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文檔簡(jiǎn)介

1、第七章 電子壓力計(jì)試井技術(shù)電子壓力計(jì)試井技術(shù)可分為地面直讀測(cè)試技術(shù)和井下存儲(chǔ)測(cè)試技術(shù),地面直讀測(cè)試技術(shù)是將電子壓力計(jì)隨同測(cè)試工具一起下入井中,再?gòu)木谙氯腚娎|進(jìn)行對(duì)接,電子壓力計(jì)將測(cè)試期間感應(yīng)到的井下壓力、溫度變化,通過電纜傳到地面計(jì)算機(jī)系統(tǒng),在計(jì)算機(jī)上顯示、讀出并及時(shí)解釋、分析和處理。井下存儲(chǔ)測(cè)試技術(shù)是將電子壓力計(jì)與存儲(chǔ)記錄儀、電池組成一體隨同測(cè)試工具帶入井下,(或用鋼絲下入井中),存儲(chǔ)記錄儀就像一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)一樣把電子壓力計(jì)感應(yīng)到的井下壓力溫度變化存儲(chǔ)在隨機(jī)存儲(chǔ)器中,測(cè)試結(jié)束,從井中起出,將其與計(jì)算機(jī)相接,按照預(yù)定的控制程序?qū)⒋鎯?chǔ)的壓力、溫度、信號(hào)進(jìn)行回放。地面直讀測(cè)試工藝,是七十年代末期

2、開始研制、發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù),該裝置采用先進(jìn)的電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng),直接服務(wù)于油氣井測(cè)試。目前地面直讀技術(shù)已在世界上廣泛地應(yīng)用。地面直讀設(shè)備采用高精度電子壓力計(jì),具有測(cè)試資料準(zhǔn)確可靠、省時(shí)快速的特點(diǎn),還能進(jìn)行井底流量測(cè)量,井底噪聲測(cè)量,磁性定位,高壓物性取樣,多種功能測(cè)試。地面直讀測(cè)試技術(shù)措施,獲得優(yōu)質(zhì)資料,減少浪費(fèi)?,F(xiàn)將地面直讀測(cè)試工藝原理作一簡(jiǎn)要介紹。一、地面直讀測(cè)試技術(shù)簡(jiǎn)介地面直讀測(cè)試裝置主要由四大部分組成(見圖7一1)。(1)井下工具部分。(2)井口防噴裝置。(3)計(jì)算機(jī)資料錄取與分析系統(tǒng)。(4)動(dòng)力卡車及各種地面輔助裝置。全套裝置設(shè)備多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,涉及氣動(dòng)、液壓、機(jī)械傳動(dòng)、電子等方

3、面,其核心部分是電子壓力計(jì)及與其匹配的計(jì)算機(jī)組合系統(tǒng)。其基本原理如下:計(jì)算機(jī)接口箱輸出60mA交變電流通過732單芯包裝電纜輸入壓力計(jì),壓力計(jì)傳感器采用應(yīng)變電橋原理,將地層壓力值轉(zhuǎn)化為電阻、電壓變化、再經(jīng)接收轉(zhuǎn)換電路的電壓控制振蕩器整頻放大。轉(zhuǎn)換為電流頻率值信號(hào),經(jīng)計(jì)算機(jī)計(jì)數(shù)板接收并使用校正參數(shù)處理后,折算為井底壓力值輸出,操作人員從計(jì)算機(jī)屏幕直接讀到實(shí)時(shí)井底壓力數(shù)據(jù)并可同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的錄取追憶、解釋、分析與處理。二、電子壓力計(jì)作用原理及技術(shù)性能(一)TPT應(yīng)變電阻壓力計(jì)作用原理及技術(shù)性能 如圖(7一2)所示,TPT 壓力計(jì)傳感器采用4個(gè)應(yīng)變片固定在一個(gè)金屬薄膜上,薄膜外部受壓部分附橡膠保護(hù)膜。

