石油仪器仪表培训-完全版

1、仪器仪表培训培 训 提 纲第一部分 压力表根本构造及任务原理第二部分 温度计根本构造及任务原理第三部分 流量计分类及任务原理第四部分 变送器根本原理及作用第五部分 各类仪表在油气田运用现状第 一 部 分 压力表根本构造及任务原理压力的概念及单位 垂直作用在单位面积的力称为压力，物理学中称为压强，其数学表达式为：p-压力，Pa；F-垂直作用力，N；S-受力面积，m2。式中压力的单位也取法定计量单位，称号是“帕斯卡，简称“帕，用符号“Pa表示。实践运用中，“Pa的单位太小，工程上习惯以“帕的1106倍为单位，即“M Pa。压力丈量仪表分类压力丈量仪表按其转换原理不同，大致可以分为四大类液柱式压力计

2、：将被测压力转换为液柱高度差进展丈量弹性式压力计：将被测压力转换成弹性元件弹性变形的位移进展丈量电器式压力计：将被测压力转换成各种电量进展丈量活塞式压力计：将被测压力转换成活塞上所加平衡砝码的分量进展丈量常用压力表的精度等级有：0.005，0.02，0.05，0.1，0.2，0.35，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0等。我们消费现场运用的是弹性压力表，精度等级普通在0.354.0级。弹性式压力表定义 用各种方式的弹性元件，在被测介质压力的作用下，使弹性元件受压后产生弹性变形的原理而制成的测压仪表。详细可以分为弹簧管式压力表和电接点信号压力表，目前我们消费中运用的是弹簧管式压力表构造简单，

3、运用可靠，读数明晰，价钱低廉丈量范围宽，并具有足够的精度特点弹簧管式压力表测压原理 当弹簧管的固定端通入被测压力后，由于椭圆形截面在压力的作用下将趋向圆形，弯成圆弧形的弹簧管随之向外挺直扩张变形。由于变形，其弹簧管的自在端产生位移，输入压力与自在端的位移成正比。测得自在端的位移量，就能反响压力的大小压力丈量仪表运用压力丈量的准确与可靠性跟压力表的选择和运用方法有着亲密的关系。假设选用不当，不仅不能正确反映压力的大小，还能够引起消费事故。选用压力表的原那么是：根据消费工艺，过程中被测介质的性质、现场环境、经济适用等条件，合理地思索压力表的类型、量程、准确度等级和指示方式。 、压力表量程的选择 弹

4、簧管式普通压力表，通常是利用在现场长期丈量工艺过程介质的压力。因此，选择压力表时既要满足丈量的准确度要求，又要平安可靠、经济耐用。当被测压力接近压力表的丈量上限时，虽然丈量误差小，但仪表长期任务处于丈量上限压力下任务，将会缩短仪表运用寿命。 当被测压力在压力表丈量上限值的1/3 以下时，虽然压力表的运用寿命长，但丈量误差较大。为了兼顾压力表的运用寿命和具有足够的丈量准确性，通常在丈量较稳定的压力时，被测压力值应处于压力表丈量上限值的2/3处。丈量脉动压力时，被测压力值应处于压力表丈量上限值的1/2处。普通情况下被测压力值不应小于压力表丈量上限值的1/3。 、压力表准确度的选择 压力表的准确度等

5、级主要根据消费上允许的最大误差来确定。只需丈量准确度可以满足消费工艺的要求，就不用选用高准确度的压力表。选择准确度等级的计算方法如下：1、根据丈量最小压力时相对误差的要求，采用以下公式计算准确度：例如：以6MPa压力表丈量压力最小值不低于2MPa，又要保证相对误差不超越4，那么选用压力表的准确度为：即选用1.0级压力表。 2、根据允许根本误差选择准确度的计算公式为： 例如：一块1OMPa压力表，最高运用至6.6MPa，要求允许根本误差的绝对值不超越0.15MPa，那么选用压力表的准确度为：即应选用1.5级的压力表。习题讲解： 检定一只丈量范围为010MPa，准确度为1.5级的弹簧管式压力表，所

