综合录井仪校准方法+第1部分传感器.pdf

k = s7 5 1 8 0 e9 0 备案号：2 2 0 5 9 - - 2 0 0 7 sy 中华人民共和国石油天然气行业标准 s y t6 6 7 9 1 2 0 0 7 综合录井仪校准方法 第1 部分：传感器 c a l i b r a t i o nm e t h o df o rm u d l o g g i n gu n i t _ p a r t1 ：s e n s o r s 2 0 0 7 1 0 一0 8 发布2 0 0 8 0 3 0 1 实施 国家发展和改革委员会发布 目次 前言 1 范围 2 规范性引用文件 3 通用计量特性 4 校准条件 5 脉冲式绞车传感器 6 接近开关传感器 7 靶式流量传感器 8 压力传感器 9 霍尔效应扭矩传感器 1 0 电导率传感器 1 1 超声波式体积传感器- 1 2 密度传感器 1 3 温度传感器 1 4 浮子式体积传感器一 1 5 硫化氢传感器 附录a ( 资料性附录) k 值的确定与计算 附录b ( 资料性附录) 综合录井仪传感器校准记录格式 附录c ( 资料性附录)综合录井仪传感器校准证书格式 附录d ( 资料性附录) b ，b 2 的计算公式 s y t6 6 7 9 1 2 0 0 7 ，：o，“殂抖勰弛弛舶钉舛 s y t6 6 7 9 1 2 0 0 7 刖吕 本标准的附录a 、附录b 、附录c 和附录d 为资料性附录。 本标准由油气计量及分析方法专业标准化技术委员会提出并归口。 本标准主要起草单位：中国石化集团胜利石油管理局地质录井公司。 本标准参加起草单位：中国石化集团胜利石油管理局技术监督处、中国石油集团大港油田集团地 质录井公司。 本标准主要起草人：翟慎德、刘宗林、蔡云军、王印、杨远刚、马呈芳、东培亮、熊兆洪、李 莉、陶青龙、孙继生、刘明。 综合录井仪校准方法 第1 部分：传感器 s y t6 6 7 9 1 2 0 0 7 1 范围 本标准规定了综合录井仪中脉冲式绞车传感器、接近开关传感器、靶式流量传感器、压力传感 器、霍尔效应扭矩传感器、电导率传感器、超声波式体积传感器、密度传感器、温度传感器、浮子式 体积传感器、硫化氢传感器的技术要求及校准条件、项目、方法和结果处理。 本标准适用于新制造、使用中和修理后的综合录井仪中脉冲式绞车传感器、接近开关传感器、靶 式流量传感器、压力传感器、霍尔效应扭矩传感器、电导率传感器、超声波式体积传感器、密度传感 器、温度传感器、硫化氢传感器、浮子式体积传感器的校准。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有 的修改单( 不包括勘误的内容) 或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方 研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 j j g6 9 5 - - 2 0 0 3 硫化氢气体检测仪 3 通用计量特性 3 1 外观 3 1 1 新制造的传感器应标有制造厂名、型号、出厂编号、出厂日期、供电电压、测量范围和工作 温度范围并无锈蚀。使用中和修理后的传感器至少应保持出厂编号、型号标识的清晰。 3 1 2 带有信号引出线的传感器，其信号引出线的绝缘外套应为不同颜色，并有明确定义。 3 1 3 装有接线盒的传感器，其接线端子应标识清晰。 3 1 4 具有防爆性能的传感器，应保持防爆等级标识清晰。 3 1 5 传感器的外壳、本体具有防水密封性能。 3 2 传感器端子间的电阻 对输出电流信号、脉冲信号的传感器端子间的电阻值应在2 0 0 1 “ ) 2 0 m , q 之间。对输出电阻信号 的传感器，其端子间电阻应由传感器的型号和测量状态来确定。 3 3 测量误差 3 3 1 传感器输出信号示值的测量误差应小于或等于传感器准确度等级所对应的最大允许误差。 3 3 2 脉冲式绞车传感器、接近开关传感器的测量误差不按3 3 1 校准。 3 4 线性误差 用最小二乘法拟合传感器实际工作曲线，实际工作曲线的斜率与理论工作曲线的斜率比较，其相 对误差的绝对值应小于或等于5o 。脉冲式绞车传感器、接近开关传感器不进行线性误差校准。 4 校准条件 4 1 校准环境 4 1 1 环境温度：2 0 5 。c 。 4 1 2 相对湿度：8 0 。 4 2 校准设备 l s y t6 6 7 9 1 2 0 0 7 通用校准设备的配置见表1 。 