电子压力计试井工艺

1、第七章 电子压力计试井技术电子压力计试井技术可分为地面直读测试技术和井下存储测试技术，地面直读测试技术是将电子压力计随同测试工具一起下入井中，再从井口下入电缆进行对接，电子压力计将测试期间感应到的井下压力、温度变化，通过电缆传到地面计算机系统，在计算机上显示、读出并及时解释、分析和处理。井下存储测试技术是将电子压力计与存储记录仪、电池组成一体随同测试工具带入井下，（或用钢丝下入井中），存储记录仪就像一台微型计算机一样把电子压力计感应到的井下压力温度变化存储在随机存储器中，测试结束，从井中起出，将其与计算机相接，按照预定的控制程序将存储的压力、温度、信号进行回放。地面直读测试工艺，是七十年代末期

2、开始研制、发展起来的一项新技术，该装置采用先进的电子技术与计算机系统，直接服务于油气井测试。目前地面直读技术已在世界上广泛地应用。地面直读设备采用高精度电子压力计，具有测试资料准确可靠、省时快速的特点，还能进行井底流量测量，井底噪声测量，磁性定位，高压物性取样，多种功能测试。地面直读测试技术措施，获得优质资料，减少浪费。现将地面直读测试工艺原理作一简要介绍。一、地面直读测试技术简介地面直读测试装置主要由四大部分组成(见图7一1）。（1）井下工具部分。（2）井口防喷装置。（3）计算机资料录取与分析系统。（4）动力卡车及各种地面辅助装置。全套装置设备多，结构复杂，涉及气动、液压、机械传动、电子等方

3、面，其核心部分是电子压力计及与其匹配的计算机组合系统。其基本原理如下：计算机接口箱输出60mA交变电流通过732单芯包装电缆输入压力计，压力计传感器采用应变电桥原理，将地层压力值转化为电阻、电压变化、再经接收转换电路的电压控制振荡器整频放大。转换为电流频率值信号，经计算机计数板接收并使用校正参数处理后，折算为井底压力值输出，操作人员从计算机屏幕直接读到实时井底压力数据并可同时进行数据的录取追忆、解释、分析与处理。二、电子压力计作用原理及技术性能（一）TPT应变电阻压力计作用原理及技术性能 如图（7一2）所示，TPT 压力计传感器采用4个应变片固定在一个金属薄膜上，薄膜外部受压部分附橡胶保护膜。

4、温度感应采用铂丝记录。压力与温度的计量电流分走二个电路回路，通过二级管单向节流，正向电流接收为压力电流频率信号，反向电流接收为温度频率信号。 (1)温度测量流程转换示意图：见图7一3。 铂丝受温度变化影响面产生形变，由此导致铂丝电阻变化，电阻与温度遵循下述函数关系式，即：R=Ro+T+T2式中：R一电阻值 一转换系数 Ro 初始电阻值 0一转换系数 T温度所以温度变电阻变端部电压变（因电流恒定为60mA）VCO（电压控制振荡器）进行处理，将电流放大整波，并产生相应频率变化，其温度与频率成下述函数关系： T=Toafbf2式中： To常数 一温度 f一计量温度的输出电流频率 a一转换系数 b转换

5、系数压力计温度电流频率经计算机接收并按上述关系式进行参数校正处理，可直接在屏幕上显示即时温度值。（2）压力测量流程转换示意图如图74所示，传感器4个应变片分为电路电桥中的4个电阻。由于压力变化产生形变导致电桥电阻变化。图中各式符号分别为：一正比符号B一金属片恒定应变系数；P一压力；K一压力计量电流频率正比系数；R一电阻；V一电桥端电压；X一金属片形变距离；H一压力计量电流频率校正系数；I一压力计量电流频率校正系数；G一温度常数；J一压力计量电流频率校正系数；fP压力计量电流频率；因此P正比BX；正比BX；V正比E；在输入电流恒定为60mA时，V只正比。所以井底压力P的变化导致电桥端电压V的变化

6、，经VCO（电压控制振荡器）对电流放大整波率变换，井底压力与电流频率遵循下列函数关系： P=G+HfP+IfP2+Jf3P压力计量电流频率信号经电缆传递，由计算机接收，并经上式参数校正转换为井底压力在屏幕上输出。（3）压力计标定原理与方法TPT应变电阻压力计传感器数学模型是利用多次函数叠加而成。如图74A所示。因压力受温度影响，与频率对应曲线是一条上凹曲线，见图7一4B。在右图2中T0，T1，T2，T3分别为不同的温度下，压力P与计量压力电流频率的对应关系曲线。其中T2的虚线部份是指在T2温度下实际压力与计量压力电流频率的实际走线，而实线部份是采用数学归纳方法近似实际走线的模拟函数曲线。为消除