4、溫度感應(yīng)采用鉑絲記錄。壓力與溫度的計(jì)量電流分走二個(gè)電路回路,通過二級(jí)管單向節(jié)流,正向電流接收為壓力電流頻率信號(hào),反向電流接收為溫度頻率信號(hào)。 (1)溫度測(cè)量流程轉(zhuǎn)換示意圖:見圖7一3。 鉑絲受溫度變化影響面產(chǎn)生形變,由此導(dǎo)致鉑絲電阻變化,電阻與溫度遵循下述函數(shù)關(guān)系式,即:R=Ro+T+T2式中:R一電阻值 一轉(zhuǎn)換系數(shù) Ro 初始電阻值 0一轉(zhuǎn)換系數(shù) T溫度所以溫度變電阻變端部電壓變(因電流恒定為60mA)VCO(電壓控制振蕩器)進(jìn)行處理,將電流放大整波,并產(chǎn)生相應(yīng)頻率變化,其溫度與頻率成下述函數(shù)關(guān)系: T=Toafbf2式中: To常數(shù) 一溫度 f一計(jì)量溫度的輸出電流頻率 a一轉(zhuǎn)換系數(shù) b轉(zhuǎn)換

5、系數(shù)壓力計(jì)溫度電流頻率經(jīng)計(jì)算機(jī)接收并按上述關(guān)系式進(jìn)行參數(shù)校正處理,可直接在屏幕上顯示即時(shí)溫度值。(2)壓力測(cè)量流程轉(zhuǎn)換示意圖如圖74所示,傳感器4個(gè)應(yīng)變片分為電路電橋中的4個(gè)電阻。由于壓力變化產(chǎn)生形變導(dǎo)致電橋電阻變化。圖中各式符號(hào)分別為:一正比符號(hào)B一金屬片恒定應(yīng)變系數(shù);P一壓力;K一壓力計(jì)量電流頻率正比系數(shù);R一電阻;V一電橋端電壓;X一金屬片形變距離;H一壓力計(jì)量電流頻率校正系數(shù);I一壓力計(jì)量電流頻率校正系數(shù);G一溫度常數(shù);J一壓力計(jì)量電流頻率校正系數(shù);fP壓力計(jì)量電流頻率;因此P正比BX;正比BX;V正比E;在輸入電流恒定為60mA時(shí),V只正比。所以井底壓力P的變化導(dǎo)致電橋端電壓V的變化

6、,經(jīng)VCO(電壓控制振蕩器)對(duì)電流放大整波率變換,井底壓力與電流頻率遵循下列函數(shù)關(guān)系: P=G+HfP+IfP2+Jf3P壓力計(jì)量電流頻率信號(hào)經(jīng)電纜傳遞,由計(jì)算機(jī)接收,并經(jīng)上式參數(shù)校正轉(zhuǎn)換為井底壓力在屏幕上輸出。(3)壓力計(jì)標(biāo)定原理與方法TPT應(yīng)變電阻壓力計(jì)傳感器數(shù)學(xué)模型是利用多次函數(shù)疊加而成。如圖74A所示。因壓力受溫度影響,與頻率對(duì)應(yīng)曲線是一條上凹曲線,見圖7一4B。在右圖2中T0,T1,T2,T3分別為不同的溫度下,壓力P與計(jì)量壓力電流頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線。其中T2的虛線部份是指在T2溫度下實(shí)際壓力與計(jì)量壓力電流頻率的實(shí)際走線,而實(shí)線部份是采用數(shù)學(xué)歸納方法近似實(shí)際走線的模擬函數(shù)曲線。為消除

7、溫度漂移影響,使壓力與計(jì)量壓力電流頻率轉(zhuǎn)換為直線對(duì)應(yīng)關(guān)系,見圖7一4C。圖7一4C中直線是消除溫度影響后,壓力與計(jì)量電流頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系。為了消除壓力一頻率曲線上凹、及圖7一4B中橫向移動(dòng)現(xiàn)象,對(duì)溫度漂移采用了I、J、H、G四個(gè)參數(shù)進(jìn)行校正。在本章(2)節(jié)中已知壓力與計(jì)量電流頻率折算關(guān)系式為: P=G+HfP+IfP2+JfP3其中G為截距,H為斜率,I,J為直線修正系數(shù)。由于這四個(gè)參數(shù)均與溫度相關(guān),成下列關(guān)系式:=G0T0+G1T+G2T2+G3T3I=I0T0+I1T+I2T2+I3T3H=H0T0+H1T+H2T2+H3T3 J=J0T0+J1T+J2T2+J3T3 其中T一溫度;其它均為