表1 通用校准设备 序号设备名称技术要求数量说明 测量范围：o v 1 0 0 0 v ； 可选择“( 1 3 1 1 0 ) r 的 1 数字万用表1 只 准确度：( 读数00 2 + 2 个字)其他标准表 输出电压范围：o v 3 6 v ； 可采用输出电压满足传感器工 2直流稳压电源1 台 准确度：01 v作要求的其他电压源 3 计算机1 台满足实际工作要求 5 脉冲式绞车传感器 5 1 概述 在录井过程中，脉冲式绞车传感器用来测量绞车滚筒角位移的变化，并配合其他参数测量大钩高 度、钻头位置、井深。 脉冲式绞车传感器主要由一个定子部件和一个转子部件组成。定子部件包括金属圆盘外壳和传感 器转子部件的支架及探头，而转子部件则包括接头、轴承和一个通常具有多个方齿的齿片。 脉冲式绞车传感器的工作原理是在大钩运动时，其转子部件在滚筒传动下转动，转子齿轮的齿与 齿之间的空隙交替通过脉冲式绞车传感器探测头，使脉冲式绞车传感器输出两路具有一定相位差的脉 冲信号。该脉冲信号在倍频鉴相电路处理下输出一系列脉冲计数信号和方向判断信号。 5 2 计量特性 5 2 1 输出电压 采用+ 5 v 直流电供电时，最大输出电压大于4o v ，最小输出电压小于0 5 v ；采用+ 8 v 直流电 供电时，最大输出电压大于75 v ，最小输出电压小于45 v 。 5 2 2 测量误差 脉冲式绞车传感器输出脉冲数的最大测量误差应不超过1 个脉冲每圈。连续转动圈数不小于2 0 时，脉冲式绞车传感器输出的累计脉冲数误差应小于0 5 。 5 3 校准设备 校准设备的配置见表2 。 表2 脉冲式绞车传感器校准设备 l 序号设备名称技术要求数量说明 测量范围：2 r m i n 6 0 0 r m i n ； 可选择“( 1 3 1 1 0 ) r 的 i ， 标准转速仪1 套 准确度：00 6 其他标准表 5 4 校准项目 脉冲式绞车传感器的校准项目见表3 。 表3 脉冲式绞车传感器校准项目 序号校准项目新制造使用中修理后 1外观检查 2端子之间电阻检查 3 输出电压校准 4 测量误差校准 注：“+ ”表示校准项目。 s y t6 6 7 9 1 2 0 0 7 5 5 校准方法 5 5 1 外观 目测检查脉冲式绞车传感器的外观应符合31 的规定。 5 5 2 脉冲式绞车传感器端子之间电阻 脉冲式绞车传感器端子之间的电阻用数字万用表的电阻挡检查应符合3 2 的规定。 5 5 3 输出电压 5 5 3 1 调节稳压电源的输出电压，并用数字万用表测量，使稳压电源的输出电压与脉冲式绞车传 感器的工作电压一致。 5 5 3 2 按图1 将脉冲式绞车传感器与稳压电源和数字万用表连接在一起。 图1 脉冲式绞车传感器输出电压 校准连线示意图 5 5 3 3 开启电源，打开数字万用表。 5 5 3 4 转动脉冲式绞车传感器的转子，用数字万用表分别测量脉冲式绞车传感器信号a 脚和b 脚 的输出电压，该电压应符合5 21 的规定。 5 5 4 测量误差 5 5 4 1 脉冲式绞车传感器安装： a ) 脉冲式绞车传感器的转子部件与标准转速仪的转轴应紧密相接。 b ) 脉冲式绞车传感器的定子部件应保持固定。 5 5 4 2 按表4 选取脉冲式绞车传感器各校准点的转速。 5 5 4 3 按图2 将脉冲式绞车传感器的电源线、信号线与稳压电源和数据接口板连接在一起。 5 5 4 4 依次打开电源、标准转速仪和计算机。 5 5 4 5 按5 5 4 2 确定的各校准点的转速值设定标准转速仪的转速。 5 5 4 6 从标准转速仪上分别读取脉冲式绞车传感器各校准点正、反转从启动到停止所转动的圈数 并按式( 1 ) 计算各校准点的标准脉冲数。 3 s y t6 6 7 9 1 2 0 0 7 图2 脉冲式绞车传感器测量误差校准连线示意图 式中： n 。各校准点的标准脉冲数，单位为个； n 脉冲式绞车传感器各校准点转动的圈数( 不少于2 0 圈) ，单位为圈； 转换系数，单位为个每圈，其数值确定参见附录a 。 5 5 4 7 从显示器上分别读取脉冲式绞车传感器各校准点正、反转输出的脉冲数示值n ，。 5 5 4 8 将n ，与n ：比较，按式( 2 ) 分别计算脉冲式绞车传感器各校准点正、反转的测量误差。 d = in ：n ，l n ，1 0 0 式中： 8 各校准点正、反转的测量误差，用百分数( ) 表示； n 2 各校准点正、反转输出脉冲数的示值，单位为个。 5 5 4 9 脉冲式绞车传感器各校准点正、反转的测量误差应符合5 2 2 的规定。 5 6 校准结果与校准间隔 a ) 脉冲式绞车传感器校准结果填入“脉冲式绞车传感器校准记录”( 格式见表b1 ) 。 b ) 传感器经校准后，签发“校准证书”( 格式见图c1 和图c2 ) 。 c ) 传感器的校准间隔建议为1 2 个月。 6 接近开关传感器 ( 2 ) 6 1 概述 接近开关传感器按用途分为泵冲传感器和转盘转速传感器。在录井过程中，泵冲传感器主要用于 测量钻井泵的冲数；而转盘转速传感器则主要用于测量转盘的转动速率。 