6、用的精细压力表的量程是多少？答：检定普通压力表时，作为规范器的精细压力表的允许误差的绝对值应不大于被检仪表的允许误差绝对值的1/3，其丈量上限值普通应比被检仪表的丈量上限值大1/3为好。为此： 精细表的丈量上限应为 根据弹簧管式精细压力表的产品系列，可选用016 MPa的精细压力表。第 二 部 分 温度计根本构造及任务原理温度丈量的根本原理 以热平衡为根底，当两个冷热程度不同的物体接触，必然会产生热交换景象，换热终了后两物体处于热平衡形状，那么它们具有一样的温度，经过丈量另一物体的温度可以得到被测物体的温度，这就是温度丈量的根本原理 按任务原理分 ：膨胀式温度计、 压力式温度计 、热电偶温度计

7、、热电阻温度计温度的检测方法分类一膨胀式温度计1玻璃管温度计(液体膨胀式温度计) 原理利用液体受热膨胀的原理任务的。按照感温液体种类可分为水银玻璃温度计和有机玻璃温度计。 特点 读数直观、丈量准确 构造简单、价钱低廉 碰撞和振动易断裂 信号不能远传 玻璃管温度计丈量温度的主要误差来源：读数误差；标尺误差；弯月面顶部误差；修正的误差；零点位移；显露液柱的存在；外部压力的影响；丈量变动温度时示值的停留热惰性；温度计本身的温度失真。水银温度计的检定步骤用比较法：1温度计按规定浸入方式垂直插入槽中，插入前应留意预热零上温度计或预冷零下温度计。读数时恒温槽温度应控制在偏离检定点0.20以内以规范温度计为

8、准。2温度计插入槽中普通要经过10min水银温度计或15min有机温度计方可读数，读数过程中要求槽温恒定或缓慢均匀上升，整个读数过程中槽温变化不得超越0.10。运用自控温箱时控温精度不得大于0.05/10min。3读数要迅速，时间间隔要均匀，视野要与刻度面垂直，读取液柱弯月面的最高点水银温度计或最低点有机温度计。读数要估读到分度值的1/10。4精细温度计要读取4次，普通温度计读数2次，其顺序为规范被检1被检2被检n，然后再按相反顺序读回到规范，最后取算术平均值，分别得到规范温度计及被检温度计的示值例：简述任务用水银温度计的零点检定方法？答：1零点的获得：将蒸馏水冰或自来水冰留意冰防止过冷破碎成

9、雪花状，防入冰点槽内。注入适量的蒸馏水或自来水后，用干净的玻璃棒搅拌并压紧使冰面发乌。用二等规范水银温度计进展校准，稳定后运用。 2零点检定时温度计要垂直插入冰点槽中，间隔器壁不得小于20mm，待示植稳定后方可读数。原理根据双金属片受热后出于两种金属片的膨胀系数不同而产生弯曲变形，弯曲的程度与温度高低成比例特点 构造简单、耐振动、耐冲击 运用方便、维护容易、价钱低廉 适用于振动较大的场所 2双金属片温度计(固体膨胀式温度计) 二压力式温度计原理根据在封锁系统中的液体、气体或低沸点液体的饱和蒸汽受热后体积膨胀引起压力变化这一原理制造的，并用压力表来丈量这种变化，从而测得温度 组成温包直接与被测介

