電子式井下壓力計校準過程中的問題淺析

王 卓

(大慶油田有限責任公司測試技術服務分公司 黑龍江 大慶 163153)

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電子式井下壓力計校準過程中的問題淺析

王 卓

(大慶油田有限責任公司測試技術服務分公司 黑龍江 大慶 163153)

針對國家能源局發(fā)布的SY/T 6640-2012電子式井下壓力計校準方法在應用中存在的問題，對電子式井下壓力計校準過程中的回程誤差、最大允許誤差公式和轉換頭等問題做一探討分析，發(fā)現(xiàn)回程誤差的大小同壓力計本身和檢定裝置有關。最大允許誤差公式的分母為校準時的最大電壓更符合要求。規(guī)范統(tǒng)一轉換頭可大大提高工作效率。

井下壓力計；現(xiàn)場應用；最大允許誤差；回程誤差；轉換頭

0 引 言

目前國內各大油田使用較多的井下壓力計分為機械式和電子式兩種。電子式壓力計中的存儲式電子壓力計，具有精度高、性能可靠、操作方便等特點，成為大慶油田使用最多的一種壓力計。在油田的油水井壓力測試中，絕大部分使用的是電子式井下壓力計，所測數(shù)據(jù)的準確程度直接由其性能所決定，對其進行正確的校準就顯得非常重要。

2012年3月1日實施的新標準，壓力計在現(xiàn)場測試校準過程中發(fā)現(xiàn)了許多問題。根據(jù)實際情況，有必要對壓力計的校準方法等方面的內容進行分析研究，以便采取措施，提高井下壓力資料錄取的準確性。

SY/T 6640-2012校準方法規(guī)定了六項校準項目，分別由外觀檢查、振動沖擊檢查、示值誤差、零點漂移、回程誤差和鑒別力(閾)等組成。本文針對校準過程中回程誤差、最大允許誤差公式和轉換頭等問題做一簡要分析。

1 回程誤差校準

SY/T 6640-2012中規(guī)定回程誤差可利用示值校準的數(shù)據(jù)進行計算。每次同一校準點上的正、反行程示值之差的絕對值不大于儀器的最大允許誤差，電子壓力計準確度等級見表1。

表1 電子壓力計準確度等級

研究表明儀器的回程誤差與檢定裝置有關。同一支電子式壓力計在校準環(huán)境相同，檢定裝置不同時測得回程誤差有差別。大慶油田測試技分公司第五大隊現(xiàn)有三種不同型號的檢定裝置，分別是北京永旭壓力計檢定裝置(SL-APGC-060CA)、沈陽大通公司生產(chǎn)的型號DTYJ-2000和型號DTYJ-2010。

1)北京永旭壓力計檢定裝置：

采用現(xiàn)代計算機控制技術和精密氣動元件組成機械手自動加減砝碼。該套裝置采用國際先進的數(shù)字伺服控制系統(tǒng)驅動絲杠旋轉調節(jié)壓力。通過計算機監(jiān)測活塞位置的變化，實時監(jiān)控壓力加減和穩(wěn)定情況，將信號反饋給計算機顯示。先進的PID控制調節(jié)技術自動調節(jié)和控制。該裝置壓力控制和溫度控制在同一軟件平臺上，設置必要的參數(shù)后，可由軟件自動擬定儀器標定過程，實現(xiàn)標定過程的自動化。

2)沈陽大通壓力計檢定裝置：

標準壓力值的提供不需要砝碼，而是計算機根據(jù)所設壓力值調控數(shù)字伺服控制系統(tǒng)驅動絲杠旋轉推拉活塞調節(jié)壓力，高精度壓力傳感器記錄壓力值并反饋給計算機，計算機根據(jù)壓力值調節(jié)絲杠的旋轉方向及速度，直到所提供的壓力值滿足精度要求為止。

實驗通過相同型號壓力計、相同校準環(huán)境在不同檢定裝置上的回程誤差對比，發(fā)現(xiàn)回程誤差與檢定裝置有關。所用的被校準壓力計型號為GNR/P-DM，壓力計的壓力測量范圍為0～60 MPa，準確度等級為0.05級。校準時的校準溫度為80℃、環(huán)境濕度為52%RH、環(huán)境溫度20℃，校準結果如圖1、圖2所示。

圖1 GNR/P-DM壓力計在三種不同檢定裝置上的示值誤差曲線

圖2 GNR/P-DM壓力計在三種不同檢定裝置上的回程誤差

圖1 為GNR/P-DM型壓力計在三種不同檢定裝置上的示值誤差曲線圖，圖中橫坐標為標準壓力值(MPa)，在三種檢定裝置上取6個相同的壓力點(0MPa、8.5 MPa、16.5 MPa、24.5 MPa、32.5 MPa、40 MPa、)，縱坐標為示值誤差(MPa)。從圖中可以明顯看出，GNR/P-DM型壓力計在三種檢定裝置上的示值誤差均符合行業(yè)標準，屬合格產(chǎn)品。

圖2 為GNR/P-DM型壓力計在三種不同檢定裝置上測得的回程誤差曲線圖，從圖中可以看出，按照SY/T 6640-2012行業(yè)標準，此裝置在檢定裝置為北京和DT-2010上是不合格的，在檢定裝置為DT-2000上檢定是合格的。說明井下壓力計回程誤差的校準與檢定裝置有關。校準合格與否不能單一考慮示值誤差，還要考慮回程誤差。這些特性通過壓力計示值誤差是不能看出來的。當示值誤差符合要求時，回程誤差不一定符合要求，上述現(xiàn)場的實際數(shù)據(jù)說明新標準添加回程誤差這個檢定項目具有必要性。