接近开关传感器由内部电磁振荡器和外部保护体组成。 接近开关传感器的工作原理是采用电磁振荡与金属感应相结合的方式。接近开关传感器的敏感元 件电磁振荡电路在供电电源的作用下产生振荡，在金属物体交替靠近和远离传感器时，改变了其 输出电压幅度，从而产生一组脉冲信号。 6 2 计量特性 6 2 1 输出电压 6 2 1 1 接近开关传感器输出最大电压应符合式( 3 ) 的要求。 g = u ( 9 0 1 0 ) ( 3 ) 式中： g 输出最大电压，单位为伏( v ) ； 4 s y t6 6 7 9 1 2 0 0 7 u 接近开关传感器工作电压，单位为伏( v ) 。 6 2 1 2 采用2 4 v 直流供电时，接近开关传感器输出最小电压应符合式( 4 ) 的要求。 l = u ( 1 5 5 ) 式中： l 输出最小电压，单位为伏( v ) ； u 接近开关传感器工作电压，单位为伏( v ) 。 6 2 1 3 采用8 v 直流供电时，接近开关传感器输出最小电压应符合式( 5 ) 的要求。 l = u ( 5 0 1 0 ) 式中： l 输出最小电压单位为伏( v ) 。 6 2 2 感应距离 接近开关传感器的感应距离大于或等于8 m m 。 6 3 校准设备 校准设备的配置见表5 。 表5 接近开关传感器校准设备 ( 4 ) ( 5 ) 序号设备名称准确度测量范围数量备注 1 标准转速仪 0 0 6 2 r m i n 6 0 0 r m i n1 套 可选择“( 1 3 1 1 0 ) r 的其 2 通用计数器 05 o k h z 1 0 0 0 k h z1 台 他标准表 3钢板尺1 r a m0 m l m1 个 6 4 校准项目 接近开关传感器的校准项目见表6 。 表6 校准项目 序号校准项目新制造使用中修理后 1 外观检查 2 端子之间电阻检查 3 输出电压校准 4 测量误差校准 5感应距离 注：“+ ”表示校准项目，“一”表示可不校准项目。 6 5 校准方法 6 5 1 外观 接近开关传感器的外观目测检查应符合3 1 的规定。 6 5 2 接近开关传感器端子之间电阻 接近开关传感器端子之间的电阻用数字万用表的电阻挡检查应符合32 的规定。 6 5 3 输出电压 6 5 3 1 调节稳压电源的输出电压，并用数字万用表测量，使稳压电源的输出电压与接近开关传感 器的工作电压一致。 5 s v t6 6 7 9 1 2 0 0 7 6 5 3 2 将数字万用表的挡位调节到直流电压挡，量程保持2 0 0 v 。 6 5 3 3 按图3 将接近开关传感器与稳压电源和数字万用表连接在一起。 图3 接近开关传感器校准连线示意图 6 5 3 4 开启电源，打开数字万用表。 6 5 3 5 移动金属探头，从数字万用表上读取接近开关传感器输出的最大、最小电压示值，该示值 应符合62 1 的规定。 6 5 4 测量误差 6 5 4 1 接近开关传感器安装。 6 5 4 1 1 接近开关传感器的端面与金属探头的端面应保持平行，且不超过接近开关传感器的最大 感应距离。 6 5 4 1 2 接近开关传感器的端面周围其他金属物与接近开关传感器感应面之间的距离应超过接近 开关传感器的最大感应距离。 6 5 4 1 3 在接近开关传感器的校准电路中，一般宜串联l k o 的电阻。 注：电阻值大小可根据接近开关传感器的型号进行调节。 6 5 4 2 按表7 选取接近开关传感器各校准点的转速。 表7 校准点选择 适用范围校准点循环校准次数 新制造、修理后 转速值为5 0 r m i n ，1 0 0 r m i n ，2 0 0 r r a i n ，3 0 0 r r a i n 共4 点 1 使用中转速值为5 0 r m i n ，1 0 0 r r a i n ，2 0 0 r r a i n 共3 点 1 注1 ：接近开关传感器转速从低到高，正、反各转一次为一个循环。 注2 ：可以选择其他具有代表性的转速值。 6 5 4 3 按图4 将接近开关传感器与标准转速仪、稳压电源、电阻、通用计数器连接在一起。 6 5 4 4 依次打开电源、标准转速仪和通用计数器。 6 5 4 5 按6 5 4 2 确定的各校准点的转速值设定标准转速仪的转速。 6 5 4 6 从标准转速仪上分别读取金属探头在各校准点正、反转从启动到停止所转动的圈数，并按 式( 6 ) 计算各校准点的标准脉冲数。 n 3 = ”1 式中： n 3 各校准点的标准脉冲示值数，单位为个； n 金属探头在各校准点转动的圈数( 一般应大于5 0 0 圈) ，单位为圈。 6 5 4 7 从通用计数器上分别读取接近开关传感器各校准点正、反转输出的脉冲示值数n 4 。 6 5 4 8 将n 3 与n 4 比较，按式( 7 ) 分别计算接近开关传感器各校准点正、反转的测量误差。 