电子压力计技术及仪器发展趋势

电子压力计技术及仪器发展趋势电子压力计是广泛应用于测量和记录油气田地层中的油、气、水等介质的压力及温度值的电子设备，也是一种具有高实时性，高精确度、高分辨率“三高”特征的井场压力及温度测试装置。一、 电子压力计在生产活动中的作用及原理电子压力计是一种主要用于油气田地层压力和温度值测量的高精密的电子仪器。其核心部件是压力传感器和温度传感器，由于压力计的工作环境恶劣多变，因此感应元件的制作需要选用符合深层井下作业的耐高温、高压的特殊材料以确保电子电压计的精确度和可靠性。根据压力传感器和温度传感器的应变电桥原理，压力计的振荡电路在井下地层压力和温度的共同影响作用下，将被测地层的压力值、温度值转化为电路系统识别电阻值及电压值，并由振荡电路整频转换为频率值信号，再通过A/D转换电路，变成数字信号，记录于电路上的存储器上，经特定的电子压力计系数及操作软件校正处理，折算成测试人员需要的井下压力和温度数据。二、 电子压力计在使用中存在的问题及原因分析由于电子压力计需要长期在高压、高温等恶劣的地质工况下使用，加之其组成部件本身容易老化，这些外部因素及内部因素都可以导致压力计的测量误差。而测试、试井工艺对电子压力计的精度、分辨率及稳定性等技术参数都有较高的要求，因此使用过程中较大的测量误差就会使电子压力计的测量值严重的偏离实际值，从而导致了电子压力计的失效。电子压力计在使用过程中导致失效的原因主要有以下几种：（1）性能不稳定电子压力计的核心部件是压力传感器、温度传感器、微处理器、存储器；主要构成电路为：信号放大电路、数据转换电路、振荡电路。这些电子元件及电路都会在剧烈震动的情况下导致电子压力计的失效。（2） 数据非点电子压力计的另外一种失效形式是非点，指的是压力计所采集的数据即温度值、压力值严重失真，大幅度偏离正常值，导致压力计测量曲线的扭曲变形。在实际测试过程中，共有2种非点形式：一种是可以通过修正、删除部分失真点而获得正常测试曲线的少数非点；另一种是无法通过修改、删点等技术手段祛除影响而恢复正常测试曲线的非点。前一种非点我们可以称之为采点偏差，而后一种情况我们称之为电子压力计的非点失效。（3） 数据未写入或未采全支配电子压力计数据处理的核心部件是带有固定储存容量的的微处理器，因而在对压力计的硬件进行编程时，必须合理的设置计数器的时序，并要综合考虑寄存器的储存容量，使系统在计划的采集时间内能够按序的读写，同时要确保数据的存入数量，防止溢出，避免造成测试的失败。 (4) 电池钝化电子压力计的供电装置通常为高温锂电池，而在出厂前为了防止电池的自然放电要在其特性表面形成一层钝化保护膜，而锂电池的这种特性会导致其在低温段电压不稳定，测量井下数据时容易造成采点异常，甚至会出现不可修复的非点失效和数据紊乱。三、 电子压力计检定电子压力计检定装置是对电子压力计的压力、温度进行校准，以保证电子压力计所录取数据的准确。现在，国外所生产的电子压力计检定装置主要是法国DH公司全自动电子压力计检定装置。主要由活塞压力计、砝码自动加载系统、压力伺服系统等组成。其特点是活塞压力计精度高、自动化程度高，可根据所输入的压力值，通过砝码自动加载系统选择所使用的砝码公斤数，利用压力伺服系统实现自动加压，同时达到平衡点后，自动停止加压。国内生产的电子压力计检定装置，所使用的活塞压力计精度较低，自动化程度低，有些检定装置还需要操作人员搬动砝码，加压时操作人员还需要手动进行操作。国内与国外所生产的电子压力计检定装置差距主要是：1、活塞压力计精度较低，这主要受限于国内的机械加工水平不能满足活塞压力计精度需要。2、自动化程度较低，砝码自动加载系统、压力伺服系统的设计还存在缺陷。目前， 电子压力计作为石油专用仪器在石油勘探开发中广泛使用，因而我