dāng)?shù)幕鶞?zhǔn)晶體，它處于密封狀態(tài)常壓狀態(tài)。輸出頻率不受壓力影響，兩個(gè)頻率經(jīng)混頻器后，產(chǎn)生差頻信號(hào)送到電子測量部分進(jìn)行計(jì)數(shù)。結(jié)構(gòu)組成-溫度傳感器擴(kuò)散硅壓力變送器的測量誤差主要取決于三個(gè)方面。一是傳感器結(jié)構(gòu)及彈性元件的誤差。二是電阻體的誤差。三是測量電路的誤差。其中，環(huán)境溫度變化所引起的誤差是壓力傳感器的主要誤差。形成的原因是因?yàn)槔脭U(kuò)散技術(shù)形成的電橋阻值易隨溫度改變，并且壓阻元件的壓阻系數(shù)具有較大的負(fù)溫度系數(shù)，這些易引起電阻值與電阻溫度系數(shù)的離散，導(dǎo)致壓力傳感器的熱靈敏度漂移和零點(diǎn)漂移。為此，在設(shè)計(jì)壓力計(jì)時(shí)會(huì)增加一個(gè)溫度傳感器對壓力信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，可達(dá)到較為滿意的應(yīng)用結(jié)果

傳感器溫度特性曲線結(jié)構(gòu)組成-溫度傳感器測溫原理溫度測量原理就是選擇合適的物體作為溫度敏感元件，其某一物理性質(zhì)隨溫度而變化的特性為已知，通過溫度敏感元件與被測對象的熱交換，測量相關(guān)的物理量，即可確定被測對象的溫度。壓力計(jì)中一般選用金屬熱電阻作為測溫傳感器。它具有穩(wěn)定性高、互換性好、準(zhǔn)確度高的特點(diǎn)。其精度一般為：1%~0.1%鉑熱電阻-200~850℃Pt10、Pt100、Pt1000結(jié)構(gòu)組成-測量電路

測量電路一般有三部分組成：轉(zhuǎn)化電路首先根據(jù)傳感器的不同類型提供穩(wěn)定的電源；另外完成對傳感器輸出信號(hào)的整形放大及A/D轉(zhuǎn)換，把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)。中央處理器協(xié)調(diào)各部件的工作，按照事先設(shè)定的工作制度完成對壓力信號(hào)的測試。隨著電子元件集成度的提高目前的許多處理器已經(jīng)集成了電源及A/D轉(zhuǎn)換等模塊，可以獨(dú)立完成上一部分的功能。存儲(chǔ)器用來存儲(chǔ)測到的采樣數(shù)據(jù)。