6 ( 6 ) s y t6 6 7 9 1 2 0 0 7 图4 接近开关传感器校准连线示意图 d = | n 4 一n 3 n 3x 1 0 0 ( 7 ) 式中： 毋一各校准点正、反转的测量误差，用百分数( ) 表示； n 。各校准点正、反转输出的脉冲示值数，单位为个。 6 5 4 9 接近开关传感器各校准点正、反转的测量误差应符合3 3 的规定。 6 5 5 测量距离 6 5 5 1 重复6 54 3 和6 544 。 6 5 。5 2 将接近开关传感器端面与金属探头感应面调节平行。 6 5 5 3 自0 m m 逐渐拉大接近开关传感器端面与金属探头感应面之间的距离，从数字万用表上观 察接近开关传感器输出电压的示值变化。当接近开关传感器的输出电压从低电压突变到高电压时，用 钢卷尺测量接近开关传感器端面与金属探头感应面之间的距离，该距离应符合6 2 2 的规定。 6 6 校准结果与校准间隔 接近开关传感器校准结果填人“接近开关传感器校准记录”( 格式见表b2 ) ，其他见56 b ) ， 56 c ) 7 靶式流量传感器 7 1 概述 在录井过程中，靶式流量传感器主要用于测量钻井液出口流量的相对变化。 靶式流量传感器按照输出信号可以分为电阻型靶式流量传感器和电流型靶式流量传感器。电阻型 靶式流量传感器主要由测量装置和信号转换部分组成。测量装置包括靶和固定板，信号转换则包括半 圈电位器。电流型靶式流量传感器除上述结构外，还包括变送器。 靶式流量传感器的工作原理是靶在钻井液冲击力的作用下转动，电位器的轴随传感器的靶轴转动 而转动，从而改变电位器的输出电阻。在电流型靶式流量传感器中，另有一级变送器将电位器输出的 电阻信号转变为4 m a 2 0 m a 的电流信号。 7 2 计量特性 7 2 1 外观 靶式流量传感器的接线盒及进线孔应具有防水密封性能，其他要求应符合31 的规定。 7 2 2 示值 传感器被校准点中输出电流( 或电阻) 示值误差应符合33 的规定。 7 2 3 零点 7 2 3 1 电流型靶式流量传感器在测量下限输出电流示值误差应符合72 2 的规定。 7 2 3 2 电阻型靶式流量传感器在测量下限输出电阻示值误差应小于或等于满量程的3 。 7 2 4 满度 s y t6 6 7 9 1 2 0 0 7 7 2 4 1 电流型靶式流量传感器在测量上限输出电流示值误差应符合72 2 的规定。 7 2 4 2 电阻型靶式流量传感器在测量上限输出电阻示值误差应小于或等于满量程的2 。 7 3 校准设备 校准设备配置见表8 。 表8 校准设备 f 序号 设备名称 准确度测量范围数量备注 l - 角度尺o1 。 o 。- - 3 6 0 。 1 个可选择- 4 ( 1 3 1 1 ( ) ) r 的其他标准表 7 4 校准项目 靶式流量传感器校准项目见表9 。 表9 校准项目 序号校准项目新制造使用中修理后 1 外观检查 2端子之间电阻检查 3 示值校准 4零点校准 5 满度校准 6 线性误差校准 注：“+ ”表示校准项目，“一”表示可不校准项目。 7 5 电流型靶式流量传感器校准方法 7 5 1 外观 靶式流量传感器的外观目测检查应符合721 的规定。 7 5 2 靶式流量传感器端子之间电阻 靶式流量传感器端子之间的电阻用数字万用表的电阻挡检查应符合32 的规定。 7 5 3 示值 7 5 3 1 按表1 0 选取靶式流量传感器各校准点的转动角度。 表1 0 校准点选择 适用范围 校准点 循环校准次数 新制造、修理后靶式流量传感器测量范围的上、下限及其有效角度的5 0 ，共3 点 3 使用中靶式流量传感器测量范围的上、下限及其有效角度的5 0 ，共3 点 1 注1 ：校准点从靶式流量传感器的测量下限开始至上限，再逐点倒序回到下限结束为一次循环。 注2 ：可以选择其他具有代表性的角度值。 7 5 。3 。2 将稳压电源的输出电压调节为+ 2 4 v 。 7 5 3 3 将数字万用表的挡位调节到直流电流挡，量程保持2 0 m a 。 7 5 3 4 按图5 将传感器与稳压电源和数字万用表连接在一起。 7 5 3 5 开启电源，打开数字万用表。 7 5 3 6 按7531 确定的各校准点的角度，从靶式流量传感器的测量下限开始，用角度尺测量靶 8 图5 靶式流量传感器校准连线示意图 s y t6 6 7 9 1 2 0 0 7 手的转动角度，并逐点增加至上限后，再逐点倒序减小角度回下限结束。在此过程中， 输出电流示值稳定后，从数字万用表上逐点读取靶式流量传感器实际输出电流的示值。 7 5 3 7 按式( 8 ) 计算靶式流量传感器各校准点的标准电流。 j ，= ( 1 6 m ) 0 + 4 式中： i ，各校准点的标准电流，单位为毫安( m a ) ； m 各校准点的靶式流量传感器量程，单位为度( 。) ； 口 各校准点靶手转动的角度，单位为度( 。) 