淺析錄井懸重傳感器的維護操作保養法

明曉峰

摘 要：在工程鉆進中，綜合井實時采集諸如鉆時、鉆壓、懸重、立管壓力、轉盤扭矩、轉盤轉速、鉆井液性能等大量參數，并計算出地層孔隙壓力梯度、地層破裂壓力梯度、上覆巖層壓力梯度、地層壓力系數、鉆井液水力參數等。參數采集由傳感器執行，而傳感器的正常工作需要正確的維護操作保養，本文探討的是針對懸重傳感器維護保養的先進操作法。

關鍵詞：傳感器;懸重;操作;維護;保養

0引言

工程參數錄井是綜合錄井錄取參數的一個組成部分，主要提供對大鉤高度、鉆壓、懸重、立壓、套壓、泵沖數、轉盤轉速、扭矩、入口流量、出口排量、鉆時、鉆井液單池及總池體積、入/出口溫度、入/出口密度、入/出口電導率等參數的監控;同時，綜合應用其它錄井資料，可為鉆井工程施工提供井下異常情況預報、地層壓力預測和實時檢測、工程設備狀態監測、鉆頭選型、優化鉆井參數、壓井、堵漏等多方面技術服務，以使工程施工方超前及時采取相應措施，減少井下事故的發生，達到節約成本，提高鉆井效益的目的。

在日常施工中，參數采集只是錄井工作的基礎部分，同時還要利用計算機系統進行實時屏幕輸出顯示、實現按深度或時間存儲的歷史數據數據及曲線回放記錄，并根據作業公司的施工設計，指導和監督鉆井工程按設計施工。如上所述，所有這些工作的基礎都離不開傳感器的正常工作，而傳感器的正常工作是以對其進行正確的維護、操作和保養為支撐和保障。

1懸重傳感器簡介

懸重傳感器采集的數據屬于直接測量參數。通過測量大鉤負荷參數變化，可以判斷鉆井工作狀態，計算鉆壓，提供優化鉆井所需的數據，判斷卡鉆、遇阻、掉鉆具等工程事故。

懸重傳感器是壓力傳感器，綜合錄井儀中的壓力傳感器主要包括：立管壓力傳感器（也叫泵壓傳感器）、套管壓力傳感器、懸重傳感器（也叫大鉤負荷傳感器），如圖1所示。這三種傳感器的工作原理是一樣的，只是測量參數不同所以三種壓力傳感器的量程和在鉆井現場的安裝位置有所不同而已。

懸重傳感器，用于測量死繩固定器處的液壓轉換器所產生的壓力，并轉換為大鉤負荷參數

1.1懸重傳感器的工作原理

懸重傳感器采用離子束濺射和刻蝕工藝，制作了組成惠斯登電橋的合金薄膜應變電阻。應變電橋直接制做在金屬測壓膜片上，在壓力作用下膜片產生應變，應變電橋感受此應變而導致其電阻變化，對應變電橋所組成的電橋加額定激勵電壓，則可得到與壓力成線性關系的電壓變化（電壓型）。電流型則是通過電子電路，將電橋輸出的信號放大，并轉換成標準4～20mA 電流信號輸出。

根據傳感器的量程和傳感器輸出電流的對應關系，按下式計算出傳感器輸出電流的理論值。

I =（16/M）×P + 4

式中：

I ——傳感器輸出電流的理論值，單位為毫安（mA）;

M ——傳感器的量程，單位為兆帕（MPa）;

P ——傳感器承受的壓力示值，單位為兆帕（MPa）。

傳感器感應頭采用金屬一體化結構平面設計，可直接與被測量的氣體或液體接觸，防水耐腐蝕、精度高、性能穩定可靠。

1.2懸重傳感器的安裝

懸重傳感器在選擇安裝場所時周圍有足夠的空間，以便于維護調校。懸重傳感器安裝在井架死繩固定器處的液壓轉換器預留傳感器接口上，如圖2所示。傳感器安裝前確認大鉤處于空載狀態，將大鉤負荷傳感器總成的快速接頭與井架死繩固定器的傳感器的快速接頭對接，檢查油路密封情況。

壓力傳感器為兩線制電流型傳感器，一般有2根線和綜合錄井儀的采集接口相連接，一般分為信號輸出線和傳感器電源線。

2懸重傳感器的維護操作和保養事項

如圖2所示，懸重傳感器的組成部分主要有：傳感器電纜、懸重傳感器和傳感器高壓油路管線、油路三通和快鎖接頭等組成。根據傳感器的部件組成和結構及工作特點，在維護保養時必須是在大鉤空載狀態下，這是對高壓管路進行操作的第一要求。

（1）傳感器電纜。按照勘探現場安全用電的要求，所有用電設備必須是防爆的，綜合錄井傳感器都是按照本安型配置的。傳感器電纜進入傳感器接線端子經過的是填料函，依靠填料函的松緊實現線路密封。在此項操作上應考慮到幾個方面的問題：① 密封過緊。密封過緊會壓迫屏蔽線和信號線粘連，時間久了會損壞電纜，同時，在填料函的過緊轉動中會帶動接線端子轉動，造成電纜攪擰而損壞;② 密封不緊。密封不緊會導致潮濕的濕氣或水直接滲入到傳感器內部，導致連電而損壞傳感器，同時，違反了防爆要求，造成安全隱患。

（2）傳感器本體。在綜合錄井系統中，壓力傳感器的外形和本體是相同的，只是測量范圍不同，傳感器本體上有顯示表頭，所以必須保護好表頭避免摩擦碰撞，從而確保本安型傳感器的自身防爆安全性能。

（3）傳感器高壓油路管線。傳感器的高壓油路管線是軟管，在和死繩固定器連接時應水平對接，避免彎折或破損，否則會導致其安全性差、油路不暢。

（4）油路三通和快鎖接頭。油路三通是為了鉆井工程注油和連接第三方傳感器使用的，快鎖接頭連接高壓油路管線。三通內必須是暢通的，避免雜質進入油路，否則會影響信號穩定性也會造成傳感器的金屬測壓膜片損壞或產生非測量信號變形，更會降低傳感器的測量精度。

3結語

傳感器的運行使用必須按照正確的工作模式進行，只有如此才能實現設備運行效益最大化，而先進操作法是最有力的技術保障。