8、系數(shù),這樣壓力轉(zhuǎn)換需要16個(gè)系數(shù),溫度需要3個(gè)系數(shù)(即A,B,C),共需19個(gè)校正參數(shù)方可實(shí)現(xiàn)計(jì)量電流頻率對(duì)溫度、壓力的準(zhǔn)確換算。 (4)TPT應(yīng)變電阻壓力計(jì)技術(shù)性能及額定參數(shù)TPT電子壓力計(jì)較之機(jī)械式波紋管壓力計(jì)具有精度高,靈敏性強(qiáng)和能地面直讀的優(yōu)點(diǎn)。其基本技術(shù)指標(biāo)如下:(a)精確度 如圖75所示為TPT壓力計(jì)標(biāo)準(zhǔn)走線,理想情況(即壓力計(jì)無誤差時(shí))應(yīng)為45°直線,所謂精度即指壓力計(jì)允許的最大誤差范圍。圖中虛線即為精度的允許誤差標(biāo)定線。TPT應(yīng)變電阻壓力計(jì)精確度為5psi。(B)遲滯性 如圖7一6所示,所謂遲滯性即指輸入壓力在增變與減變兩種形式下在同一壓力值下測(cè)量所顯示的最大差值。P

9、T應(yīng)變電阻壓力計(jì)遲滯性為3psi。(c)重復(fù)性如圖7一7所示,所謂重復(fù)性即指輸入壓力在多次增變或減變的同樣條件下,在同一壓力輸入點(diǎn),輸出壓力值的最大差值。TPT應(yīng)變電阻壓力計(jì)重復(fù)性為3psi。(d)分辯率所謂分辯率即指壓力計(jì)對(duì)輸入壓力信號(hào)變化所能夠記錄的最小變化值。TPT應(yīng)變電阻壓力計(jì)分辯率為0.02psi(磅英寸2)。以上介紹了TPT壓力計(jì)4種額定技術(shù)參數(shù)與壓力作用原理。隨著電子技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,電子壓力計(jì)也向著高效能,多功用方向發(fā)展,如有用于直讀式或用于井下存儲(chǔ)式或井下存儲(chǔ)與直讀兩用式等電子壓力計(jì)。從傳感器類型分類,有應(yīng)變電阻型和石英晶體型,及電容型和晶體電容型等。石英晶體壓力計(jì)作用原理,

10、是通過井底壓力觸發(fā)晶體振蕩,經(jīng)轉(zhuǎn)換電路接收處理,折算為相應(yīng)電流頻率值,輸入計(jì)算機(jī),再經(jīng)參數(shù)校正折算為井底壓力值輸出。其溫度記錄原理與TPT溫度記錄原理相同?,F(xiàn)將三種壓力計(jì)額定技術(shù)參數(shù)列表如下:壓力計(jì)類型壓力量程精確度分辨率重復(fù)性遲滯性溫度量程 精度分辨率備注波溫管壓力計(jì)10000pis0.25%5pis150±10.5TPT應(yīng)變電阻壓力計(jì)10000pis0.05%0.02pis3pis3pis150±0.30.03GRC石英晶體壓力計(jì)10000pis0.025%0.01pis0.25pis小到忽略不計(jì)150±0.30.03通過對(duì)比可看出電子壓力計(jì)較機(jī)械式壓力計(jì)除了

11、具有能夠直讀的優(yōu)越性外,其計(jì)量精度與分辯率都提高了數(shù)十倍,從而使現(xiàn)代試井方法如干擾試井,脈沖試井等,在工藝上成為可行。(二)GRC電子壓力計(jì)1簡(jiǎn)述: GRC電子壓力計(jì)是由美國(guó)地球物理研究公司研制的,井下儀器主要由兩部分組成:壓力計(jì)和存儲(chǔ)記錄儀。壓力計(jì)型號(hào)有EPG一520和EPG一720,存儲(chǔ)記錄儀的型號(hào)有EMR一502(已不生產(chǎn))和EMR一710(新產(chǎn)品)。一般情況下,EPG一520主要用于地面直讀,但也可以與EMR一502配套存儲(chǔ)作業(yè)。而EPG一720主要與EMR一710配套進(jìn)行井下存儲(chǔ)作業(yè)。下面就介紹一下它們的基本結(jié)構(gòu)、原理、以及不同工作方式的系統(tǒng)配置。2電子壓力計(jì)和存儲(chǔ)記錄儀的基本結(jié)構(gòu)、

