双频道回声测试仪校准方法

SY/Txx—XXXX

双频道回声测试仪校准方法

1范围

本文件规定了双频道回声测试仪（以下简称“回声仪”）的技术要求、校准条件、校准项目、校准

方法、校准结果处理及复校时间间隔。

本文件适用于新制造、使用中和修理后的双频道回声测试仪的校准。与双频道回声测试仪工作原理

和性能类似仪器的校准方法可参照本文件执行。

2规范性引用文件

本文件没有规范性引用文件。

3术语和定义

本文件没有需要界定的术语和定义。

4技术要求

4.1外观

4.1.1回声仪面板应有铭牌，标有名称、型号、出厂编号、制造厂，如果使用环境有防爆要求，需有

防爆等级和防爆编号。

4.1.2回声仪指示灯应完好。回声仪的电缆、插头应完好无破损。

4.1.3回声仪井口连接器接头清洁、无油污，各部件无松动，传声孔畅通。

4.2通讯

回声仪在激励源作用下，液面测试曲线应有响应。

4.3密封性

井口连接器加压至额定工作压力上限，各连接部位应无泄漏现象。

4.4液面深度

液面深度的测量误差应符合表1要求。

表1回声仪液面深度技术指标表

准确度等级0.5级1.0级2.0级

最大允许误差±0.5%±1.0%±2.0%

4.5耐温性

回声仪在工作环境温度范围内，应符合4.2的要求。

4.6稳定性

回声仪的稳定性允许变化量应小于液面深度的最大允许误差的绝对值。

5校准条件

5.1环境条件

5.1.1环境温度（20±5）℃；环境湿度≤80%RH。

5.1.2室内应清洁，无影响校准装置计量性能的噪音、震动和电磁干扰。

1

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5.2主要设备

标准器和配套设备见表2。

表2标准器和主要配套设备技术指标表

设备名称技术指标及相关要求备注

加压装置测量上限应大于回声仪额定工作压力上限的1.2倍，准确度等级不低于1.6级。用于检查密封性

恒温箱测量范围应包含回声仪的工作环境温度，温场波动度小于±2℃。用于检查耐温性能

液面深度大于1000m，井口设备完整；

用于标准井法校准液

标准井800m以上油管长度相同且已知（建议使用同规格油管）；

面深度

音标在液面以上，位置确定，音标深度最大允许误差±0.5m。

深度大于500m；

至少3个连续间隔的油管，油管长度已知，或者1个已知深度的模拟音标；至少用于模拟井法校准液

模拟井装置

3个可变液面，深度最大允许误差±0.1m；面深度

管路中能够设置管路内的压力，模拟油井油套环空的压力范围0MPa～1.0MPa。

用于标准信号法校准

标准信号装置标准信号频率5Hz，不低于0.02级；输出幅度（20±1）mV。

液面深度

注：标准井、模拟井装置和标准信号装置因选用的方法不同，选择其中一种即可。

6校准项目和校准方法

6.1校准项目

回声仪的校准项目见表3。

表3回声仪校准项目表

序号项目新制造使用中修理后

1外观检查+++

2通讯检查+++

3密封性检查+--

4液面深度校准+++

5耐温性检查+--

6稳定性+--

注：表中“+”表示应校准项目，“-”表示可选校准项目。

6.2校准方法

6.2.1外观检查

目测检査回声仪外观，应符合4.1的要求。

6.2.2通讯检查

连接主机和井口连接器，进入液面测试状态，激发井口连接器，连续5次，回声仪通讯应符合4.2

的要求。

2

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6.2.3密封性检查

将回声仪井口连接器与加压装置连接，缓慢加压至2.0MPa，稳压5min，然后缓慢加压至额定工作压

力上限，稳压5min，应符合4.3的要求。

6.2.4液面深度校准

6.2.4.1标准井法

6.2.4.1.1井口连接器安装在标准井的套管接头处，主机和井口连接器相连。

6.2.4.1.2打开套管闸门和主机电源，进入液面测试状态，记录测试曲线。

6.2.4.1.3按式（1）计算标准井中声波传播的速度：

2Ln

v……………（1）

tn

式中：

v——声波传播的速度，单位为米每秒（m/s）；

L——油管平均长度（已知），单位为米（m）；

n——区段内油管数目；

tn——n根油管接箍波传播时间，单位为秒（s）。

注1：传播时间是指波从发出到反射回的往返时间。

6.2.4.1.4按式（2）计算液面深度：

vt

Hy……………（2）

y2

式中：

Hy——液面测试深度，单位为米（m）；

ty——标准井中液面波的传播时间，单位为秒（s）。

6.2.4.1.5按式（3）计算液面深度测量误差：

HyHb

100%…………（3）

Hb

式中：

——液面深度的测量误差，单位为百分数（%）；

Hb——标准井标准液面的深度值（已知），单位为米（m）。

6.2.4.1.6如果回声仪可以直接读出液面深度，则按式（3）计算液面深度测量误差。

6.2.4.1.7重复测量3次，绝对值最大的作为液面深度的测量误差。