7、温度漂移影响，使压力与计量压力电流频率转换为直线对应关系，见图7一4C。图7一4C中直线是消除温度影响后，压力与计量电流频率的对应关系。为了消除压力一频率曲线上凹、及图7一4B中横向移动现象，对温度漂移采用了I、J、H、G四个参数进行校正。在本章（2）节中已知压力与计量电流频率折算关系式为： P=G+HfP+IfP2+JfP3其中G为截距，H为斜率，I，J为直线修正系数。由于这四个参数均与温度相关，成下列关系式：=G0T0+G1T+G2T2+G3T3I=I0T0+I1T+I2T2+I3T3H=H0T0+H1T+H2T2+H3T3 J=J0T0+J1T+J2T2+J3T3 其中T一温度；其它均为

8、系数，这样压力转换需要16个系数，温度需要3个系数（即A，B，C），共需19个校正参数方可实现计量电流频率对温度、压力的准确换算。 （4）TPT应变电阻压力计技术性能及额定参数TPT电子压力计较之机械式波纹管压力计具有精度高，灵敏性强和能地面直读的优点。其基本技术指标如下：（a）精确度 如图75所示为TPT压力计标准走线，理想情况（即压力计无误差时）应为45°直线，所谓精度即指压力计允许的最大误差范围。图中虚线即为精度的允许误差标定线。TPT应变电阻压力计精确度为5psi。（B）迟滞性 如图7一6所示，所谓迟滞性即指输入压力在增变与减变两种形式下在同一压力值下测量所显示的最大差值。P

9、T应变电阻压力计迟滞性为3psi。（c）重复性如图7一7所示，所谓重复性即指输入压力在多次增变或减变的同样条件下，在同一压力输入点，输出压力值的最大差值。TPT应变电阻压力计重复性为3psi。（d）分辩率所谓分辩率即指压力计对输入压力信号变化所能够记录的最小变化值。TPT应变电阻压力计分辩率为0.02psi（磅英寸2）。以上介绍了TPT压力计4种额定技术参数与压力作用原理。随着电子技术的进一步发展，电子压力计也向着高效能，多功用方向发展，如有用于直读式或用于井下存储式或井下存储与直读两用式等电子压力计。从传感器类型分类，有应变电阻型和石英晶体型，及电容型和晶体电容型等。石英晶体压力计作用原理，

10、是通过井底压力触发晶体振荡，经转换电路接收处理，折算为相应电流频率值，输入计算机，再经参数校正折算为井底压力值输出。其温度记录原理与TPT温度记录原理相同。现将三种压力计额定技术参数列表如下：压力计类型压力量程精确度分辨率重复性迟滞性温度量程 精度分辨率备注波温管压力计10000pis0.25%5pis150±10.5TPT应变电阻压力计10000pis0.05%0.02pis3pis3pis150±0.30.03GRC石英晶体压力计10000pis0.025%0.01pis0.25pis小到忽略不计150±0.30.03通过对比可看出电子压力计较机械式压力计除了

11、具有能够直读的优越性外，其计量精度与分辩率都提高了数十倍，从而使现代试井方法如干扰试井，脉冲试井等，在工艺上成为可行。（二）GRC电子压力计1简述： GRC电子压力计是由美国地球物理研究公司研制的，井下仪器主要由两部分组成：压力计和存储记录仪。压力计型号有EPG一520和EPG一720，存储记录仪的型号有EMR一502（已不生产）和EMR一710（新产品）。一般情况下，EPG一520主要用于地面直读，但也可以与EMR一502配套存储作业。而EPG一720主要与EMR一710配套进行井下存储作业。下面就介绍一下它们的基本结构、原理、以及不同工作方式的系统配置。2电子压力计和存储记录仪的基本结构、

12、原理简介（1）电子压力计EPG一520、EPG一720的基本结构及原理由于EPG一520和EPG一720基本原理是相同的，只是输出频率和工作电压不一样（由电路部分决定），EPG一720加上一个专用的变频装置GIU后，就和EPG一520相同了。故仅以EPG一520为例。基本结构EPG一520电子压力计主要由以下几部分组成：a压力振荡器（改进后的哈脱莱振荡电路）b温度探头温度振荡器c变换电路（开关电路）d1：4计数器分频器基本原理我们知道，EPG一520（720）是电容应变式压力计。其基本原理是利用感压膜片受地层压力作用时而产生形变这一特性，将其作为压力计中压力振荡电路的电容器。见示意图7一8。由

13、图78不难看出，当感压膜片受到地层压力的作用时，即可产生一个位移，使得电容器之间距离发生变化，进而引起电容器的电容C发生变化，又因为该压力计采用的是改进后的哈脱莱振荡电路，且属于LC振荡电路，而在LC振荡电路中振荡频率f=1/（2），所以，由该电容器和其它元件组成振荡器的输出频率也随之发生变化，即。温度探头主要是一个铂电阻。利用其阻值受地层温度的变化，进而引起温度振荡器的输出频率发生变化来实现测定井下温度的。上述变化的压力与温度频率两个信号经过开关电路和分频器等输出到GSC一503信号转换器再经过计算机处理，换算成实际的地层力、温度值。见图7一9。（2）存储记录仪（EMR）的基本结构及原理（以

