淺談井下存儲式管柱張力溫度監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測儀可以監測管柱壓力、拉力和油套壓力及溫度。根據實測數據，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律，判斷封隔器的座封狀況與密封情況，必要時提醒現場操作人員采取措施，防止惡性事故的發生，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測儀結構和工作原理

1.1 井下存儲式管柱張力溫度監測儀結構

井下存儲式管柱張力溫度監測儀[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測儀工作原理

電路原理：放大及A/D轉換-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，把儀器里面的數據回放到計算機上，在計算機上可以查看數據，繪制曲線，打印報表等。

1.3 張力溫度數據的回放流程

井下存儲式管柱張力溫度監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，儀器通過傳感器采集信號，經CPU處理并存儲，儀器起出地面后，可以對數據進行回放。

1.4 監測軟件-井下數據回放

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的數據回放保存到計算機里。

2 溫度壓力標定

監測儀溫度壓力標定依據為：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、數據采集、數據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）通過試驗實時數據與監測儀儲存數據比較，對三套井下存儲式管柱張力溫度監測儀的拉壓力系數進行了微調，使之更好地反映管柱的張力情況。（4）通過大量的室內研究工作和室內試驗，井下存儲式管柱張力溫度監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].電子產品可靠性與環境試驗，2002（5）.

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

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