。 应在各校准点 ( 8 ) 7 5 3 8 按式( 9 ) 计算靶式流量传感器各校准点输出电流的示值误差。 ，= l l - - ( 9 ) 式中： ，各校准点输出电流的示值误差，单位为毫安( m a ) ； j z 各校准点输出电流的示值，单位为毫安( m a ) ； j t 各校准点的标准电流，单位为毫安( m a ) 。 7 5 3 9 按式( 1 0 ) 计算靶式流量传感器校准点中输出电流的示值误差。 r 1 = ( a m ，i ，) 1 0 0 ( 1 0 ) 式中： r ，校准点中输出电流的示值误差，用百分数( ) 表示； 。校准点中输出电流的最大示值误差，单位为毫安( n 1 a ) ； l 靶式流量传感器测量上限的标准电流，单位为毫安( m a ) 。 7 5 3 1 0 靶式流量传感器校准点中输出电流的示值误差应符合7 2 2 的规定。 7 5 4 零点误差 7 5 4 1 重复7 5 32 75 35 。 7 5 4 2 将靶式流量传感器的靶手放到测量下限后，从数字万用表上读取靶式流量传感器输出电流 的示值。 7 5 4 3 按式( 1 1 ) 计算靶式流量传感器的零点偏差。 2 = ，4 一i o ( 1 1 ) 式中： z 零点偏差，单位为毫安( m a ) ； l 零点输出电流的示值，单位为毫安( m a ) ； l 零点的标准电流，单位为毫安( m a ) 。 7 5 4 4 按式( 1 2 ) 计算靶式流量传感器的零点误差。 9 0 “ o = ( 2 1 3 ) 1 0 0 ( 1 2 ) 式中： 零点误差，用百分数( ) 表示； z 零点偏差，单位为毫安( m a ) ； l 靶式流量传感器测量上限的标准电流，单位为毫安( m a ) 。 7 5 4 5 靶式流量传感器的零点误差应符合723 1 的规定。 7 5 5 满度误差 7 5 5 1 重复7532 75 35 。 7 5 5 2 将靶式流量传感器的靶手置于测量上限后，从数字万用表上读取靶式流量传感器输出电流 的示值。 7 5 5 3 按式( 1 3 ) 计算靶式流量传感器输出电流的满度偏差。 a 3 = f 5 一l ( 1 3 ) 式中： 3 满度偏差，单位为毫安( m a ) ； i ；满度输出电流的示值，单位为毫安( m a ) ； l 靶式流量传感器测量上限的标准电流，单位为毫安( r r a ) 。 7 5 5 4 按式( 1 4 ) 计算靶式流量传感器的满度误差。 m = ( 3 1 3 ) 1 0 0 ( 1 4 ) 式中： 满度误差，用百分数( ) 表示； 3 满度偏差，单位为毫安( m a ) ； l 靶式流量传感器测量上限的标准电流，单位为毫安( m a ) 。 7 5 5 5 靶式流量传感器输出电流的满度误差应符合72 4 1 的规定。 7 5 6 线性误差 7 5 6 1 选取75 36 中各校准点输出电流的示值及对应的靶手转动角度值( 重复测量点取其算术 平均值) ，按式( 1 5 ) 拟合靶式流量传感器实际工作益线方程，并计算工作曲线的斜率。 j = n 目十6- - ( 1 5 ) 式中： j 靶式流量传感器输出电流参数，单位为毫安( m a ) ； n 靶式流量传感器实际工作曲线的斜率，由式( 1 5 ) 确定； 口一靶式流量传感器靶手转动的角度参数，单位为度( 。) ； 卜待定常数，由式( 1 6 ) 确定。 nn 忙劈+ 6 最= 馥，： i ： 9 1 。i 一 ( 1 6 ) i 。b + n 6 = f ： i 一1i 一1 式中： n 校准点数； 最各校准点靶手转动的角度( f 1 ，2 ，n ) ，单位为度( 。) ； f ：各校准点输出电流的示值( z = 1 ，2 ，n ) ，单位为毫安( m a ) 。 1 0 s y t6 6 7 9 1 2 0 0 7 7 。5 6 。2 根据靶式流量传感器的测量范围与对应的标准电流，将式( 8 ) 转换为式( 1 7 ) 并计算其理 论工作曲线。 ，= n ，0 + b t ( 1 7 ) 式中： f 靶式流量传感器输出电流参数，单位为毫安( m a ) ； n ，靶式流量传感器理论工作曲线的斜率； 口一靶式流量传感器靶手转动的角度参数，单位为度( 。) ； b ，待定常数，其计算公式参见附录d 。 7 5 6 3 按式( 1 8 ) 计算线性误差。 4 = a d 1i a 1 1 0 0 式中： 4 线性误差，用百分数( ) 表示； n 靶式流量传感器实际工作曲线的斜率； n ，靶式流量传感器理论工作曲线的斜率。 7 5 6 4 靶式流量传感器的线性误差应符合34 的规定。 