14、EMR一710为例）：EMR一710是与EPG一720配套使存储记录仪，其存储容量为21000个数据点（压力与温度点数之和）。见7一10为EMR710主线路板。该仪器就象一台微型计算机一样，把数据存储在RAM（随机存储器）中，它既可以通过计算机的询问来选取所存数据，也可以从计算机内存中选取新的控制数据。同时还为EPG720提供7伏左右的电压。其基本结构见图711。这里，CPU逻辑混合电路包括CPU、时间振荡器、采样信号计数线路、时钟计数线路和一切所要求的相关逻辑路。见图7一12。 CPU（中央处理器）在这里相当于信号转换器GSC一503。时钟振荡器作为CPU的时钟，以使CPU完成各项逻辑任务。

15、将这个时钟分频可为CPU提供中断信号，并为采样计数电路提供时间控制信号。RAM（随机存储器）是用于随机存取各种信息。后备电池是一种锂电池（电压为3.6V），其作用是当仪器的外接电源断开时，使得随机存储器中的数据得以保存。（3） EMS700系统的基本结构 我们知道，EMS700系统是由EMR一700和EPG一720组成的，但两者是彼此独立的，它们之间是靠燕尾槽连接的。而信息传递是靠一组专用连接电缆完成的。见图713 ，714，7一15，7一16。 3井下仪器的规格、性能及特点 规格： EPC一520：直径.5 长度13.63 重量2磅（0.9公斤） ENS一700：直径1.5 长度EMR710

16、EPG-720一个电池外筒 约40 重量12.7磅性能： 耐 温： 300350 压力量程（psi） ： 2500 5000 10000 15000 精度(+/-psi)： 2.5 4.5 9 15 分辨率（psi）： 0.01 0.01 0.02 0.04 灵敏度 (psi)： 0.01 0.01 迟滞性(psi)(+/-) 0.5 1 4.5 8 FSR 稳定性（偏差）， （psi天）可预测0.1 FSR 可重复性（psi） ： 0.1 响应时间： 4分钟 当遇到50的变化时，压力计的时间响应要限制在已公布的精度标准中所规定的1psi的范围内。特点： 体积小、重量轻、使用方便、可靠性强 4

17、电子压力计的不同工作方式的系统配置（以新设备为例） GRC电子压力计可分为两种工作方式，即： EPG一520与GSC一503信号转换器配合搞地面直读（电缆下入）； EPG一720与EMR710组成EMS700系统搞井下存储（钢丝下入或随管柱下）。 （1）地面直读系统配置，见图7一17。 GSC503信号转换器是电子压力计与计算机之间的媒介装置，其主要作用： 提供电子压力计所需电源 实现在每只压力计的压力和温度传感器之间的开关。 选择所需压力计（共4只）。 将压力计的模拟信号转换成计算机所能接受的数字信号。 信号转换器内部有一个电子钟，用以记录实际的时间。 以上是地面直读的系统配置。在实际现场测

18、试时，还需要电缆车、泵车、仪器车、井口防喷装置等。在整个测试过程中，井下的压力、温度变化情况，操作者均可在荧光屏上看到，并可根据实际情况和要求，利用键盘的特殊功能键来调整任意一个参数（如改变采样率和单位、数据存盘、绘图、打印等）。 （2）井下存储方式（以EMS700为例）： 井下存储工作方式的系统配置如图7一18。a编程及数据回放配置图 这里，便携式计算机也可以用IBM一30计算机代替，主要是为了方便，因为该机体积小、重量轻，并备有充电电池，到现场编程、回放数据时，不用外接电源。b现场下井仪器的配置（见图7一19）EMS一700所用外接电源为高温高能电池，一般下井一次用一筒电池，如果需要延长仪

19、器的工作时间，还可以使用级联电池组（有专配的负极接头和电池外筒），两筒电池之间采用并联形式，所以电压不会因此而升高，毁坏仪器。该仪器所用电池有：碱电池：一筒为7节、开路电压10.5伏左右、耐温为250，在最高温度下，使用寿命约为220小时。氧化银电池：一筒为6节，开路电压为9伏，耐温330，在最高温度下，使用寿命约220小时。EMS一700m适用于三种编程方式： T、P和备用方式。 T方式即可根据时间来编程，其中有20个间隔，每个间隔范围为0.00165.536小时，在每一个间隔内，压力计所记录的压力与温度数据点的比率、采样率均可自由选择。两个采样之间的时间为0.00165.536小时（注：采

20、样率间隔时间）。P方式当压力计测得一个预定压力时，便进入了压力变化方式，最快采样率为3.6秒，最慢为15.36分钟。备用方式利用备用方式可以保证压力计在压力变化方式不至于过早地将数据装入存储器里。备用方式含有一组预定数量的数据点，其数量由操作者自己确定（这些数据点以相等的时间间隔排列）。当测试到所编程序的末尾的时候，这些数据就在压力变化的方式下存入了存储器中。表72 EMS700控制程序表 日期 年 月 日 压力计号：测试号：井号：井名：间隔号间隔时间采样率压力个数温度个数总采样数12当你利用EM8一700存储式压力计试井之前，必须根据被测井的基本数据及有关资料设计试井方案，再根据试井方案选用