結(jié)構(gòu)組成-電池壓力計(jì)電池的選用各個(gè)廠家有所不同，目前國內(nèi)外儀器最常用的是鋰－亞硫酰氯電池(LiSOCl2)，鋰－亞硫酰氯電池是能量比最高的一種，目前單節(jié)1#電池可達(dá)到10000mAh的水平。它的額定電壓是3.6V，以中等電流放電時(shí)具有極其平坦的放電特性(可在90％容量范圍內(nèi)平坦地放電，保持不大的變化)。電池可以在－40℃～＋85℃范圍內(nèi)工作，進(jìn)口電池可達(dá)到175℃。但溫度太低時(shí)容量會(huì)有損失，－40℃時(shí)的容量約為常溫容量的50％。這種電池屬于一次性電池，不可充電。自放電率低(年自放電率≤1％)、儲(chǔ)存壽命長達(dá)10年以上。結(jié)構(gòu)組成-電池雖然鋰－亞硫酰氯電池有這么多優(yōu)點(diǎn)，但長時(shí)間不用時(shí)，電池電壓會(huì)存在滯后現(xiàn)象。電壓滯后現(xiàn)像是由于在鋰表面形成一層LiCl鈍化膜造成的，而這也是這些電池能夠很好長期保持電量的原因。隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長和溫度的升高，鈍化膜的厚度也增加。此膜可阻止亞硫酰氯與鋰金屬發(fā)生反應(yīng)，也限制鋰離子從金屬表面流到電解質(zhì)。然而,一旦電池開始放電,鈍化膜的厚度就逐漸減少,電阻回到一個(gè)穩(wěn)定的值,電池也達(dá)到了它的額定電壓。所以使用這種電池的壓力計(jì)在使用前應(yīng)測定電池是否已激活，即電壓是否滿足工作要求。結(jié)構(gòu)組成-電池電池激活可以用專用的激活電路實(shí)現(xiàn)（如圖）。在有些壓力計(jì)中，因?yàn)楣脑O(shè)計(jì)得非常小，而且?guī)в凶詣?dòng)升壓電路所以電池可不用人工激活，伴隨壓力計(jì)的采樣過程電池會(huì)逐漸恢復(fù)，并不影響使用。壓力計(jì)基本性能指標(biāo)測量范圍、上下限及量程靈敏度和分辨率精確度外形尺寸采樣間隔存儲(chǔ)容量防腐性能壓力計(jì)基本性能指標(biāo)測量范圍、上下限每個(gè)用于測量的儀表都有測量范圍，它是該儀表按規(guī)定的精度進(jìn)行測量的被測變量的范圍。測量范圍的最小值和最大值分別稱為測量下限和測量上限，簡稱下限和上限。量程壓力計(jì)的量程可以用來表示其測量范圍的大小，是其測量上限值與下限值的代數(shù)差，使用下限與上限可完全表示儀表的測量范圍，也可確定其量程。量程＝測量上限值-測量下限值壓力計(jì)基本性能指標(biāo)靈敏度壓力計(jì)對被測壓力變化的靈敏程度，被測壓力改變時(shí)，經(jīng)過足夠時(shí)間后壓力計(jì)輸出值達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，輸出變化量△Y與引起此變化的輸入變化量△U之比：量程的變化改變靈敏度；零點(diǎn)變化不改變靈敏度分辨率壓力計(jì)能響應(yīng)和分辨的最小壓力變化，又成為靈敏限。通常儀表的靈敏度高，分辨率也高壓力計(jì)基本性能指標(biāo)-精確度在講精度之前，先談一下有關(guān)誤差的幾個(gè)概念儀表指示裝置所顯示的被測值稱為示值，它是被測真值的反應(yīng)。實(shí)際中常將用適當(dāng)精度的儀表測出的或者用特定的方法確定的約定真值代替真實(shí)。例如：用國家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量機(jī)構(gòu)標(biāo)定過的標(biāo)準(zhǔn)儀表進(jìn)行測量，其測量值既可作為約定真值。壓力計(jì)基本性能指標(biāo)-精確度示值與公認(rèn)的約定真值之差成為絕對誤差 絕對誤差=示值－約定真值絕對誤差簡稱為誤差。誤差為正時(shí)，示值偏大，反之偏小。壓力計(jì)基本性能指標(biāo)-精確度絕對誤差與約定真值之比成為相對誤差。相對誤差=如果用量程取代約定真值，得到引用誤差。

引用誤差=壓力計(jì)基本性能指標(biāo)-精確度考慮整個(gè)量程范圍內(nèi)的最大絕對誤差與量程的比值，則得到最大引用誤差。最大引用誤差=最大引用誤差與儀表的具體示值無關(guān)，可以更好地說明儀表測量的準(zhǔn)確程度。它是儀表基本誤差的主要形式，是儀表的主要性能指標(biāo)之一壓力計(jì)基本性能指標(biāo)精確度壓力計(jì)的精確度通常是用允許的最大引用誤差去掉百分號(hào)后的數(shù)字來衡量。按規(guī)定，壓力計(jì)的精確度化分成若干等級(jí)，簡稱精度等級(jí)，如0.05級(jí)、0.1級(jí)、0.2級(jí)級(jí)等。等級(jí)的數(shù)字越小，精度越高。精度等級(jí)0.05級(jí)：基本誤差不超過量程的±0.05%輸入(被測量)輸出0標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出特性曲線實(shí)際上升校驗(yàn)曲線實(shí)際下降校驗(yàn)曲線誤差上限誤差下限基本誤差限精度等級(jí)的確定過程：壓力計(jì)基本性能指標(biāo)-壓力計(jì)基本性能指標(biāo)外形尺寸

-壓力計(jì)的不同外形尺寸主要受測試環(huán)境的限制，根據(jù)不同的測試位置如油管內(nèi)、工作筒內(nèi)或油套環(huán)形空間內(nèi)等選用不同外徑的壓力計(jì)。常用的有?19?25.4(1”)?32(1.25”)?36等。采樣間隔不同內(nèi)容的壓力測試或同一測試的不同階段，都需要壓力計(jì)提供靈活的采樣制度，目前的大多數(shù)壓力計(jì)都可提供1秒到若干小時(shí)不等的采樣間隔供用戶靈活使用。存儲(chǔ)容量這一指標(biāo)是與采樣間隔配合使用的。