7 6 电阻型靶式流量传感器校准方法 7 6 1 外观 见75 1 。 7 6 2 示值 7 6 2 1 按7 5 31 的规定选取靶式流量传感器各校准点的转动角度。 7 6 2 2 将数字万用表的挡位调节到直流电阻挡，量程保持2 0 k f l 。 7 6 2 3 按图6 将靶式流量传感器与数字万用表连接在一起。 图6 靶式流量传感器校准连线示意图 ( 1 8 ) 7 6 2 4 打开数字万用表。 7 6 2 5 按7 5 3 1 确定的各校准点的角度，从靶式流量传感器的测量下限开始，用角度尺测量靶 手的转动角度，并逐点增加至上限后，再逐点倒序减小角度回下限结束。在此过程中，应在各校准点 输出电阻示值稳定后，从数字万用表上逐点读取靶式流量传感器输出电阻的示值。 7 6 2 6 按式( 1 9 ) 计算靶式流量传感器各校准点的标准电阻。 r ，= ( r m ) 0 式中： r t 各校准点的标准电阻值，单位为欧 姆 ( n ) ； r 2 靶式流量传感器电位器的有效电阻值，单位为欧 姆 ( n ) ； m 各校准点的靶式流量传感器量程，单位为度( 。) ； 口一各校准点靶手转动的角度，单位为度( 。) 。 7 6 2 7 按式( 2 0 ) 计算靶式流量传感器各校准点输出电阻的示值误差。 5 = r 2 一r 1 n s y t6 6 7 9 1 2 0 0 7 式中： 5 各校准点输出电阻的示值误差，单位为欧 姆 ( n ) ； r 2 各校准点输出电阻的示值，单位为欧 姆 ( n ) ； r ，各校准点的标准电阻值，单位为欧 姆 ( q ) 。 7 6 2 8 按式( 2 1 ) 计算靶式流量传感器校准点中输出电阻的示值误差。 r 2 = ( 。“r 3 ) 1 0 0 。( 2 1 ) 式中： r 2 校准点中输出电阻示值误差，用百分数( ) 表示； d 校准点中输出电阻的最大示值误差，单位为欧 姆 ( q ) ； 飓靶式流量传感器测量上限的电阻值，单位为欧 姆 ( q ) 。 7 6 2 9 靶式流量传感器校准点中输出电阻示值误差应符合7 2 2 的规定。 7 6 3 零点误差 7 6 3 1 重复762 2 76 24 。 7 6 3 2 将靶式流量传感器的靶手放到测量下限后，从数字万用表上读取靶式流量传感器输出电阻 的示值。 7 6 3 3 按式( 2 2 ) 计算出靶式流量传感器的零点偏差。 。= r 。r 。 - - ( 2 2 ) 式中： 。零点偏差，单位为欧 姆 ( n ) ； r 。零点输出电阻的示值，单位为欧 姆 ( n ) ； r 0 零点的标准电阻值，单位为欧 姆 ( n ) 。 7 6 3 4 按式( 2 3 ) 计算靶式流量传感器的零点测量误差。 7 = 6 r 3 1 0 0 ( 2 3 ) 式中： 7 零点测量误差，用百分数( ) 表示； 。零点偏差，单位为欧 姆 ( n ) ； r 3 靶式流量传感器测量上限的电阻值，单位为欧 姆 ( q ) 。 7 6 3 5 靶式流量传感器的零点示值测量误差应符合72 3 2 的规定。 7 6 4 满度误差 7 6 4 1 重复76 22 7 62 4 。 7 6 4 2 将靶式流量传感器的靶手放置于测量上限，从数字万用表上读取靶式流量传感器输出电阻 的示值。 7 6 4 3 按式( 2 4 ) 计算靶式流量传感器输出电阻的满度偏差。 7 = r 5r 3 - ( 2 4 ) 式中： ，满度偏差，单位为欧 姆 ( n ) ； r 5 校准点输出电阻的示值，单位为欧 姆 ( n ) ； r ，靶式流量传感器测量上限的电阻值，单位为欧 姆 ( 0 ) 。 7 6 4 4 按式( 2 5 ) 计算靶式流量传感器的满度误差。 口17 = ( 7 r 3 ) x 1 0 0 ( 2 5 ) 2 s y t6 6 7 9 1 2 0 0 7 式中： m 满度误差，用百分数( ) 表示； 。满度偏差，单位为欧 姆 ( q ) ； r 3 靶式流量传感器测量上限校准点的标准电阻值，单位为欧 姆 ( n ) 。 7 6 4 5 靶式流量传感器输出电阻的满度误差应符合7242 的规定。 7 6 5 线性误差 7 6 5 1 选取7 625 中各校准点输出电阻的示值及对应的靶手转动角度数值( 重复测量点取其算 术平均值) ，按式( 2 6 ) 拟合靶式流量传感器实际工作曲线方程工作曲线，并计算工作曲线的斜率。 r = n 0 + b( 2 6 ) 式中： r 靶式流量传感器输出电阻参数，单位为欧 姆 ( n ) ； n 靶式流量传感器实际工作曲线的斜率，由式( 2 7 ) 确定； 口一靶式流量传感器靶手转动的角度参数，单位为度( 。) ； 6 待定常数，由式( 2 7 ) 确定。 