21、合适的编程方式编制一个控制程序表。见表7一2T方式）。然后通过键盘输入计算机，并传送到EM8一700中（注：编程后不要马上接电池，否则仪器将开始工作）。 仪器下井之前，将事先准备好的装有电池的电池筒与EMS一700连接，再接好钢丝绳帽方可下井测试（或装入托筒，可随管柱下入）。测试完毕，取出仪器，利用计算机通过EMS一700专用接口电缆选用固定程序将测试数据回放出来并存入磁盘，以便为解释工作提供可靠依据。注：仪器再次编控制程序时，直接按要求输入即可，原旧程序和数据将自动清除。（三）PANEX电子压力计1简介PANEX公司的井下电子压力计主要有三个系列：1300、1400和1500系列。存储接头主

22、要有1420一100系列。1300系列及1400系列的电子压力计的主要型号有：model1420B、modell320和modell450三者的主要区别是其温度量程不同，modell320压力计的温度量程为0163，mode11420 为0190，modell450为0200，当作为直读压力计使用时，用单芯电缆把井下压力计与地面的数据录取系统相连，即可实现在地面对井下压力的实时监测。作为储存压力计使用时，将这种型号的压力计与编好工作程序的1420一100系列的存储接头相连，再接上电池组，用钢丝或管柱下入井中，即可实行存储试井作业。1500系列压力计的主要型号有：modell525、1550和1

23、575。这三种型号的压力计除了度量程不同外，其它技术性能基本相同，它们的温度量程分别为125、150和175（即型号号码的后两位数字加上100）。1500系列压力计与1320及1420系列压力计的主要不同点是：1500系列压力计内装有两个可互换的线路芯筒，即SRO（直读线路芯筒）和MRO（存储线路芯筒），当作为直读压力计使用时，在压力计里装上SRO芯简，用单芯电缆把它与地面数据录取系统相连进行地面直读作业。当作为存储压力计使用时，用MRO芯筒替换下SRO芯筒，把装有MRO芯筒并编好工作程序的压力计与电池组相连，用钢丝或管柱送入井下进行压力存储作业。另外，1500系列压力计的外径为32mm，比1

24、300和1400系列的压力计外径小6mm。1420一100系列的存储接头的主要型号有：medel1420一101、model1420一111、medell420 一114、 modell420130，它们之间的主要区别是最大工作温度和存储容量的不同及有无“压力增量”功能（当具有“压力增量”功能时，可以用设定的压力变化量控制采样速率）。这五种型号的存储接头除modell1420一101无“压力增量”功能外，其它四种都有此功能。前二者的最大工作温度为163，后两者为177它们的存储容量依次分别为：2910、2892、10316、13619、30002个数据点（每个数据点包括时间、压力和温度）。目前

25、，国内引进的PANEX压力计以model1320、modell525）和存储接头modell420一101为多，下面将主要以这三种型号仪器为例进行介绍。PANEX压力计存储接头的基本原理、结构和特点（1）Model 1320电子压力计 原理我们知道Panex电子压力计为石英晶体电容式电子压力计。因此有必要了解一下石英晶体的特征。 石英晶体的特征一压电效应：若在石英晶片上施加机械压力时，将在晶片相应的方向上会产生数量相等的正负电荷。相反，若在晶片两极加一电场，晶片会产生机械变形。这种物理现象称为压电效应。Panex电子压力计就是根据石英晶体的这一特征，在石英晶体片的两个对应表面上喷镀一对金属极板

26、，见图7一20e将其作为压力计的变送器的感应元件。所以当喷镀金属极板的英片受到地层压力P的作用时，极板上便产生电荷，而且产生的电荷量与压力的大小成正比。由于极板上的电荷发生变化，导致两极板间电容量C发生变化，进而引起由该感压元件和其它元件组成的振荡电路的输出频率发生变化。该变化的频率信号经过电子压力计专用信号转换器换算，即可看到实际的压力值。在PANEX压力传感器的实际线路中，采用了双频测量技术，利用这项技术精确地测量两个电容值的比率一这两个电容值随地层压力变化而变化。为了实现这种测量，用一个专门设计且误差极小的开关，把两个电容变化值交替地接通同一个电子线路。由于这个开关仅是一个具有两通道的元

27、件，因而对于比率测量，消除了电路因素误差。同时利用线性化消除残留的间距误差，再通过电容频率转换器把不稳定性造成的误差降至很低，由于消除了这些误差，所以PANEX压力计的精度较高，性能也比较好（注：由于资料缺乏，故仅供参考）。结构：见图7一20f特点a具有较高的精度和分辨率。b每0.8秒就可完成一次温度和压力的传输。 c，具有较高的过压能力。 d利用Medel300的自动标定功能，很容易进行简单的现场标定。 （2）Modell420101存储接头 原理：将压力计信号进行转换，按照预设指令，将数据存入EEPROMs（可电清除可编程序存储器）。结构：见图7一21特点a用电信号清除内存不需要紫外线照射