10、质相接触感受温度的变化 毛细管 用来传送压力的变化 弹簧管 普通压力表用的弹性元件 三热电偶温度计原理以热电效应为根底的测温仪表，将被测温度转化为电势信号输出特点丈量范围很广构造简单，运用方便测温准确可靠便于信号的远传、自动记录和集中控制三热电阻温度计原理利用导体或半导体的电阻随温度变化而变化的性质任务的，用仪表丈量出热电阻的阻值变化，从而得到与电阻值对应的温度值 特点 准确度高、在中、低温下500下丈量，输出信号大，灵敏度高 其输出是电信号，便于多点切换丈量组成热电阻、显示仪表、衔接导线第 三 部 分 流量计分类及任务原理一流量丈量的目的：1、消费操作和控制2、经济核算 流量是控制消费过程到

11、达优质高产和平安消费以及进展经济核算所 必需的一个重要参数 二流量的概念流经管道或设备某一截面的流体数量的大小 瞬时流量：单位时间内流过管道某一截面流体的体积或质量 累积流量总量：在某一段时间内流过管道的流体数量总和丈量流体流量的仪表普通称为流量计，丈量流体总量的仪表常称为计量表三流量丈量仪表的分类1速度式流量计定义：以丈量流体在管道内的流速作为丈量根据来计算流量的仪表主要种类：差压式流量计、转子流量计、电磁流量计、涡轮番量计、旋涡流量计 、超声流量计2容积式流量计定义：以单位时间内所排出的流体的固定容积的数目作为丈量根据来计算流量的仪表主要种类：椭圆齿轮番量计、腰轮番量计3质量流量计定义：以

12、丈量流体流过质量作为丈量根据的仪表直接式：直接丈量质量流量量热式角动量式陀螺式 科里奥利力式间接式：用密度与容积流量运算得到质量流量优点丈量精度不受流体温度、压力、粘度等变化影响四、差压式流量计定义基于液体流动的节流原理，利用流体流经节流安装所产生的压力差来实现流量丈量的仪表组成节流安装：将被测流量转换为压差信号 差压计：将差压信号转换为对应的流量值 显示仪表最成熟，最常用的流量丈量方法之一 节流景象定义及分类定义：流体在有节流安装的管道中流动时，在节流安装前后的管壁处，流体的静压力会产生差别的景象节流元件：设置在管道中能使流体产生部分收缩的元件分类：差压流量计根据节流元件可以详细分为孔板、喷

13、嘴、文丘里管三种流量计规范孔板：压力损失大，普通只适用于干净流体介质的丈量。构造简单，安装方便，适用于大流量的丈量，运用最为广泛规范喷嘴：压力损失略小于孔板，对带有污垢的流体介质丈量较为适宜 文丘利管：压力损失比孔板和喷嘴都小得多，可丈量悬浮固体颗粒的液体，较适宜大流量丈量。价钱昂贵，不适宜200mm 以下管径流量丈量孔板流量计取压角接取压：在孔板前后两端面与管壁的夹角处取压法兰取压：在距节流元件前后端面各1寸的位置上钻孔取压。环室取压：用在任务压力为6.4MPa以下，管道直径D在50 250mm之间单独钻孔取压：用在任务压力为2.5MPa以下，管道直径D在50 1000mm之间差压信号的丈量

14、 节流安装将流体流量的大小转换为相应的差压大小，差压信号由导压管引出，传送到相应的差压计，以便显示流量的数值。普通工业消费过程中的流量丈量及控制多采用差压变送器，将差压信号转换为一致的规范信号，以便于远传，实现集中显示和控制。孔板流量计的丈量误差1被测流体任务形状的变动实践运用时被测流体的任务形状温度、压力、湿度等以及流体密度、粘度、雷诺数等参数数值，与设计计算时有所变动。为了消除这种误差，必需按新的工艺条件重新进展设计计算，或者将所测的数值加以必要的修正。温度、压力、流体密度、粘度、雷诺数与设计计算时变动 2节流安装安装不正确 在安装节流安装时，节流安装显露部分所标注的“+一侧，该当为流体的

