浅析录井悬重传感器的维护操作保养法

明晓峰

摘 要：在工程钻进中，综合井实时采集诸如钻时、钻压、悬重、立管压力、转盘扭矩、转盘转速、钻井液性能等大量参数，并计算出地层孔隙压力梯度、地层破裂压力梯度、上覆岩层压力梯度、地层压力系数、钻井液水力参数等。参数采集由传感器执行，而传感器的正常工作需要正确的维护操作保养，本文探讨的是针对悬重传感器维护保养的先进操作法。

关键词：传感器;悬重;操作;维护;保养

0引言

工程参数录井是综合录井录取参数的一个组成部分，主要提供对大钩高度、钻压、悬重、立压、套压、泵冲数、转盘转速、扭矩、入口流量、出口排量、钻时、钻井液单池及总池体积、入/出口温度、入/出口密度、入/出口电导率等参数的监控;同时，综合应用其它录井资料，可为钻井工程施工提供井下异常情况预报、地层压力预测和实时检测、工程设备状态监测、钻头选型、优化钻井参数、压井、堵漏等多方面技术服务，以使工程施工方超前及时采取相应措施，减少井下事故的发生，达到节约成本，提高钻井效益的目的。

在日常施工中，参数采集只是录井工作的基础部分，同时还要利用计算机系统进行实时屏幕输出显示、实现按深度或时间存储的历史数据数据及曲线回放记录，并根据作业公司的施工设计，指导和监督钻井工程按设计施工。如上所述，所有这些工作的基础都离不开传感器的正常工作，而传感器的正常工作是以对其进行正确的维护、操作和保养为支撑和保障。

1悬重传感器简介

悬重传感器采集的数据属于直接测量参数。通过测量大钩负荷参数变化，可以判断钻井工作状态，计算钻压，提供优化钻井所需的数据，判断卡钻、遇阻、掉钻具等工程事故。

悬重传感器是压力传感器，综合录井仪中的压力传感器主要包括：立管壓力传感器（也叫泵压传感器）、套管压力传感器、悬重传感器（也叫大钩负荷传感器），如图1所示。这三种传感器的工作原理是一样的，只是测量参数不同所以三种压力传感器的量程和在钻井现场的安装位置有所不同而已。

悬重传感器，用于测量死绳固定器处的液压转换器所产生的压力，并转换为大钩负荷参数

1.1悬重传感器的工作原理

悬重传感器采用离子束溅射和刻蚀工艺，制作了组成惠斯登电桥的合金薄膜应变电阻。应变电桥直接制做在金属测压膜片上，在压力作用下膜片产生应变，应变电桥感受此应变而导致其电阻变化，对应变电桥所组成的电桥加额定激励电压，则可得到与压力成线性关系的电压变化（电压型）。电流型则是通过电子电路，将电桥输出的信号放大，并转换成标准4～20mA 电流信号输出。

根据传感器的量程和传感器输出电流的对应关系，按下式计算出传感器输出电流的理论值。

I =（16/M）×P + 4

式中：

I ——传感器输出电流的理论值，单位为毫安（mA）;

M ——传感器的量程，单位为兆帕（MPa）;

P ——传感器承受的压力示值，单位为兆帕（MPa）。

传感器感应头采用金属一体化结构平面设计，可直接与被测量的气体或液体接触，防水耐腐蚀、精度高、性能稳定可靠。

1.2悬重传感器的安装

悬重传感器在选择安装场所时周围有足够的空间，以便于维护调校。悬重传感器安装在井架死绳固定器处的液压转换器预留传感器接口上，如图2所示。传感器安装前确认大钩处于空载状态，将大钩负荷传感器总成的快速接头与井架死绳固定器的传感器的快速接头对接，检查油路密封情况。

压力传感器为两线制电流型传感器，一般有2根线和综合录井仪的采集接口相连接，一般分为信号输出线和传感器电源线。

2悬重传感器的维护操作和保养事项

如图2所示，悬重传感器的组成部分主要有：传感器电缆、悬重传感器和传感器高压油路管线、油路三通和快锁接头等组成。根据传感器的部件组成和结构及工作特点，在维护保养时必须是在大钩空载状态下，这是对高压管路进行操作的第一要求。

（1）传感器电缆。按照勘探现场安全用电的要求，所有用电设备必须是防爆的，综合录井传感器都是按照本安型配置的。传感器电缆进入传感器接线端子经过的是填料函，依靠填料函的松紧实现线路密封。在此项操作上应考虑到几个方面的问题：① 密封过紧。密封过紧会压迫屏蔽线和信号线粘连，时间久了会损坏电缆，同时，在填料函的过紧转动中会带动接线端子转动，造成电缆搅拧而损坏;② 密封不紧。密封不紧会导致潮湿的湿气或水直接渗入到传感器内部，导致连电而损坏传感器，同时，违反了防爆要求，造成安全隐患。

（2）传感器本体。在综合录井系统中，压力传感器的外形和本体是相同的，只是测量范围不同，传感器本体上有显示表头，所以必须保护好表头避免摩擦碰撞，从而确保本安型传感器的自身防爆安全性能。

（3）传感器高压油路管线。传感器的高压油路管线是软管，在和死绳固定器连接时应水平对接，避免弯折或破损，否则会导致其安全性差、油路不畅。

（4）油路三通和快锁接头。油路三通是为了钻井工程注油和连接第三方传感器使用的，快锁接头连接高压油路管线。三通内必须是畅通的，避免杂质进入油路，否则会影响信号稳定性也会造成传感器的金属测压膜片损坏或产生非测量信号变形，更会降低传感器的测量精度。

3结语

传感器的运行使用必须按照正确的工作模式进行，只有如此才能实现设备运行效益最大化，而先进操作法是最有力的技术保障。