浅谈井下存储式管柱张力温度监测仪工作原理及试验方法

张楠 崔亚东

摘 要：井下存储式管柱张力温度监测仪可以监测管柱压力、拉力和油套压力及温度。根据实测数据，搞清不同工况下管柱的工作应力，并判断井下管柱的张力变形规律，判断封隔器的座封状况与密封情况，必要时提醒现场操作人员采取措施，防止恶性事故的发生，同时可以更全面地掌握和了解封隔器的使用性能。该项技术的研究可与井下管柱力学软件结合，大大提高管柱力学的研究水平，更好地满足了油田需要。

关键词：井下管柱压力；封隔器；存储式温度压力计

1 井下存储式管柱张力温度监测仪结构和工作原理

1.1 井下存储式管柱张力温度监测仪结构

井下存储式管柱张力温度监测仪[1]主要由以下部分组成：机械部分由中心管、套筒、“O”型圈等构成。电路控制部分由PCB电路板、高温电池、油套压传感器和精密拉压应变片[2]等组成。

图1 井下存储式管柱张力温度监测仪结构图

技术指标如下：（1）压拉测量范围：±100-±50000kg，压拉精度：2%。（2）油管套管测量压力0-100MPa，压力精度0.1%。（3）监测仪最高耐温150℃。（4）通讯口：标准R232口，USB口。

1.2 井下存储式管柱张力温度监测仪工作原理

电路原理：放大及A/D转换-信号切换--CPU存储器-计算机通讯-电源-油管压力传感器-套管压力传感器，油管力传感器1-油管力传感器2-温度传感器。

井下压力拉力分析仪的力传感器采用进口应变片+进口粘接剂和油管壁固化在一起，一边一个对称排列。油管和套管压力传感器采用进口硅宝石传感器[3]，精度高，稳定性好，漂移少。温度传感器采用进口PT1000精密鉑电阻。

仪器开始工作前，要和回放设备连接，回放设备设置采样的间隔及工作时间。工作完成后，回放设备和仪器连接，把仪器里面的数据回放到计算机上，在计算机上可以查看数据，绘制曲线，打印报表等。

1.3 张力温度数据的回放流程

井下存储式管柱张力温度监测仪在下井前先对仪器进行编程，确认编程无误后，接通电源，检查密封 “O”型圈是否完好，一切正常后，密封通讯口。将仪器和油管连接下入井内，仪器通过传感器采集信号，经CPU处理并存储，仪器起出地面后，可以对数据进行回放。

1.4 监测软件-井下数据回放

仪器井下存储工作结束后，起出地面，打开通讯接口，连接上和计算机通讯的电缆，启动计算机的软件，把仪器电路主板CPU、EEPROM的数据回放保存到计算机里。

2 温度压力标定

监测仪温度压力标定依据为：SY/T6640-2005《电子式井下压力计校准方法》，校准设备：0.005级全自动压力校验装置。

3 软件功能

软件的功能包括：端口设置、采集设置、数据采集、数据回放和打印输出等功能。

4 结束语

通过设计、使用、通讯、回放、室内试验，可以得到以下结论和认识。

（1）井下存储式管柱张力温度监测仪油压最高打到80MPa，套压打最高打到74MPa，井下存储式管柱张力温度监测仪工作正常。（2）通过地面拉压力试验，可以看出井下存储式管柱张力温度监测仪能够很好的反映管柱的张力情况，达到压拉精度2%（满量程）、油套压力精度0.1%的技术要求。（3）通过试验实时数据与监测仪储存数据比较，对三套井下存储式管柱张力温度监测仪的拉压力系数进行了微调，使之更好地反映管柱的张力情况。（4）通过大量的室内研究工作和室内试验，井下存储式管柱张力温度监测仪基本达到了设计要求。

参考文献

[1]任晓荣，师义民，彭琥.石油测井仪器可靠性指标探讨[J].电子产品可靠性与环境试验，2002（5）.

[2]郭海敏，戴家才.国外生产测井技术新进展[J].科技经济市场，2006（5）.

[3]肖立志，张元中.成像测井地面系统的现状与发展趋势[J].地球物理学进展，2004（4）.