15、入口方向节流安装除了必需按相应的规程正确安装外，在运用时，要坚持节流安装的清洁，如在节流安装处有沉淀、结焦、堵塞等景象，也会引起较大的丈量误差。3孔板入口边缘的磨损节流安装运用日久，特别是在被测介质夹杂有固体颗粒等机械物的情况下，或者由于化学腐蚀，都会引起节流安装的几何外形和尺寸的变化对于孔板来说，入口边缘的锋利度会由于冲击、磨损和腐蚀而变钝，这样，在相等数量的流体经过时所产生压差将变小，引起仪表指示值偏低4导压管安装不正确，能够有堵塞、渗漏景象导压管要正确安装，防止堵塞或渗漏，否那么会引起较大的丈量误差，对于不同的丈量介质，导压管的安装有不同的要求 转子式流量计适用于小流量的丈量，管径小于5

16、0mm的流量丈量特点构造简单，灵敏度高，量程比宽压力损失小且恒定刻度近似线性价钱廉价，运用维护简便但仪表精度受被测介质密度、粘度、温度、压力等要素的影响任务原理 转子式流量计：压差不变，利用节流面积的变化来 反映流量的大小恒压差、变节流面积组成由下往上逐渐增大的锥形管转子锥形管内可自在运动 椭圆齿轮番量计属于容积式流量计利用某种规范容器的固定容积对被测流体进展延续计量并进展积算的对被测流体的粘度变化不敏感，适于丈量高粘度的流体，甚至糊状物的流量 任务原理当流体流过椭圆齿轮番量计时，p1p2(a) 位置，A 自动轮，B 从动轮(b) 位置，A、B均为自动轮(c) 位置，A 从动轮，B 自动轮 转

17、动1/4周，排出一个半月描画积的被测介质 涡轮番量计速度式流量计利用置于流体中的叶轮的旋转角速度与流体流速成比例的关系，经过丈量叶轮的转速来反映体积流量的大小自来水表、油量计 组成涡轮 导流器 磁电转换器 前置放大器涡轮：高导磁系数的不锈钢资料导流器：稳定流体的流向和支撑叶轮磁电转换器：由线圈和磁钢组成，将叶轮的转速转换为电信号前置放大器：对电信号进展放大任务原理在流体流动的管道内，安装一个可以自在转动的叶轮，当流体经过叶轮时，流体的动能使叶轮旋转。流体的流速越高，动能越大，叶轮转速越高。在规定的流量范围和一定的流体粘度下，转速与流速成线性关系，测出叶轮的转速或转数，就可确定流过管道的流体流量

18、或总量。涡轮磁电转换前置放大积算数显流量转速脉冲电磁流量计电磁流量计采用电磁感应的方法丈量具有导电性的液体介质的流量，常用来丈量酸、碱、盐溶液以及含有固体颗粒(例如泥浆)或纤维液体的流量。任务原理在一段非导磁资料制成的管道外面安装一对磁极产生磁场，当导电液体流过管道时，因流体切割磁力线而产生感应电势发电机原理组成 变送器 将被测介质的流量转换为感应电势 转换器 把电势信号转换成一致的直流规范信号作为输出，以便进展指示、记录和控制。漩涡流量计丈量原理 利用有规那么的漩涡剥离景象来丈量流体流量的仪表，亦称涡街流量计组成 漩涡发生器、频率信号检测器、信号转换器漩涡频率的检测利用漩涡的部分压力、密度、

19、流速等变化作用于敏感元件，产生周期性电信号，再经过放大整形，得到方波脉冲 热敏检测法电容检测法 应力检测法 超声检测法质量流量计直接式质量流量计直接测得流体的质量流量间接式质量流量计由体积流量计和密度计配合，经过运算器将两表的丈量结果加以适当的运算，间接获得质量流量超声波流量计任务原理 在流体管道中安装有两个既能发送又能接纳超声脉冲的探头和,这种安装方式能使一个传感器发出的超声脉冲被另一个传感器接受,从而构成声道。在有流体流动的管道中,超声脉冲顺流传播的速度比逆流快。流体的速度越快,超声顺流和逆流传播的时间差越大。第 四 部 分 变送器根本原理与作用智能压力压差变送器 智能压力压差变送器是一种