28、和用后备电池保存数据。b使用电池的数量可以改变（6一12节）。c用可监听的信号进行系统自检，显示压力计、存储接头和电池组工作是否正常。d每个数据点同时包括时间、压力和温度。（3）Model1525SROMR0压力计原理：参阅Medell320和Medell420101结构：见图7一22特点SRO同Model1320，MPD同Model1420一101。3PANEX电子压力计的技术规范 （1）Modell320压力计温度量程：0一163工作温度范围：同温度量程最大过压能力：压力量程小于或等于10000psi时为额定压力的120%，压力量程高于10000psi时为额定压力的115%。综合标定精度：

29、全量程的0.025%（包括直线性、迟滞性和重复性）。分辨率：全量程的0.0001%。温度精度：在25至163时为0.33。标准压力量程：5000，10000，15000psi。外形尺寸：外径38mm，长1080mm。重量：6.1kg。（2）Medel1420101存储接头存储容量：2910个数据点（每个数据点包括时间、压力和温度）。压力读值分辨率：量程为10000psi时为0.01psi。温度读值分辨率：0.1。最快采样速率：每两秒钟一个样。最慢采样速率：每18小时一个样。起动延时范围：2分23小时。最大工作温度： 163。外形尺寸：外径38mm，长1080mm。重量：5.5kg。（3）Mod

30、el1525SROMRO压力计1温度量程：0125。2工作温度范围：同温度量程。3最大过压能力：全量程的110。4综合标定精度：全量程的士0.025%（包括直线性、迟滞性和重复性）。5压力读值分辨率：0.01psi。6标准压力量程：5000、10000、 15000psi。7MRO存储容量：13619个数据点（每个点包括时间、压力和温度）。8MRO温度读值分辨率：0.1。9MRO最快采样速率：每1秒钟一个样。10MRO最慢采样速率：每18小时一个样。11MRO起动延时范围：2分128小时。12外形尺寸：外径32mm，长1291mm。13重量：3.68kg。4直读存储压力计工作系统配置 （1）直

31、读压力计工作系统配置 所用设备和仪器 aModel1320或Modell525SRO压力计：用于测量井下压力和温度。 b电缆车：起下压力计传输压力和温度信号到地面数据录取系统；为测试系统供电。 cModel1300数字处理显示器：对压力计传给的信号进行转换；标定压力和温度并以数字形式显示压力或温度值；把数据传输给计算机，接受计算机指令和信息；给压力计供电。它有8个压力计通道接口（可接8只压力计），工作前将所用压力计的标定系数输入选好的压道上，再将该压力计接于这个通道接口上，就可进行压力监测。d计算机：显示实时状态下的压力和温度，控制采样速率，保存数据。当使用有UNIX系统并配有终端的计算机时，

32、可边进行数据录取，边进行资料解释。e打印机：打印数据或报告。f绘图仪：对数据作图。系统配置图：见图723（2）存储压力计编程数据回放系统配置所用设备和仪器aModell420101存储接头或Modell525MRO压力计：储存计算机输给的工作程序，将储存数据回放给计算机。工作程序可为起动、延时和若干个指令段（多可编制64个指令段），首先为起动延时时间设置，即存储压力计接电池后，在设定时间内不取后设置指令段。每个指令段可设置一采样速率和此采样速率的采样量。如果使用有“压力增量”功能的存储压力计，每个指令段可设置一个快速采样速率和一个慢速采样速率，同时设置一个压力增量值，这样，如果压力在本段内的变

33、化量超过设置的压力增量值时，压力计自动转入快速采样速率进行采样。bModel252接口箱：它是计算机与储存压力计之间的通讯仪器。c计算机：编制存储压力计的工作程序并传输给存储压力计。接收从存储压力计回放出的数据并控制存盘、打印或进行处理。d打印机：打印数据和工作程序。系统配置图：见图7一24（3）存储压力计工作系统配置所用设备仪器a 存储压力计：接通电池组后，先进行一分钟的自检，并用声音信号告诉操作者其工作情况。然后按照编好的工作程序采集和储存压力、温度数据。b 电池组：给存储压力计提供电能。目前常用的电池种类有碱电池和氧化银电池。一般情况下，碱电池用于120的井温，氧化银电池用于低于160的

34、井温。电池使用寿命与井温、仪器型号、采样速度等因素有关。c 钢丝绞车和托筒：用于起下存储式电子压力计。系统配置图：见图725三、地面直读工具及设备概述1井下仪器和工具部分它包括电缆头、电传加重杆、电传震击器，磁性定位器，对接母接头，对接公接头，电子压力计等，其中对接公接头和电子压力计联结在测试器顶部，随同测试工具一起提前下入井中。其它工具与电缆头联结在一起，见图726，用电缆送入井内，利用其下部的对接母接头（打捞头）与电子压力计顶部的对接公接头进行对接，从而为井下压力传输到地面形成一条电通路。各部件的功能如下。（1）1F22RV电缆电缆滚筒缠有6000m（20000ft）双层铠装单芯电缆，如图