nnn f a 礴+ b 晚= 衄， nn ( 2 7 ) i n 晚+ n 6 = r ： 式中： n 校准点数； b 各校准点靶手转动的角度( 卢1 ，2 ，n ) ，单位为度( 。) ； r 各校准点输出电阻的示值( i = 1 ，2 ，n ) ，单位为欧 姆 ( o ) 。 7 6 5 2 根据靶式流量传感器的测量范围与对应的标准电阻，将式( 1 9 ) 转换为式 理论工作曲线。 r = 0 2 0 + b 2 式中： r 靶式流量传感器输出电阻参数，单位为欧 姆 ( 0 ) ； a 2 靶式流量传感器理论工作曲线的斜率； p 靶式流量传感器靶手转动的角度参数，单位为度( 。) ； 6 ：待定常数，其计算公式参见附录d 。 7 6 5 3 按式( 2 9 ) 计算线性误差。 ( 2 8 ) 并计算其 ( 2 8 ) 8 =日一a 2 a 2 1 0 0 ( 2 9 ) 式中： 8 线性误差，用百分数( ) 表示； n 靶式流量传感器实际工作曲线的斜率； a 2 靶式流量传感器理论工作曲线的斜率。 7 6 5 4 靶式流量传感器的线性误差应符合3 4 的规定。 7 7 校准结果与校准间隔 a ) 电流型靶式流量传感器和电阻型靶式流量传感器校准结果分别填人“电流型靶式流量传感器 校准记录”( 格式见表b 3 ) 和“电阻型靶式流量传感器校准记录”( 格式见表b4 ) 。 13 s y t6 6 7 9 1 2 0 0 7 b ) 传感器( 电流型) 经校准后，签发“校准证书”( 格式见图c1 和图c3 ) 。 c ) 传感器( 电阻型) 经校准后，签发“校准证书”( 格式见图c1 和图c4 ) 。 d ) 传感器的校准间隔建议为1 2 个月。 8 压力传感器 8 1 概述 在录井过程中，压力传感器主要用于测量由钻井泵所产生的压力( 立管压力) 、由地层高压所产 生的环空压力( 套管压力) ，以及在大钩死绳固定器处钻具重量所产生的压力( 悬重) 和转盘所承受 的扭矩力( 转盘扭矩) 等绝对压力。 压力传感器由压力转换装置和变送器组成。压力转换装置是将外界压力信号转换为电信号，而变 送器则是将电信号转换为标准电流信号。 压力传感器的工作原理是利用压阻效应，将外界压力信号转化为电阻信号，并在恒流( 或恒压) 的供电条件下，输出与被测量压力成正比的标准电流值( 4 m a 2 0 m a ) 。 8 2 计量特性 8 2 1 外观 压力传感器的接线盒及进线孔应具有密封性，其他要求应符合3 1 的规定。 8 2 2 示值 压力传感器校准点中输出电流的示值误差应符合3 3 的规定。 8 2 3 零点 8 2 3 1 压力传感器的零点偏移应小于或等于最大允许误差所对应的偏差。 8 2 3 2 压力传感器的零点漂移应小于或等于最大允许误差所对应的偏差的1 2 。 8 2 4 满程稳定性 压力传感器在测量上限恒压1 0 m i n ，其恒压前后输出电流的误差应小于或等于最大允许误差所对 应偏差的1 2 。 8 3 校准设备 校准设备的配置见表1 1 。 表1 1 校准设备 l 序号设备名称准确度测量范围数量 备注 l ， 压力检测仪 00 5 o m p a 6 0 m p a 1 套可选择“( 1 3 1 1 0 ) r 的其他标准表 8 4 校准项目 压力传感器的校准项目见表9 。 8 5 校准方法 8 5 1 外观 压力传感器的外观目测检查应符合8 21 的规定。 8 5 2 压力传感器端子间电阻检查 压力传感器端子间电阻用数字万用表的电阻挡检查应符合3 2 的规定。 8 5 3 示值 8 5 3 1 校准材料及使用。 8 5 3 1 1 压力传输介质应采用液压油，不应使用腐蚀性物质。 8 5 3 1 2 压力传感器的所有接头应连接牢固、不得漏油。 8 5 3 1 3 压力传输管线所能承受的压力应大于或等于6 0 m p a 。 】4 8 5 3 1 4 压力传输管线和接头内应杜绝杂物，保持畅通。 8 5 3 2 按表1 2 选取压力传感器各校准点的压力。 表1 2 校准点选择 s y t6 6 7 9 1 2 0 0 7 适用范围校准点循环校准次数 新制造 压力传感器测量范围的上、下限及其量程的2 0 ，4 0 ，5 0 ，6 ( ) ，8 0 ，共 3 修理后7 点 使用中 压力传感器测量范围的上、下限及其量程的2 0 ，4 0 ，6 0 ，共5 点 1 注1 ：校准点从压力传感器的测量下限开始至上限，再逐点倒序回到下限结束为一次循环。 注2 ：可以选择其他具有代表性的压力值。 8 5 3 3 按7 532 7 53 5 的规定操作，连接压力传感器、稳压电源和数字万用表。 8 5 3 4 按85 32 确定的各校准点的压力，从压力传感器的测量下限开始，用压力检测仪给压力 传感器逐点升压到上限后，再逐点倒序减压回下限结束。