20、带微处置器的变送器，可以实现多功能的检测和非电量的变换。该变送器由敏感元件和转换部件两部分组成。原理框图如下图。智能压力压差变送器的任务原理压差传感器静压传感器温度传感器多路选通器传感器选择模/数转换计算机存储器微处理器数/模转换数字输入输出接口4mA20mA,DC原理框图 被测压力差压作用到传感器上，其阻值即发生相应变化。阻值变化经过电桥转换成电信号，再经A/D变换器送入微处置器。同时环境温度和静压经过另两个辅助传感器转换成电信号，再经A/D变换器送入微处置器。经微处置器运算处置后送至D/A变换器输出4mA20mA，DC规范信号或数字信号。与传统的变送器相比较，它有如下特点：1准确度高，普通

21、为0.1%0.05%。2有软件信号处置功能，线性度好。3有温度、压力补偿功能。4量程调理范围大。5可远间隔传输、调整范围、诊断及通 信。6可靠性高，维护量小。、压力变送器检定技术要求 外观 密封性 其它1、对压力压差变送器外观的要求1变送器的铭牌应完好、明晰、应注明产品称号、型号、规格、丈量范围等主要技术目的，高、低压容室应有明显标志，还应标明制造厂的称号或商标、出厂编号、制造年月；2变送器零部件应完好无损，紧固件不得有松动和损伤景象，可动部件应灵敏可靠； 3新制造的变送器的外壳、零件外表涂覆层应光洁、完好、无锈蚀和霉斑，内部不得有切屑、残渣等物，运用中和修缮后的变送器不允许有影响运用和计量性

22、能的缺陷。2、 密封性 变送器的丈量部分在接受丈量上限压力时，不得有泄露和损坏景象。 差压变送器在进展密封性检查时，高、低压力容室连通并同时引入压力，使压力平稳地升至额定压力后，切断压力源，密封15min，察看压力表值，后5min内 压力值下降不得超越额定任务压力的2%。3、压力变送器检定变送器普通检定工程:外观检查；密封性检查；根本误差检定；回程误差检定；静压影响检定；输出开路影响检定；输出交流分量检定；电源电压变化影响检定；恒流性能检查；过范围影响检定；绝缘电阻检定；绝缘强度检定；小信号切除性能实验。温度变送器的任务原理 热电偶或热电阻的信号输入仪表后，经输入桥路转换成直流毫伏信号，该信号

23、与负反响信号比较后，经放大器调制放大到足够大，放大后的信号由输出变压器输出到检波放大器，滤去交流信号后输出一个随输入温度信号变化的420mA的一致信号。输入回路电子放大器反响环节+UiUft-Io温度变送器的平衡补偿原理温度变送器的用途 温度变送器可与各类热电偶、热电阻配合运用，将温度或温差信号转换成一致的毫安信号，温度变送器再与调理器及执行器配合，可组成温度或温差的自动调理系统。第 五 部 分 各类仪表在油气田运用现状压力表运用情况： 压力表主要运用在单井截断阀上、部分安装在单井油压、外输管线及集气站未设计变送器的部位。主要运用弹性式压力表。压力表运用本卷须知： 1、安装前应仔细检查核对型号

24、、量程、准确度等级能否符合要求，能否有检定合格证。 2、检查传压导管、阀门、接头及焊接处的严密性，如有走漏应及时消除。 3、启动压力表时，应先开一次门。当传压导管内的被测介质的温度接近室温时，方可开启二次门。 4、开启阀门时，应缓慢进展，以免呵斥仪表受冲击而损坏；全开后要倒回半圈。 5、压力表应垂直安装。改换压力表操作规程：1.选定已校验的合格的压力表，要求被测压力处于所选压力表量程1/22/3的范围。2.关压力表控制阀门，开放空阀放空，无放空阀可用扳手，把压力表接头卸松12圈，排空降压至零。3.卸下旧压力表，检查活接头，进展吹扫。4.装上垫子，装上新压力表。5.关压力表放空阀。6.缓慢翻开压