壓力計(jì)基本性能指標(biāo)防腐性能腐蝕單位：mm/a毫米/年腐蝕特點(diǎn)：隨著含H2S、CO2酸性油氣田的大量開發(fā)，為確保正常的測試，對壓力計(jì)防腐性能的要求也越來越高。其中H2S的腐蝕最為嚴(yán)重。H2S濃度對鋼材腐蝕速率的影響如圖所示。在含H2S蒸餾水中，當(dāng)H2S含量為200-400mg/L時(shí)，腐蝕速率達(dá)到最大，而后又隨著H2S濃度增加而降低，到1800mg/L以后，H2S濃度對腐蝕率幾乎無影響。如果含H2S介質(zhì)中還含有其他腐蝕性組分，如CO2、cl-、殘酸等時(shí)，將促使H2S對鋼材的腐蝕速率大幅度增高。

壓力計(jì)基本性能指標(biāo)在目前的壓力計(jì)制作材料中，世界公認(rèn)的最好材料是inconel和Monel合金。但是也不是說選用這兩種材料后壓力計(jì)就不受腐蝕了，只是在一定的條件下腐蝕速度更小一些。幾種不同測試類型壓力計(jì)常規(guī)壓力計(jì)

ＤＦＰ壓力計(jì)適用于各種常規(guī)測試，包括油井靜壓、流壓測試，水井壓降測試等。精度要求一般在0.1%到0.05%之間，而像干擾、脈沖等多井試井則要求壓力計(jì)在0.05%至0.024%甚至更高。 規(guī)格壓力范圍：0~60MPa，0~100MPa溫度范圍：0~150℃外徑：1inch/25.4mm、1.25inch/32mm長度：20inch/50.8mm精度：0.05%、0.03%采樣率：1s~18h外殼材料：inconel718合金數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量：210000組幾種不同測試類型壓力計(jì)驗(yàn)封壓力計(jì)

DFYP-150驗(yàn)封壓力計(jì)擦用雙傳感器技術(shù)，用于測試分層注水井中的封隔器的密封情況。精度優(yōu)于0.1%。 規(guī)格壓力范圍：0~60MPa溫度范圍：0~125℃外徑：36mm長度：48mm精度：0.1%采樣率：1s~18h外殼材料：316L數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量：100000組幾種不同測試類型壓力計(jì)分層壓力計(jì)

DFFP19分層壓力計(jì)采用特殊的外形設(shè)計(jì)，用于注水井分層壓降壓恢測試，又叫堵塞式壓力計(jì)，測試時(shí)必須與分層偏心配水器配合。 規(guī)格壓力范圍：0~60MPa溫度范圍：0~125℃外徑：１９mm長度：20.8mm精度：0.1%采樣率：1s~18h外殼材料：316L合金數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量：210000組幾種不同測試類型壓力計(jì)抗震壓裂壓力計(jì)

DFYLP抗震壓裂壓力計(jì)的傳感器和電路板安裝均采用了特殊的專利安裝工藝，具有良好的抗震性能，可用于射孔、壓裂、酸化、測試等。 規(guī)格壓力范圍：0~100MPa溫度范圍：0~150℃外徑：32mm長度：50.8mm精度：0.05%采樣率：0.1s~4h外殼材料：316L合金數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量：210000組幾種不同測試類型壓力計(jì)井口存儲(chǔ)式壓力計(jì)

DFKP井口存儲(chǔ)式壓力計(jì)采用井下壓力計(jì)的傳感器技術(shù)，排除了井下的惡劣工作環(huán)境成為了最可靠的地面井口儀表。儀器采用單節(jié)電池供電，可連續(xù)采集50萬點(diǎn)以上。通過配套的地面回放設(shè)備，可以在不拆卸儀器的情況下方便的進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。 規(guī)格壓力范圍：0~60MPa溫度范圍：-25