35、7一27a所示：其功能是将电子压力计或其它电缆串辅助工具带下井底，并担负传递压力计输出的电频信号，输给地面计算机接收。其规格见下表。机械性能：质 量：在空气中140kgkm （931bf1000ft） 在水中 115kgkm （771bf1000ft）；断裂强度：端部固定22540N（51001bf）； 端部自由悬挂15190N（34001bf）；额定温度：一68一230（一90450）；电缆外径：5.55mm（0.2210.05）；导电性能： 直流电阻：导电内芯 33km； 铠装钢丝 16km； 电容率： 145×l0-6F/m（45×l0-6 Fft）； 最高额定工作电

36、压 100V。（2）MH22电缆头MH22电缆头如图727b所示，上部是用来固定于电缆端部，下部则与井下电缆工具（如电子压力计，电传加重杆）相接MH22电缆头内部有导电单芯，用于传递电频信号。（3）EQF电传加重杆EQF电传加重杆是用于牵引电缆，在SPRO中，为对接提供重力，使电缆工具顺利下井之用，一般装于MH22电缆接头下部，内部有导电单芯，可传递电频信号，共有四种型号供选用，可根据施工需要，连接单根或多根。其规格结构请看下表与图7一28。（4）EJ电传震击器 EJ电传震击器如图7一29所示，主要用于地面直读测试（即地面直读工具与地层测试器配合进行测试）位于对接母接头与电传加重杆之间，依靠下

37、井电缆与电传加重杆的重量，可多次反复产生震击，完成公母对接接头的对接与脱开。内部有导电单芯，可传递电频信号，总长968mm。外径35mm、自由冲程161mm。（5）CCL磁性定位器它由磁钢（永久磁铁）、线圈及二极管组成，当磁性定位每个管柱接头时，它在地面仪表盘上显示一个电脉冲，这样就可得到电缆起下速度和CCL磁性定位器的深度显示，从而可确定井下仪器位置。（6）电传对扣母接头和公接头对扣母接头是一个和电缆工具进行机械和电连接的打捞器总成。如图7一30。母接头内部有导电单芯，用于传递电频信号有二个销子。当母接头下放至电子压力计和公接头顶部时，依靠下井电缆自重与电传加重杆的重量，并通过电传震击器产生

38、的震击力上下活动，母接头的二个销子就与公接头J型槽套筒咬合，再给电缆加400500磅的拉力以防脱开J槽，在直读测试过程中要保持这个拉力。测试结束要脱开锁扣，就松开电缆上的拉力，缓慢上提，即可回收电缆。 （7）电子压力计和公接头 如图7一30A所示。 电子压力计与对扣公接头装入SPR外筒，SPRO外筒通过转换接头与改型PCTMFE测试器相接，电子压力计通过传压管与改型PCTMFE中心管相接，井下压力通过传压管传至电子压力计，压力计内装有二个用于送压力和温度数值的电压控制振荡器（VCO）。当与电缆的电路连通时，地面供给所需的电能，电子压力计就可工作，压力、温度传感器会感应出与井下压力和温度相对应的

39、电势，通过VCO电压控制振荡器把电势转换成频率，传输到地面信号接收机。对扣公接头顶部的J型槽套筒，其内部有导电单芯。公母对接头对接后，电路即可导通。 2井口防喷装置部分 （1）HGT一D流通管 HGT一D流通管如图731所示，是密封井口压力的主要工具之一，安装于上滑轮下部。其作用原理见图7一32，在起下电缆过程中，井内油气在井口压力作用下顺着电缆与流通管的间隙向外喷射渗漏，为达到密封井口的目的，在底部入口处通过气动柱塞泵泵入粘度较高的齿轮油，充塞电缆与流通管之间的微小缝隙，注入压力P高于井口压力PW10%，Pi>1.1Pw，电缆下入井底后，可用手压泵将顶部盘根盒橡胶半封压紧膨胀，以达到密

40、封井口的目的。由于电缆与流通管内部间隙很小(电缆外径5.6134mm）。流通管内径5.639mm，而密封油粘度又较高，正常情况下每小时最多消耗油12公斤。(2)气动柱塞泵气动柱塞泵如图734所示，其功用是向HGT一D流通管泵入密封油密封井口压力，其工作气压0.70.8MPa，输出最高油压55.16MPa（8000psi）。(3）双闸板防喷器如附图7一34a，7一34b，7一34c所示，其功用是：当流通管密封井口压力失控时，可关闭闸板防喷器。单闸板可封闭34.47MPa（5000Psi）压力；双闸板可封闭68.95MPa (10000psi)压力，防喷器可采用液压驱动或手轮转动二种控制方法，液压