6.2.4.2模拟井法

6.2.4.2.1井口连接器安装在模拟井的套管接头处，主机和井口连接器相连。

6.2.4.2.2给模拟井管路加压，尽可能模拟回声仪的工作环境压力。

6.2.4.2.3打开套管闸门和主机电源，进入液面测试状态，记录测试曲线。

6.2.4.2.4参照6.2.4.1.3的方法计算模拟井中声波传播的速度。

6.2.4.2.5按式（4）计算液面深度：

vt

Hm……………（4）

y2

式中：

3

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tm——模拟井中液面波的传播时间，单位为秒（s）。

6.2.4.2.6按式（5）计算液面深度测量误差：

HyHm

100%………（5）

Hm

式中：

Hm——模拟井标准液面深度（已知），单位为米（m）；

6.2.4.2.7如果回声仪可以直接读出液面深度，则直接按式（5）计算液面深度测量误差。

6.2.4.2.8调整3个不同的液面深度进行测试，绝对值最大的作为液面深度的测量误差。

6.2.4.3标准信号法

6.2.4.3.1井口连接器安装在标准信号装置上，主机和井口连接器相连。

6.2.4.3.2开启标准信号装置，使其产生标准信号。

6.2.4.3.3回声仪录取液面测试曲线，选取3段周期清晰可辨、无干扰的液面测试波，分别读取每段

测试波起始和终止点的波峰对应的液面深度，液面深度差作为该段测试波的长度。

6.2.4.3.4按式（6）计算液面深度测量误差。

2HniHbi

i100%（i=1,2,3）……………（6）

Hbi

式中：

i——第i段液面深度测量误差，单位为百分数（%）；

Hni——第i段测试波段的测量长度，单位为米（m）；

Hbi——第i段测试波段的标准长度，单位为米（m）。

注2：每段测试波起始和终止点应包含n个完整的测试波，n应尽可能大，一般不小于10个。标准信号源为5Hz，则周期为0.2秒，如果

选取25个完整测试波，即n25，假设音速为v340m/s则Hb250.23401700m。计算Hn和Hb时，应使用相同的音速值。

6.2.4.3.5如果回声仪不能直接读取液面深度，只能读取液面波的传播时间，则分别读取每段测试波

起始和终止点的波峰对应的时间，该段测试波的测量长度按式（7）计算。

2Hnivti（i=1,2,3）…………（7）

式中：

ti——第i段测试波起始和终止点传播时间的差，单位为秒（s）；

6.2.4.3.6绝对值最大的作为液面深度的测量误差。

i

6.2.4.4校准方法选择

液面深度校准方式可以选择标准井法、模拟井法和标准信号法其中的一种，液面深度校准测量误差

应符合4.4的要求。

6.2.5耐温检查

将回声仪置于恒温箱内，设置工作温度上限和下限2个温度点，分别恒温1h，取出后迅速按照6.2.2

进行通讯检查，尽可能在5min内完成，结果符合4.5的要求。

6.2.6稳定性

按照6.2.4重复测量至少5次，平均值作为本次的测量值。相邻2次的稳定性测量值的差值应符合4.6

的要求。

4

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7校准结果处理

填写校准记录，记录格式参见附录A，给出校准结果，发校准证书，校准证书内页格式参见附录B。

8复校时间间隔

回声仪复校时间间隔可根据实际使用情况自行确定，建议复校时间间隔不超过6个月。

5

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附录A

（资料性附录）

双频道回声测试仪校准记录格式

回声仪校准记录见表A.1，表A.2和表A.3。

A.1双频道回声测试仪（标准井法）校准记录格式

环境条件

温度湿度

℃RH

仪器信息

名称型号出厂编号制造厂家

测量范围准确度等级其它技术指标

标准井信息

油管平均长度L液面深度Hy

mm

外观检查

通讯检查

密封性检查

耐温检查℃℃

稳定性考核

液面深度校准记录

测量

区段内油管数目接箍波传播时间声波传播速度液面测量深度液面深度测量误差

次数sm/sm%

1

2

3

如果需要，后面附测试波曲线。

校准人：复核人：校准日期：证书编号：

6

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A.2双频道回声测试仪（模拟井法）校准记录格式

环境条件

温度湿度

℃RH

仪器信息

名称型号出厂编号制造厂家

准确度等

测量范围其它技术指标

级

模拟井装置信息

音标深度油管长度管内压力

mmMPa

液面深度1液面深度2液面深度3

mmm

外观检查

通讯检查

密封性检查

耐温检查℃℃

稳定性考核

液面深度校准记录

液面深度区段内油管数目传播时间声波传播速度测量液面深度液面深度测量误差

mnsm/sm%

如果需要，后面附测试波曲线。

校准人：复核人：校准日期：证书编号：

7