℃~85℃外徑：42mm長度：40.5mm精度：0.05%采樣率：1s~4h外殼材料：316L合金數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量：210000組壓力儀表的選用壓力測量儀表的選擇和使用： 主要考慮類型、測量范圍和測量精度三個(gè)方面。類型的選擇，通常需要考慮以下因素：（1）被測介質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)，如溫度高低、粘度大小、臟污程度、腐蝕性，是否易燃易爆、易結(jié)晶等。（2）生產(chǎn)過程對壓力測量的要求，如被測壓力范圍、精確度以及存儲(chǔ)量大小要求最小采樣間隔等等。（3）現(xiàn)場環(huán)境條件，如高溫、腐蝕、潮濕、振動(dòng)、電磁場等（4）測量范圍(量程):一般在被測壓力比較平穩(wěn)的情況下，最大工作壓力應(yīng)不超過儀表滿量程的3/4，在被測壓力波動(dòng)較大的情況下，最大壓力值不超過儀表滿量程的2/3。綜合測試儀

綜合測試儀屬于低壓試井儀器，包括示功儀和回聲儀兩部分。示功儀是測取抽油機(jī)井示功圖的儀器，是了解抽油機(jī)、泵、桿工作狀況的主要手段?；芈晝x也叫液面探測儀，專門用來測試油井內(nèi)的液面深度，通過測試了解油井的供液能力，液面恢復(fù)能力，掌握生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，是油田生產(chǎn)中的一項(xiàng)經(jīng)常性工作。

目前國內(nèi)的綜合測試儀品牌眾多，但測試原理都基本相同，下面以目前油田中經(jīng)常使用的幾種儀器為例作以介紹?；芈晝x儀器結(jié)構(gòu)及原理一般由以下幾部分組成：

A發(fā)聲轉(zhuǎn)換裝置：發(fā)聲轉(zhuǎn)換裝置包括發(fā)聲器和換能器兩部分。發(fā)聲器用來擊發(fā)聲彈產(chǎn)生高能低頻聲波，作為測試信號(hào)源。目前在有些比較難測的井上還用到氣彈激發(fā)裝置，因?yàn)闅鈴棶a(chǎn)生的聲源能量可以人為調(diào)解。聲波在油、套管間的環(huán)形空間傳播時(shí)，遇到液面或節(jié)箍后會(huì)產(chǎn)生反射，反射波的頻率是液面幾Hz左右，節(jié)箍幾十Hz左右?；芈晝x回聲儀

換能器采用高靈敏度的壓電陶瓷環(huán)傳感器，利用圖示的陶瓷壓電效應(yīng)測量反射聲波。 換能器輸出電壓的頻率與反射聲波的頻率相同；B

信號(hào)處理部分：對換能器產(chǎn)生的電信號(hào)按不同的濾波參數(shù)和增益大小進(jìn)行濾波、放大及采樣等處理，把信號(hào)分為液面與節(jié)箍通道，最終的采樣值以數(shù)字通訊的方式傳給數(shù)據(jù)記錄儀。電荷放大器低通濾波器高通濾波節(jié)箍增益

AD低通濾波液面增益AD節(jié)箍通道液面通道RS232回聲儀

C數(shù)據(jù)記錄 記錄儀的作用是直觀地對聲波反射信號(hào)進(jìn)行顯示、保存或解釋。記錄儀目前有兩種：機(jī)械走紙性記錄儀和電子記錄儀。

用戶根據(jù)選定節(jié)箍波的個(gè)數(shù)和已知的節(jié)箍長度可按下式算出聲波在油井中的傳輸速度：

V=l*n/t?；芈晝x

V:聲速

l:單節(jié)節(jié)箍長度

n:所選節(jié)箍個(gè)數(shù)

t:選定節(jié)箍起點(diǎn)至終點(diǎn)的反射時(shí)間差，走紙記錄儀指的是所選節(jié)箍在紙上的長度。 然后利用求出的聲速及選定的液面位置計(jì)算液面深度：

S=V*t液

S:液面深度

t液：液面反射時(shí)間，走紙記錄儀指的是井口波到液面波在紙上的長度?；芈晝x回聲儀2.技術(shù)性能工作壓力：10MPa擊發(fā)可靠性：100%測量精度：0.1%可測液面深度：套壓小于0.5MPa時(shí)不小于2000米 套壓大于0.5MPa時(shí)不小于4000米工作溫度：-25℃~60℃示功儀儀器結(jié)構(gòu)