25、力表控制阀，使新表起压。7.用肥皂水检漏，确保表阀和衔接部位严密不漏。8.填原始记录，内容有：新表编号、厂名、到期日期、规格、精度等级、运用部位、换表前后压力和改换时间，运用部位、操作人等。温度计运用情况： 消费中运用的水银温度计，主要运用在井口和集气站进气总机关处，作为就地监视的仪表，用于监测管壁温度。运用水银温度计时应留意以下几点：1、运用前应进展校验(可以采用规范液温多支比较法进展校验或采用精度更高级的温度计校验)。2、不允许运用温度超越该种温度计的最大刻度值的丈量值。3、温度计有热惯性，应在温度计到达稳定形状后读数。读数时应在温度凸形弯月面的最高切线方向读取，目光直视。4、水银温度计应

26、与被测工质流动方向相垂直或呈倾斜状。5、水银温度计经常发生水银柱断裂的情况，消除方法有：(1)冷修法：将温度计的测温包插入干冰和酒精混合液中(温度不得超越-38)进展冷缩，使毛细管中的水银全部收缩到测温包中为止。(2)热修法：将温度计缓慢插入温度略高于丈量上限的恒温槽中，使水银断裂部分与整个水银柱衔接起来，再缓慢取出温度计，在空气中逐渐冷至室温。变送器运用情况： 目前，运用变送器按品牌可以分为：罗斯蒙特、北京金时、西安精准3种。 按传输方式可以分为两线制420mA传输、4线制RS485传输两种类型。其中罗斯蒙特、北京金时为420mA传输、西安精准支持以上两种传输方式。变送器的运用本卷须知 1、

27、变送器安装时的本卷须知： 1应尽量安装在温度梯度和温度动摇小的地方，应尽量防止震动和冲击。 2腐蚀性的或过热的介质不应与变送器直接接触。 3防止固体颗粒或粘度很大的介质在引压管内堆积。 4引压管应尽能够短些。 2、减少由于安装引起误差的本卷须知： 1引压管应尽能够短。 2液体流程管道的丈量点要低些，气体管线丈量点要高些。 3两根引压管要坚持一样的温度。 4为防止摩擦影响，引压管要用足够大的口径。 5当吹扫导压管时，要防止经过变送器放空。停启变送器的根本步骤 1、检测点部位变送器它包括：各点压力变送器停启操作 1启运变送器的根本步骤： 在倒通流程之前，封锁取压阀； 倒通流程后，缓慢翻开取压阀；

28、试漏试漏范围：从引压孔到变送器的过程接头。 试漏方法：用洗衣粉水覆盖在试漏位置，看能否有气泡产生； 假设漏且可以紧固，那么需求先停运变送器方法见停运检测点变送器的根本步骤，紧固后，反复以上2步，直至不漏为止，此时即可投运变送器。2停运变送器的根本步骤： 封锁取压阀； 缓慢旋开压力变送器的卸压螺钉。 卸掉取压系统压力。启用变送器的根本步骤 1、在倒通流程之前，封锁取压阀2、倒通流程后，缓慢翻开取压阀。3、试漏试漏范围：从引压孔到变送器的过程接头。 试漏方法：用洗衣粉水覆盖在试漏位置，看能否有气泡产生；4、假设漏且可以紧固，那么需求先停运变送器方法见停运检测点变送器的根本步骤，紧固后，反复以上3步，直至不漏为止，此时即可投运变送器。现场操作人员检查变送器能否落零的简一方法 1、检查压力变