41、驱动或手压泵驱动的油压与相应防喷器滑块活塞所受油压之比为1：10。进行地面直读测试，防喷器装于测试管柱控制头上部，流通管下部。进行生产试井作业，防喷器装于防喷管下部，采油树上部。(4)防喷管防喷管如图7一35其工作压力为68.95MPa （10000psi），其主要功用是在进行油气测试时，使下井管串工具在井口闸门未打开前，预先放置在防喷管内，从而避免在放喷与带压情况下，折装电缆管串工具。防喷管顶部与流通管相连，底部与防喷器相连，形成密闭空间。3. 动力卡车、车装设备及地面辅助工具（1）动力卡车动力卡车如图736所示，车型为MERCEDESBENZ1926型卡车，额定功率206KW（在2300转

42、min）；载荷19t；车身总长7.35m，车身高3.95m；车身宽2.48m，车身自重17.8t。该车采用双轴驱动，适应于越野奔跑，装有防泥雪轮胎，冬季最低工作环境温度为一35。 （2）测试操纵室 装有各种存放设备工具的隔层，包括有绞车操纵盘（见图737a）；电源控制箱（见图7一37b）；CL电缆控制箱（见图7一37c）；射孔盘（见图737d）；UPS（不间断电源稳压器，见图7一37e）； 电瓶；2个空调与加热器；内外灯；1个MARTIN DECKER电缆指重表；一组深度显示器（用于/32电缆与0.092钢丝）。（见图7一37f）。（3）双滚筒如图7一38所示，大滚筒径5.6mm（0.221）

43、1F22RV单芯双层铠装电缆6000m（20000ft）；小滚筒容有直径2.33mm（0.092）钢丝7500m（25000ft）。滚筒动力采用液压驱动，车引擎带动2个SPV一22型SAVER液压泵和3个HPI液压泵，输送动力给滚筒液压马达和液压发电机。（4）ONAN6千瓦柴油发电机 该发电机装于卡车左侧后部，如图7一39所示：型号：6.0DJEIE19116；额定电压： 117V；功率：6KW；额定电流：50A；相位：单相：转速：1800转min；电瓶电压12V； （5）10瓦HARR1SON液压发电机 如图7一40所示，发电机装于卡车左侧后部与ONAN相邻。额定工作电压117V；频率60H

44、Z；功率10KW；额定工作电流8A；相位单相；转速1800转min。（6）LLA500气压吊如图7一41所示，该气压吊安装于卡车右侧后部，其功用主要为起吊防喷器。驱动气压为0.70.9MPa，最大负载4900N。（7）B67型空气压缩机如图7一42所示，该机装于卡车左侧与液压发电机相邻；最高输出工作气压0.99MPa（145psi）气体压缩率54m3/h；储气罐容积0.1m3；转速1100转min；空气压缩机动力采用液压驱动，主要应用是驱动气动柱塞泵与气压吊。4计算机资料录取与解释系统该系统由PC主机；JEK107彩色终端；Think Jef黑白拷贝机，PAC接口箱构成。如图7一43，7一44

45、所示。该系统软件包括两部分，即资料录取软件与资料解释软件。录取软件能够根据需要调整数据的录取速度，录取范围，追忆记录数据。显示屏采用窗口设计，能同时显示图，数据和菜单。拷贝机可将终端显示的画面、数据原样拷贝。解释软件能够在录取软件不间断工作的同时，可对已记资料进行解释处理，从中得出已测成果及时指导下步测试措施。解释软件包括下述功能：（1）数据改变之功能a去点；b.改点；c插入点d加点；e贮存新记录（2）数据记录转换之功能a 子集化；b记录衔接；c整体转换横轴数据；d整体转换纵轴数据；e。选择记录；f输入记录；g删除记录；h.重新排组记录；i贮存新记录；j根据数据库原理自动将记录分门别类（3）特

46、殊计算之功能a直角、半对数和双对数之回归；b内插、外插之计算；c霍纳法之计算；d叠加函数之计算； eMDH方法之计算；f断层距之计算；g压力导数之计算；h气体假压力之计算；i流体参数之计算；j地层参数之计算；（4）油藏模型 a均质油藏压力降落，压力恢复模型；b双重孔隙介质油藏落，压力恢复模型；c，双重渗透率油藏压力降压力恢复模型；d，无限传导垂直裂缝模型；e有限传导垂直裂缝模型；f段塞流测试模型；g叠加函数理论曲线；h多井叠加理论曲线（用于脉冲、干扰试井）；i封闭性地层理论曲线；j等压边界地层理论曲线。k数值模拟。四、 地面直读测试工艺地面直读测试工艺可分为两种类型，一种为生产试井（代号YOY

47、O），包括系统试井，压降、脉冲干扰试井等；另一类与地层测试器配套使用，为地面直读测试（代号SPRO）；以下就其工艺特点及有关技术要求做一概要叙述。（一）生产试井（YOYO测试）YOYO测试其工艺原理如本篇图7一1所示，用电缆将电子压力计及其它管串辅助工具下入井内测试层位处，井下工具与仪器按图7一45所示组合，井口防喷装置按图7一46所示组合。测试中由井口阀门控制油气井开关。（二）地面直读测试（SPRO）PCTMFE与SPRO测试原理如图7一47a，747b所示，将电子压力计安装于地层测试器顶部，传感器与改装后的测试心轴中心管相连传压，测试阀关闭时：地层压力通过测试心轴中心管一防砂管一传压管传感