A傳感器：傳感器包括載荷傳感器和位移傳感器兩部分。 載荷傳感器用來記錄抽油桿上的載荷變化；有直插應(yīng)變式和液壓式兩種。

示功儀安裝在抽油井光桿懸掛器的橫梁上，記錄抽油桿的拉伸應(yīng)力和形成變化，光桿往復(fù)運(yùn)行一次，可測到一組應(yīng)力隨行程變化的閉合曲線，稱為示功圖，用以指示抽油機(jī)的做功情況。 應(yīng)變式載荷傳感器由彈性元件、電阻應(yīng)變片和測量電路三部分組成。其工作原理是，被測壓力引起彈性元件應(yīng)變，通過粘貼在彈性元件上電阻應(yīng)變片將應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻值的變化，最后通過測量電路把電阻值的變化成電壓或電流的變化。金屬導(dǎo)體在外界力的作用下產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)變時(shí)，其幾何尺寸和電阻率都要發(fā)生變化，從而引起導(dǎo)體電阻值發(fā)生變化的現(xiàn)象，稱為金屬的電阻應(yīng)變效應(yīng)。金屬絲受拉時(shí)，l變長、r變小，導(dǎo)致R變大

。原理演示示功儀示功儀箔式應(yīng)變片的外形彈性元件一般采用實(shí)心圓柱與空心圓柱，受力方向?yàn)檩S向，應(yīng)變片縱向或橫向粘貼與圓柱上。此類彈性元件由于應(yīng)變很小，測力量程較大。粘貼在圓柱上的應(yīng)變片在力作用下隨著彈性元件產(chǎn)生變形。軸向變短，徑向變長。

示功儀FF測量電路四臂差動(dòng)電橋

R1、R3是橫向電阻，R2、R4是軸向電阻，

初始狀態(tài)時(shí)R1=R2=R3=R4，R1～R4均為工作臂，其中對邊橋臂R1、R3為正應(yīng)變，R2、R4為負(fù)應(yīng)變，且ΔR1=ΔR3=

|

ΔR2|

=

|

ΔR4|

=

ΔR

，則

Uo與力的大小成正比，測量這個(gè)電壓信號(hào)也就測出了載荷。R1

R2

R3

R4

U

U0

示功儀示功儀液壓式載荷傳感器：首先通過液壓回路中的活塞把抽油桿上的載荷信號(hào)轉(zhuǎn)變成壓力信號(hào)，因?yàn)榛钊娣e固定所以轉(zhuǎn)換的比例是線性的。在由安裝在同一回路內(nèi)的壓力傳感器進(jìn)行測量。使用時(shí)先將傳感器放在懸掛器上，然后用手壓泵把活塞壓出來，當(dāng)力完全加在活塞上時(shí)就可以開始測試了。示意圖1—杠桿手柄2—小油缸3—小活塞4，7—單向閥5—吸油管

6，10—管道8—大活塞9—大油缸11—截止閥12—油箱手壓泵活塞壓力傳感器卸壓閥示功儀兩種傳感器對比： 直插應(yīng)變式：、 應(yīng)變式傳感器缺點(diǎn)在于在使用時(shí)需要事先卸除抽油桿加在懸掛器上的負(fù)荷，把懸掛器張開，這樣傳感器才能放入測試位置，這個(gè)過程操作比較復(fù)雜對人員要求較高； 優(yōu)點(diǎn)是測量精度較高，結(jié)構(gòu)簡單。液壓式： 液壓式示功儀無需事先卸負(fù)荷就可放入測試位置。測試比較簡單、安全性較高； 但是液壓元件加工精度要求高，造價(jià)高結(jié)構(gòu)復(fù)雜維護(hù)難度大，而且工作時(shí)壓力較高可達(dá)到70MPa左右，所以對密封性能有嚴(yán)格要求，好的密封性能又帶來較大的摩擦，載荷信號(hào)的損失也比較嚴(yán)重。另外液壓系統(tǒng)滯后大所以下行程圖形有失真現(xiàn)象。位移傳感器

位移的測量一般是利用抽油機(jī)帶動(dòng)線輪，經(jīng)過減速，帶動(dòng)電位器或編碼器產(chǎn)生對應(yīng)位移的電信號(hào)。信號(hào)大小與位移成正比。示功儀滑線電阻