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A.3双频道回声测试仪（标准信号法）校准记录

环境条件：温度：湿度：

环境条件

温度湿度

℃RH

仪器信息

名称型号出厂编号制造厂家

测量范围准确度等级其它技术指标

标准信号装置信息

频率周期

Hzs

外观检查

通讯检查

密封性检查

耐温检查℃℃

稳定性考核

液面深度校准记录

2倍测试波段测量长度测试波段标准长度

测试段液面深度测量误差

mm%

1

2

3

如果需要，后面附测试波曲线。

校准人：复核人：校准日期：证书编号：

8

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附录B

（资料性附录）

校准证书内页内容（格式）

校准证书内页内容（格式）见表B。

B校准证书内页内容（格式）

校准结果

1．外观检查：

2．通讯检查：

3．密封性检查：

4．液面深度校准：

5．耐温性检查：

6．稳定性考核：

备注

9

I标C准S已75阅.1，80基本同意！

E90

备案号：吕维民SY

中西华人民共和国石油天然气行业标准

SY/T××××—××××

代替SY/T6814—2010

双频道回声测试仪校准方法

Thecalibrationmethodofthedouble-channelechoinstrument

（送审稿）

××××-××-××发布××××-××-××实施

国家能源局发布

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双频道回声测试仪校准方法

1范围

本文件规定了双频道回声测试仪（以下简称“回声仪”）的技术要求、校准条件、校准项目、校准

方法、校准结果处理及复校时间间隔。

本文件适用于新制造、使用中和修理后的双频道回声测试仪的校准。与双频道回声测试仪工作原理

和性能类似仪器的校准方法可参照本文件执行。

2规范性引用文件

本文件没有规范性引用文件。

3术语和定义

本文件没有需要界定的术语和定义。

4技术要求

4.1外观

4.1.1回声仪面板应有铭牌，标有名称、型号、出厂编号、制造厂，如果使用环境有防爆要求，需有

防爆等级和防爆编号。

4.1.2回声仪指示灯应完好。回声仪的电缆、插头应完好无破损。

4.1.3回声仪井口连接器接头清洁、无油污，各部件无松动，传声孔畅通。

4.2通讯

回声仪在激励源作用下，液面测试曲线应有响应。

4.3密封性

井口连接器加压至额定工作压力上限，各连接部位应无泄漏现象。

4.4液面深度

液面深度的测量误差应符合表1要求。

表1回声仪液面深度技术指标表

准确度等级0.5级1.0级2.0级

最大允许误差±0.5%±1.0%±2.0%

4.5耐温性

回声仪在工作环境温度范围内，应符合4.2的要求。

4.6稳定性

回声仪的稳定性允许变化量应小于液面深度的最大允许误差的绝对值。

5校准条件

5.1环境条件

5.1.1环境温度（20±5）℃；环境湿度≤80%RH。

5.1.2室内应清洁，无影响校准装置计量性能的噪音、震动和电磁干扰。

1

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5.2主要设备

标准器和配套设备见表2。

表2标准器和主要配套设备技术指标表

设备名称技术指标及相关要求备注

加压装置测量上限应大于回声仪额定工作压力上限的1.2倍，准确度等级不低于1.6级。用于检查密封性

恒温箱测量范围应包含回声仪的工作环境温度，温场波动度小于±2℃。用于检查耐温性能

液面深度大于1000m，井口设备完整；

用于标准井法校准液

标准井800m以上油管长度相同且已知（建议使用同规格油管）；

面深度

音标在液面以上，位置确定，音标深度最大允许误差±0.5m。

深度大于500m；

至少3个连续间隔的油管，油管长度已知，或者1个已知深度的模拟音标；至少用于模拟井法校准液

模拟井装置

3个可变液面，深度最大允许误差±0.1m；面深度

管路中能够设置管路内的压力，模拟油井油套环空的压力范围0MPa～1.0MPa。

用于标准信号法校准

标准信号装置标准信号频率5Hz，不低于0.02级；输出幅度（20±1）mV。

液面深度

注：标准井、模拟井装置和标准信号装置因选用的方法不同，选择其中一种即可。

6校准项目和校准方法

6.1校准项目

回声仪的校准项目见表3。

表3回声仪校准项目表

序号项目新制造使用中修理后

1外观检查+++

2通讯检查+++

3密封性检查+--

4液面深度校准+++

5耐温性检查+--

6稳定性+--

注：表中“+”表示应校准项目，“-”表示可选校准项目。

6.2校准方法

6.2.1外观检查

目测检査回声仪外观，应符合4.1的要求。

6.2.2通讯检查

连接主机和井口连接器，进入液面测试状态，激发井口连接器，连续5次，回声仪通讯应符合4.2

的要求。