48、器，传感器测得关井时的压力及温度，测试阀打开时，地层流体通过SPRO外筒与传感器之间的环空，流向上部的测试管柱。测试期的压力、温度通过上述同样流程传至电子压力计，这样，就可以保证测试阀开启、关闭时，电子压力计能连续地测得地层压力与温度。压力计顶部与对接公接头相连，与地层测试器一起，用管柱(油管或钻杆)下入井底。井口装置安装如图7一48所示。地面直读测试与常规地层测试方法基本相同，只是地面直读测试需增加一道工序，在封隔器座封后，测试阀未开启前，需要先下放电缆及电缆管串工具，包括MH22电缆头、EQF电传加重杆、JAR电传震击器，对接母接头。通过电缆的上提下放，依靠电缆自重、电传加重杆的重力及JA

49、R电传震击器的震击冲力，使得公母对接接头换位销在换位槽内换向后锁定，从而使地面计算机与井底电子压力计接通，即可开始进行地面直读测试。（三）施工中工艺要求与注意事项1制定施工设计（1）收集数据（见表7一4）与资料表741服务项目2甲方单位名称3井所在地理位置4目前井的状况5井的类别6液体类型7完井类型8最小井径9最大井径10垂直井深11裸眼尺寸12套管尺寸13油管完成深度14射孔密度15射孔枪类型16射孔条件（压井液、正、负压）17等测层段与类型18井口压力19井底压力与温度20油气比21泥浆性能22测试目的及取资料要求（2）合理选用井下仪器与工具 EQF加重杆的选用 电传加重杆的功用，在于能使

50、下井电缆与工具有足够的重力，以平衡克服下电缆时所受各种阻力之和。须综合考虑井口压力，井内流体的密度与粘度，流通管对电缆的摩擦阻力，井下电缆工具所产生的活塞效应等因素影响。并根据井架或吊车的垂直起吊高度与井内管柱结构，确定加重杆的型号、重量、长度、外径。SPRO测试，还要考虑井下对接时所需的足够重力。具体选择方法与计算公式，可参照法国佛罗彼托公司ELS操作手册执行。以下介绍其使用中对各阻力估算的一些简单具体方法。1) 在关井状态（不流动时），井口压力对电缆横截面的阻碍力，可用图7一49、图7一50进行估算。图7一49给出了气井对不同型号电缆的阻碍力，即不包括液体对工具与电缆的浮力计算，浮力计算按

51、图7一50查出。注：根据公式折算出的阻力小于图解，图解值给有一定的余量，以平衡流通管对电缆的摩擦阻力。2)井处于稳定流动状态井口压力阻力估算方法与关井状态同。液体对电缆与工具的摩擦阻力f，可按下式计算：式中： S下井工具或电缆的横截面积单位cm2 - 井内流体密度，单位：gcm3 V井内流体流动速度，单位ms L-工具或电缆的长度，单位m； Cf一摩擦系数；该系数与井的粗糙度，雷诺数Ro等相关，选择方法可见图7一51。为了方便估算流体对电缆与工具的摩擦力，可按图7一52图7一53查找，可先在图7一52预先查出流体对电缆与工具的流速。计算对电缆的相对流速时使用内径（油管或套管），可忽略电缆外径影

52、响。然后按步骤在图7一53查找电缆与工具所受流体的摩擦阻力。V井内流体流动速度，单位：m/sL工具或电缆的长度，单位：mCf磨擦系数；该系数与井眼的粗糙度， 雷诺数Re等相关，选择方法可见图751 工具下部所受流体阻力，可按下式计算 F=12A··V2 式中：F流体阻力； A工具截面积。 井内流体密度； V井内流体速度； 为方便计算可按图7一54中查找，工具活塞效应，可按下式计算： F=P·A 式中： A工具截面积； F抽吸力。 注：从V连线到工具外径d线，该连线与线相交于A点，再从A连线到井内流体密度线，该连线与F线相交之点即为流体作用工具下部的阻力。 工具的活

53、塞效应阻力按下式计算 式中：D2一套管或油管的内径； D1一工具外径 J流体粘滞系数 V流体流径工具侧表面的流速。 为了方便计算可按图7一55中查找。 MH22电缆头弱点选择 电缆头的功用在于使电缆与井下电缆工具连接及当井下工具遇卡时，避免将电缆从井口处拔断，而从电缆头弱点处断开.弱点选择要考虑以下2个要素： 1)电缆弱点断裂强度电缆管串工具总重量十来自工具的其它阻力（如活塞效应，流体对工具的粘滞力，操作不稳造成电缆工具的惯性冲击力及工具对管壁的摩擦）。 从V向Dd线相连（Dd为套管或油管内径与工具外径之比率）该线与线相交于A点。再从A点向工具长度线L相连，该线与线相交于B，再从B向井内流体粘度线相连，该线与下线相交之点即为活塞效应阻力。 2)电缆断裂强度>井下电缆自重十弱点断裂强度来自电缆的其它阻力(如流