Ui

R

RL

Uab

示功儀

2.技術(shù)性能載荷測量范圍：0~140kN精度2%位移測量范圍：0~6m精度1%數(shù)據(jù)容量：不限井次工作溫度：-25℃~60℃PSS活S光λ1P大1P小1圖功分示析圖功分示析返回上級(jí)目錄PSS活S光λP大P小光桿開始上行但活塞還未運(yùn)動(dòng)的瞬間--光桿加載光桿和活塞都在上行光桿開始下行但活塞還未運(yùn)動(dòng)的瞬間--光桿卸載光桿和活塞都在下行理論示功圖PSS活S光λP大P小1.正常：a.基本呈平行四邊形；b.左上角和右下角負(fù)載線常有振動(dòng)波紋；c.深井中力傳遞滯后及動(dòng)載荷增大使示功圖順時(shí)偏轉(zhuǎn)γ。正常示功圖γPSS活S光λP大P小2.連抽帶噴：a.上下行均不能加載卸載，示功圖一般呈窄條形位于理論值之間；b.噴勢越大示功圖越低于最小理論值。噴勢大噴勢小β1PSS活S光λP大P小3.固定凡爾漏失：a.延長光桿減載過程，減載線夾角β越大，下行線收縮越厲害，漏失越嚴(yán)重；b.右上角尖、左下角呈圓弧，曲率中心在示功圖內(nèi)或左上方。β2β3θ1PSS活S光λP大P小4.出油凡爾漏失：a.延長光桿加載過程，加載線夾角θ越大，上行線收縮越厲害，漏失越嚴(yán)重；b.左下角尖、右上角呈圓弧，曲率中心在示功圖右下方。θ2θ3PSS活S光λP大P小5.吸入和排出都漏失：a.上下行均不能有效加載卸載，示功圖一般呈橢圓條帶狀位于理論值之間；b.漏失越嚴(yán)重示功圖越窄。PSS活S光λP大P小6.抽油桿斷脫：a.上下行均不能加載卸載，示功圖一般呈水平窄條形位于最小理論值以下；b.斷脫點(diǎn)越淺示功圖越低于最小理論值。斷脫點(diǎn)深斷脫點(diǎn)淺PSS活S光λP大P小7.砂卡：a.上下行負(fù)載線均出現(xiàn)不規(guī)則鋸齒尖峰；b.加載線和減載線振動(dòng)強(qiáng)烈；c.嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致間歇過大而泵漏。PSS活S光λP大P小8.蠟卡：a.上下行負(fù)載線均出現(xiàn)不規(guī)則圓弧波；b.上下行負(fù)載線均超過理論值；c.嚴(yán)重時(shí)上行負(fù)荷巨增巨減，下行負(fù)荷巨減巨增；PSS活S光λP大P小9.氣體影響：a.減載線出現(xiàn)向外彎曲的曲線；b.下行負(fù)載線收縮越厲害，氣體影響越大。氣體影響大氣體影響小PSS活S光λP大P小10.供液不足：a.減載線不能卸載只有活塞碰到液面才立即卸載；b.加載線和減載線平行；c.

泵體內(nèi)液面越低下行負(fù)載線越短，當(dāng)上下負(fù)載線接近重合時(shí)將因沖滿系數(shù)為０而不出油。沒有充滿充滿更差充滿極差充滿最差PSS活S光λP大P小11.排液系統(tǒng)堵塞或回壓過高：a.上下負(fù)載線均超過理論值；b.堵塞越嚴(yán)重超值越大。堵塞較輕堵塞較重PSS活S光λP大P小12.液體粘度大：a.上下負(fù)載線均超過理論值；b.粘度越大超值越大；c.粘度越大四角越圓使示功圖呈橢圓形。粘度較小粘度較大PSS活S光λP大P小13.撞擊固定凡爾罩或打撈頭（下碰）：a.在左下角形成不規(guī)則的環(huán)形“尾巴”；b.由于撞擊導(dǎo)致游動(dòng)凡爾跳動(dòng)而漏失，使加載線呈平緩向上凹的曲線。返回本級(jí)目錄重復(fù)運(yùn)行PSS活S光λP大P小14.撞擊游動(dòng)凡爾罩或打撈頭（上碰）在右上角形成不規(guī)則的環(huán)形“尾巴”；返回本級(jí)目錄重復(fù)運(yùn)行井下流量計(jì)流量的概念

流體在單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)某一有效截面的體積或質(zhì)量，前者稱體積流量（m3/s)，后者稱質(zhì)量流量(kg/s)。 井下流量計(jì)主要用于測試注水井注入量。油田開采時(shí)，為了保持地層壓力提高油井產(chǎn)量，通常采用一定的井下工藝措施，進(jìn)行分層注水。注水井投注后，需要定期進(jìn)行測試，用所得資料檢查配注的準(zhǔn)確程度，并為正確地分配注水量提供依據(jù)。 流量計(jì)有以下幾種：