2 最大允許誤差公式的討論

SY/T 6640-2012中規(guī)定公式(1)計算電子壓力計的最大允許誤差，應符合表1的規(guī)定。

(1)

式中,

δ1為電子壓力計最大允許誤差，%；

Δmax為電子壓力計所有壓力校準點中絕對值最大的示值誤差，MPa；

PFS為電子壓力計測量范圍的上限值，MPa。

然而在實際的校準工作中，最大允許誤差的計算公式為公式(2)時更符合要求。

(2)

式中,Pmax表示校準時的最大電壓，MPa。

新標準中規(guī)定：電子壓力計的回程誤差應不大于儀器最大允許誤差的絕對值。公式(2)將公式(1)中的分母設置為校準時的最大電壓而不是儀器測量范圍的上限值，主要原因在于一般在校準時的最大電壓為40MPa，廠家規(guī)定的測量上限一般為60MPa。如果廠家單方面提高壓力計的測量上限，那么根據(jù)表1計算出的最大允許誤差會變大，經(jīng)校準壓力計的回程誤差會很容易滿足要求。最大允許誤差計算公式為校準時的40MPa更符合實際要求，井下的壓強一般在30～40MPa之間，不會超過40MPa。當PFS>Pmax時，則計算出的δ1<δ2。如果根據(jù)公式(2)計算的最大允許誤差結果符合表1的要求，那么根據(jù)公式(1)計算的最大允許誤差也一定符合表1的要求。因此建議最大允許誤差公式應設置為精度與最大校準誤差的乘積。

3 壓力計轉換頭問題

壓力計轉換頭是用來連接校驗儀與被校驗儀表的連接體，由于各種壓力儀表的螺紋接口尺寸多種多樣，正常配置的壓力接頭不能適應多種接口的連接，不同的螺紋規(guī)格配用不同的轉換接頭，因此對壓力計轉換頭的規(guī)范化很必要。

五大隊現(xiàn)有壓力計共計70多支，分別來自5個生產(chǎn)廠家。這些壓力計接頭有內螺紋和外螺紋之分，其尺寸也各不相同。造成了校準時連接壓力計和檢定裝置轉換頭的多樣化。如圖3所示為第五大隊現(xiàn)自用壓力計轉換頭。

圖3 第五大隊自用壓力計轉換頭

在每次校準時，需要根據(jù)不同的壓力計更換相應的轉換頭。轉換頭的多樣化，大大降低了勞動效率。與此同時，也增加了校準的成本。統(tǒng)一規(guī)范后，便可為企業(yè)節(jié)省很大一部分支出。頻繁的更換轉換頭對安全性還有很大的影響，有時會對檢定裝置接口的螺紋造成損壞，降低了檢定裝置的使用壽命?？梢妼毫τ嬣D換頭進行規(guī)范化是非常必要的。轉換頭規(guī)范化后，會有很多好處。首先可以提高工作效率，其次可以大大降低成本，再次會有更高的安全性和準確性。

4 結束語

本文發(fā)現(xiàn)壓力計校準時回程誤差的大小除了和壓力計本身有關，也和檢定裝置有關。同時證明了新標準校準時計算回程誤差的必要性；最大允許誤差公式的分母為校準時的最大電壓更符合要求；在現(xiàn)場實際應用中，壓力計的轉換頭規(guī)范后，可以大大提高工作效率、降低生產(chǎn)成本，提高檢定工作的可靠性和成功率。

[1]ST/T6640-2005，電子式井下壓力計校準方法[S].

[2]ST/T6640-2012，電子式井下壓力計校準方法[S].

[3] 賈向東,劉國權,董斌.高分辨率石英壓力計在生產(chǎn)測井中的應用[J].石油儀器,2008,22(6):18-19.

[4] 張寶榮.遲滯誤差在壓力計校準中的應用[J].石油儀器,2013,27(6):19-22.

[5] 陳明.高溫高壓地層電子壓力計測試工藝探討與應用[J].石油儀器,2011,25(6):40-42.

Analyses of the Problems in the Process of Electronic Downhole Pressure Gauge Calibration

WANG Zhuo

(DaqingLoggingandTestingServicesCompany,Daqing,Heilongjiang163153,China)

In view of the problems arising in the application of the SY/T 6640-2012 electronic downhole pressure gauge calibration method issued by the National Energy Administration, the paper discusses the return error, the maximum allowable error formula and the conversion head in the electronic downhole pressure gauge calibration process. It is found that the size of the return error is related to the pressure gauge itself and the test device. The denominator of the maximum permissible error formula is the maximum voltage at which calibration is carried out. To uniform standard conversion heads can greatly improve work efficiency.

downhole pressure gauge; field application; maximum allowable error; return error; conversion head

王 卓，男，1988年生，助理工程師，2010年畢業(yè)于黑龍江大學，現(xiàn)主要從事生產(chǎn)測井現(xiàn)場操作工作。E-mail：qhilbx@163.com

P631.8+1

A

2096-0077(2017)02-0081-03

10.19459/j.cnki.61-1500/te.2017.02.019

2016-11-15 編輯：馬小芳)