淺談井下存儲式管柱張力溫度監(jiān)測儀工作原理及試驗方法

張楠 崔亞東

摘 要：井下存儲式管柱張力溫度監(jiān)測儀可以監(jiān)測管柱壓力、拉力和油套壓力及溫度。根據(jù)實測數(shù)據(jù)，搞清不同工況下管柱的工作應力，并判斷井下管柱的張力變形規(guī)律，判斷封隔器的座封狀況與密封情況，必要時提醒現(xiàn)場操作人員采取措施，防止惡性事故的發(fā)生，同時可以更全面地掌握和了解封隔器的使用性能。該項技術的研究可與井下管柱力學軟件結合，大大提高管柱力學的研究水平，更好地滿足了油田需要。

關鍵詞：井下管柱壓力；封隔器；存儲式溫度壓力計

1 井下存儲式管柱張力溫度監(jiān)測儀結構和工作原理

1.1 井下存儲式管柱張力溫度監(jiān)測儀結構

井下存儲式管柱張力溫度監(jiān)測儀[1]主要由以下部分組成：機械部分由中心管、套筒、“O”型圈等構成。電路控制部分由PCB電路板、高溫電池、油套壓傳感器和精密拉壓應變片[2]等組成。

圖1 井下存儲式管柱張力溫度監(jiān)測儀結構圖

技術指標如下：（1）壓拉測量范圍：±100-±50000kg，壓拉精度：2%。（2）油管套管測量壓力0-100MPa，壓力精度0.1%。（3）監(jiān)測儀最高耐溫150℃。（4）通訊口：標準R232口，USB口。

1.2 井下存儲式管柱張力溫度監(jiān)測儀工作原理

電路原理：放大及A/D轉(zhuǎn)換-信號切換--CPU存儲器-計算機通訊-電源-油管壓力傳感器-套管壓力傳感器，油管力傳感器1-油管力傳感器2-溫度傳感器。

井下壓力拉力分析儀的力傳感器采用進口應變片+進口粘接劑和油管壁固化在一起，一邊一個對稱排列。油管和套管壓力傳感器采用進口硅寶石傳感器[3]，精度高，穩(wěn)定性好，漂移少。溫度傳感器采用進口PT1000精密鉑電阻。

儀器開始工作前，要和回放設備連接，回放設備設置采樣的間隔及工作時間。工作完成后，回放設備和儀器連接，把儀器里面的數(shù)據(jù)回放到計算機上，在計算機上可以查看數(shù)據(jù)，繪制曲線，打印報表等。

1.3 張力溫度數(shù)據(jù)的回放流程

井下存儲式管柱張力溫度監(jiān)測儀在下井前先對儀器進行編程，確認編程無誤后，接通電源，檢查密封 “O”型圈是否完好，一切正常后，密封通訊口。將儀器和油管連接下入井內(nèi)，儀器通過傳感器采集信號，經(jīng)CPU處理并存儲，儀器起出地面后，可以對數(shù)據(jù)進行回放。

1.4 監(jiān)測軟件-井下數(shù)據(jù)回放

儀器井下存儲工作結束后，起出地面，打開通訊接口，連接上和計算機通訊的電纜，啟動計算機的軟件，把儀器電路主板CPU、EEPROM的數(shù)據(jù)回放保存到計算機里。

2 溫度壓力標定

監(jiān)測儀溫度壓力標定依據(jù)為：SY/T6640-2005《電子式井下壓力計校準方法》，校準設備：0.005級全自動壓力校驗裝置。

3 軟件功能

軟件的功能包括：端口設置、采集設置、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)回放和打印輸出等功能。

4 結束語

通過設計、使用、通訊、回放、室內(nèi)試驗，可以得到以下結論和認識。

（1）井下存儲式管柱張力溫度監(jiān)測儀油壓最高打到80MPa，套壓打最高打到74MPa，井下存儲式管柱張力溫度監(jiān)測儀工作正常。（2）通過地面拉壓力試驗，可以看出井下存儲式管柱張力溫度監(jiān)測儀能夠很好的反映管柱的張力情況，達到壓拉精度2%（滿量程）、油套壓力精度0.1%的技術要求。（3）通過試驗實時數(shù)據(jù)與監(jiān)測儀儲存數(shù)據(jù)比較，對三套井下存儲式管柱張力溫度監(jiān)測儀的拉壓力系數(shù)進行了微調(diào)，使之更好地反映管柱的張力情況。（4）通過大量的室內(nèi)研究工作和室內(nèi)試驗，井下存儲式管柱張力溫度監(jiān)測儀基本達到了設計要求。

參考文獻

[1]任曉榮，師義民，彭琥.石油測井儀器可靠性指標探討[J].電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗，2002（5）.

[2]郭海敏，戴家才.國外生產(chǎn)測井技術新進展[J].科技經(jīng)濟市場，2006（5）.

[3]肖立志，張元中.成像測井地面系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].地球物理學進展，2004（4）.