機(jī)械流量計(jì)：浮子式 電子流量計(jì)：浮子式、渦輪式 超聲流量計(jì)、電磁流量計(jì)井下流量計(jì) 機(jī)械浮子式 這種流量計(jì)需配合密封段使用，使注入地層的全部液體流過儀器錐管，由于流體的作用，浮子上下端面產(chǎn)生一差壓，該差壓作用在浮子上產(chǎn)生一個(gè)向下的推力，當(dāng)差壓值大于連在浮子上的彈簧拉力時(shí)，浮子開始下降。隨著浮子的下降，浮子最大外徑與錐管之間的環(huán)形面積逐漸增大，流體的流速則相應(yīng)下降，作用在浮子上的推力逐漸減小，直至和彈簧力平衡時(shí)，浮子就處于一個(gè)固定位置。與彈簧相連的記錄筆也就穩(wěn)定在一個(gè)固定位置，同時(shí)儀器中的鐘機(jī)帶動(dòng)著裝有記錄紙的記錄旋轉(zhuǎn)，因此可以在卡片上劃出一定高度的臺(tái)階。在不同流量下高度不同，所以可以記錄流量變化。井下流量計(jì)

根據(jù)流體連續(xù)性方程，可得出下面的理論流量公式：

q=Ah1.5[1+htg(?/2)/2R]

其中：A為常數(shù)

q為流量,

h為浮子運(yùn)動(dòng)距離。

?為錐度，R為浮子半徑 可以看出如果儀器機(jī)械尺寸固定，流量和浮子運(yùn)動(dòng)距離之間存在單值函數(shù)關(guān)系

q=f(h)≈Aⅹh1.5+Bⅹh2.5

其理論曲線如圖井下流量計(jì)井下流量計(jì)電子式浮子流量計(jì)

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，在90年代中后期，國內(nèi)逐漸出現(xiàn)了電子式的浮子流量計(jì)。因?yàn)槠涓拥闹庇^、準(zhǔn)確，所以很快便代替了機(jī)械流量計(jì)。結(jié)構(gòu)及輸出特性與機(jī)械式相同。井下流量計(jì)工作原理 從工作原理上來看，它和機(jī)械式流量計(jì)有很多的相同之處，只是把紙筒改為螺線管電子計(jì)量。首先與浮子桿相連的是一個(gè)導(dǎo)磁體，導(dǎo)磁體周圍繞有兩組線圈。當(dāng)導(dǎo)磁體移動(dòng)時(shí)，會(huì)使線圈的電感不平衡；當(dāng)在線圈上分別加上相同的階躍信號(hào)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生不同大小的感應(yīng)電動(dòng)勢，其差值V與磁鐵位置成正比性。而磁鐵位置等同于機(jī)械浮子流量計(jì)中的筆尖位置。所以電子浮子流量計(jì)的理想特性方程也與機(jī)械式相同。

浮子流量計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡單，使用維護(hù)方便，壓力損失小且恒定，測量范圍比較寬，工作可靠且線性刻度，適用性廣等特點(diǎn)．但是測試時(shí)需要測試流體全部通過儀器內(nèi)部所以必需配合密封段、配水器坐封測試工藝比較復(fù)雜。配合工具有漏失時(shí)會(huì)直接影響測試準(zhǔn)確性。井下流量計(jì)代表產(chǎn)品慶106機(jī)械浮子流量計(jì)FDL100浮子式電子流量計(jì)直徑38mm42mm長度965mm970mm最高壓力25MPa45MPa最高溫度80、85量程50~900m3/D50~900m3/D精度2.52生產(chǎn)廠家牡儀廠思坦公司井下流量計(jì)超聲流量計(jì)工作原理

超聲波流量傳感器的測定方法是多樣的，如傳播速度變化法、波速移動(dòng)法、多卜勒效應(yīng)法、流動(dòng)聽聲法等。但目前應(yīng)用較廣的主要是超聲波傳播時(shí)間差法。超聲波在流體中傳播時(shí)，在靜止流體和流動(dòng)流體中的傳播速度是不同的，利用這一特點(diǎn)可以求出流體的速度，再根據(jù)管道流體的截面積，便可知道流體的流