井下電子壓力計是廣泛應(yīng)用于測量和記錄油氣田地層中的油、氣、水等介質(zhì)的壓力及溫度值的電子設(shè)備,也是一種具有高實時性、高精確度、高分辨率特征的井筒壓力及溫度測試裝置,其功能是通過直接測量或理論計算獲取自噴井生產(chǎn)時的流動壓力和關(guān)井狀態(tài)的靜壓力。它的核心是一只采用硅—藍(lán)寶石材料制作的高精度傳感器。

組成
探頭、電路板、連接器、外筒。其核心部件是壓力傳感器和溫度傳感器,由于壓力計的工作環(huán)境惡劣多變,因此感應(yīng)原件和制作需要選用符合深層井下作業(yè)的耐高溫、高壓的特色材料以確保電子電壓計的精確度和可靠性。
根據(jù)壓力傳感器和溫度傳感器的應(yīng)變電橋原理,壓力計的振蕩電路在井下地層壓力和溫度的共同影響作用下,將被測礦層的壓力值、溫度值轉(zhuǎn)化為電路系統(tǒng)識別電阻值及電壓值,并由振蕩電路整頻轉(zhuǎn)換為計算機(jī)識別的電流頻率值信號,再經(jīng)軟件校正處理,折算成需要的井下壓力和溫度數(shù)據(jù)。
針對壓力和溫度的核心規(guī)范參數(shù)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)分類說明如下:
一、壓力參數(shù)規(guī)范
1.基本參數(shù)
參數(shù) | 典型要求 | 備注 |
---|---|---|
量程 | 0~40MPa(可擴(kuò)展至100MPa+) | 需覆蓋井深對應(yīng)的靜液柱壓力及波動范圍(如氣井井噴壓力)。 |
精度 | ±0.1% FS(高精度)或 ±0.5% FS | 高精度用于儲層監(jiān)測,常規(guī)用于生產(chǎn)井。 |
過載能力 | ≥150% FS(如60MPa for 40MPa量程) | 防止壓力瞬態(tài)沖擊損壞傳感器。 |
長期穩(wěn)定性 | ≤±0.1%/年 | 關(guān)鍵指標(biāo),影響校準(zhǔn)周期。 |
分辨率 | ≤0.01MPa | 需區(qū)分微小壓力變化(如試井分析)。 |
2.動態(tài)響應(yīng)
參數(shù) | 要求 |
---|---|
響應(yīng)時間 | ≤10ms(動態(tài)壓力監(jiān)測場景需快響應(yīng)) |
頻率響應(yīng) | ≥100Hz(隨鉆測量MWD需求) |
二、溫度參數(shù)規(guī)范
1.基本參數(shù)
參數(shù) | 典型要求 | 備注 |
---|---|---|
工作溫度范圍 | -40~150°C(常規(guī))或 -40~175°C(高溫井) | 地?zé)峋赡苄?00°C+(特殊傳感器)。 |
存儲溫度范圍 | -50~160°C | 非工作狀態(tài)下保護(hù)元件。 |
溫度精度 | ±0.5°C(PT100)或 ±1°C(熱電偶) | 需與壓力傳感器同步校準(zhǔn)。 |
溫度梯度適應(yīng)性 | ≥20°C/min(熱沖擊測試) | 防止井下快速溫度變化導(dǎo)致材料失效。 |
2.溫度補償要求
全溫區(qū)補償:壓力傳感器需在-40~150°C范圍內(nèi)實現(xiàn)溫度漂移補償(如零點漂移≤±0.02% FS/°C)。
補償算法:多項式擬合或查表法,需通過多點校準(zhǔn)(如-20°C、25°C、50°C、100°C、150°C標(biāo)定點)。
1630系列井下小型壓力傳感器芯體專為井下電子壓力計設(shè)計,具備高精度、高可靠性和強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)性,適用于石油、天然氣及地?zé)峋葒?yán)苛工況。
核心性能
測量范圍:0~40MPa(表壓),過載能力達(dá)150%(60MPa),確保在井下壓力波動或沖擊下穩(wěn)定工作。
高精度:非線性誤差≤0.06%F.S.,重復(fù)性≤0.07%F.S.,遲滯誤差<0.1%F.S.,滿足儲層監(jiān)測等高精度需求。
寬溫適應(yīng)性:工作溫度-55℃~175℃(可擴(kuò)展至240℃),零位溫漂±0.015%FS/℃,靈敏度溫漂±0.025%FS/℃,全溫區(qū)數(shù)據(jù)可靠。
環(huán)境與可靠性
抗惡劣介質(zhì):接液部分采用因科鎳防腐合金,外殼為17-4PH不銹鋼,耐H?S、CO?及井下漿體腐蝕。
強(qiáng)抗振性:振動/沖擊引起的誤差≤0.01%FS/g,適應(yīng)隨鉆測量(MWD)等高頻振動場景。
電氣安全:絕緣阻抗>500MΩ@250VDC,輸入/輸出阻抗1.5kΩ~5kΩ,兼容標(biāo)準(zhǔn)信號調(diào)理電路。
應(yīng)用優(yōu)勢
低功耗設(shè)計:3~12VDC寬電壓供電(標(biāo)稱5VDC),適合電池供電的長期監(jiān)測系統(tǒng)。
標(biāo)準(zhǔn)化輸出:滿量程靈敏度±1mV/V,便于與井下數(shù)據(jù)采集單元集成。該芯體通過嚴(yán)格的熱補償和機(jī)械加固設(shè)計,確保在高溫、高壓、腐蝕性環(huán)境下長期穩(wěn)定運行,是井下壓力監(jiān)測的理想選擇。
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