在此过程中，应在各校准点的压力和输出电 流示值稳定后，从数字万用表上逐点读取压力传感器输出电流的示值。 8 5 3 5 按式( 3 0 ) 计算压力传感器各校准点的标准电流。 i ，= ( 1 6 m ) p + 4 ( 3 0 ) 式中： i 。各校准点的标准电流值，单位为毫安( m a ) ； m 一各校准点的压力传感器量程，单位为兆帕( m p a ) ； p 各校准点承受的压力值，单位为兆帕( m p a ) 。 8 5 3 6 按式( 3 1 ) 计算压力传感器各校准点输出电流的示值误差。 1 = l 1 1 ( 3 1 ) 式中： ，各校准点输出电流的示值误差，单位为毫安( m a ) ； l 各校准点输出电流的示值，单位为毫安( m a ) ； i ，各校准点的标准电流值，单位为毫安( m a ) 。 8 5 3 7 按式( 3 2 ) 计算压力传感器校准点中输出电流示值误差。 r = ( 一j ，) x1 0 0 ( 3 2 ) 式中： r 校准点中输出电流示值误差，用百分数( ) 表示； 校准点中输出电流的最大示值偏差，单位为毫安( m a ) ； l 压力传感器测量上限校准点的标准电流值，单位为毫安( m a ) 。 8 5 3 8 压力传感器校准点中输出电流示值误差应符合8 22 的规定。 8 5 4 零点 8 5 4 1 零点偏移。 8 5 4 1 1 重复8 53 3 的操作。 8 5 4 1 2 在压力传感器未加压时，从数字万用表上读取压力传感器输出电流的示值。 8 5 4 1 3 用压力检测仪给压力传感器加压到测量上限，待恒压1 0 m i n 泄压至0 m p a 时，从数字万 用表上读取压力传感器实际输出电流的示值。 15 s y t6 6 7 9 1 2 0 0 7 8 5 4 1 4 按式( 3 3 ) 计算压力传感器的零点偏移。 2 = | lj s( 3 3 ) 式中： z 零点偏移，单位为毫安( m a ) ； l 校准点加压前输出电流的示值，单位为毫安( m a ) ； ，s 校准点从压力上限泄压回0 m p a 后输出电流的示值，单位为毫安( m a ) 。 8 5 4 1 5 压力传感器的零点偏移应符合82 31 的规定。 8 5 4 2 零点漂移。 8 5 4 2 1 重复85 33 的操作。 8 5 4 2 2 在压力传感器未加压时，分五次每隔1 0 m i n 从数字万用表上读取压力传感器输出电流的 示值。 8 5 4 2 3 按式( 3 4 ) 计算压力传感器的零点漂移。 3 = l 。一j 。 ( 3 4 ) 式中： 厶零点漂移，单位为毫安( m a ) ； j 校准点输出电流的最大示值，单位为毫安( m a ) ； k 。校准点输出电流的最小示值，单位为毫安( m a ) 。 8 5 4 2 4 压力传感器的零点漂移应符合82 32 的规定。 8 5 5 满量程稳定性 8 5 5 1 重复8 5 3 3 的操作。 8 5 5 2 用压力检测仪给压力传感器加压到测量上限后，待输出电流稳定后，从数字万用表上读取 压力传感器输出电流的示值，并待恒压1 0 m i n 后，第二次从数字万用表上读取压力传感器输出电流 的示值。 8 5 5 3 按式( 3 5 ) 计算压力传感器在恒压前后输出电流的示值误差。 ( 3 5 ) 式中： 。校准点输出电流的示值误差，单位为毫安( m a ) ； l 校准点在恒压前输出电流的示值，单位为毫安( m a ) ； l 校准点在恒压后输出电流的示值，单位为毫安( m a ) 。 8 5 5 4 压力传感器在测量上限恒压前后输出电流的示值误差应符合8 2 4 的规定。 8 5 6 线性误差 8 5 6 1 选取85 34 中各校准点输出电流的示值及对应的压力数值( 重复测量点取其算术平均 值) ，按式( 3 6 ) 拟合压力传感器实际工作曲线方程，计算实际工作曲线的斜率。 j = n p + b - - ( 3 6 ) 式中： 卜一压力传感器输出电流参数，单位为毫安( m a ) ； 。压力传感器实际工作曲线的斜率，按式( 3 7 ) 确定； 户压力传感器承受的压力参数，单位为兆帕( m p a ) ； b 待定常数，按式( 3 7 ) 确定。 16 a 两+ b p ，= p ：r jnv 【n p + n 6 = j 。 式中： n 校准点数； p ，各校准点的压力( z = 1 ，2 ，n ) ，单位为兆帕( m p a ) ； j ，各校准点输出电流的示值( i = 1 ，2 ，n ) ，单位为毫安( m a ) 。 8 5 6 2 根据压力传感器的测量范围及对应的标准电流，将式( 3 0 ) 转换为式 工作曲线的斜率。 j = “1 p + b 1 式中： i 压力传感器输出电流参数，单位为毫安( m a ) ； n ，一一一压力