12、原理簡(jiǎn)介(1)電子壓力計(jì)EPG一520、EPG一720的基本結(jié)構(gòu)及原理由于EPG一520和EPG一720基本原理是相同的,只是輸出頻率和工作電壓不一樣(由電路部分決定),EPG一720加上一個(gè)專用的變頻裝置GIU后,就和EPG一520相同了。故僅以EPG一520為例。基本結(jié)構(gòu)EPG一520電子壓力計(jì)主要由以下幾部分組成:a壓力振蕩器(改進(jìn)后的哈脫萊振蕩電路)b溫度探頭溫度振蕩器c變換電路(開關(guān)電路)d1:4計(jì)數(shù)器分頻器基本原理我們知道,EPG一520(720)是電容應(yīng)變式壓力計(jì)。其基本原理是利用感壓膜片受地層壓力作用時(shí)而產(chǎn)生形變這一特性,將其作為壓力計(jì)中壓力振蕩電路的電容器。見示意圖7一8。由

13、圖78不難看出,當(dāng)感壓膜片受到地層壓力的作用時(shí),即可產(chǎn)生一個(gè)位移,使得電容器之間距離發(fā)生變化,進(jìn)而引起電容器的電容C發(fā)生變化,又因?yàn)樵搲毫τ?jì)采用的是改進(jìn)后的哈脫萊振蕩電路,且屬于LC振蕩電路,而在LC振蕩電路中振蕩頻率f=1/(2),所以,由該電容器和其它元件組成振蕩器的輸出頻率也隨之發(fā)生變化,即。溫度探頭主要是一個(gè)鉑電阻。利用其阻值受地層溫度的變化,進(jìn)而引起溫度振蕩器的輸出頻率發(fā)生變化來實(shí)現(xiàn)測(cè)定井下溫度的。上述變化的壓力與溫度頻率兩個(gè)信號(hào)經(jīng)過開關(guān)電路和分頻器等輸出到GSC一503信號(hào)轉(zhuǎn)換器再經(jīng)過計(jì)算機(jī)處理,換算成實(shí)際的地層力、溫度值。見圖7一9。(2)存儲(chǔ)記錄儀(EMR)的基本結(jié)構(gòu)及原理(以

14、EMR一710為例):EMR一710是與EPG一720配套使存儲(chǔ)記錄儀,其存儲(chǔ)容量為21000個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)(壓力與溫度點(diǎn)數(shù)之和)。見7一10為EMR710主線路板。該儀器就象一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)一樣,把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在RAM(隨機(jī)存儲(chǔ)器)中,它既可以通過計(jì)算機(jī)的詢問來選取所存數(shù)據(jù),也可以從計(jì)算機(jī)內(nèi)存中選取新的控制數(shù)據(jù)。同時(shí)還為EPG720提供7伏左右的電壓。其基本結(jié)構(gòu)見圖711。這里,CPU邏輯混合電路包括CPU、時(shí)間振蕩器、采樣信號(hào)計(jì)數(shù)線路、時(shí)鐘計(jì)數(shù)線路和一切所要求的相關(guān)邏輯路。見圖7一12。 CPU(中央處理器)在這里相當(dāng)于信號(hào)轉(zhuǎn)換器GSC一503。時(shí)鐘振蕩器作為CPU的時(shí)鐘,以使CPU完成各項(xiàng)邏輯任務(wù)。

15、將這個(gè)時(shí)鐘分頻可為CPU提供中斷信號(hào),并為采樣計(jì)數(shù)電路提供時(shí)間控制信號(hào)。RAM(隨機(jī)存儲(chǔ)器)是用于隨機(jī)存取各種信息。后備電池是一種鋰電池(電壓為3.6V),其作用是當(dāng)儀器的外接電源斷開時(shí),使得隨機(jī)存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)得以保存。(3) EMS700系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 我們知道,EMS700系統(tǒng)是由EMR一700和EPG一720組成的,但兩者是彼此獨(dú)立的,它們之間是靠燕尾槽連接的。而信息傳遞是靠一組專用連接電纜完成的。見圖713 ,714,7一15,7一16。 3井下儀器的規(guī)格、性能及特點(diǎn) 規(guī)格: EPC一520:直徑.5 長(zhǎng)度13.63 重量2磅(0.9公斤) ENS一700:直徑1.5 長(zhǎng)度EMR710

16、EPG-720一個(gè)電池外筒 約40 重量12.7磅性能: 耐 溫: 300350 壓力量程(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 靈敏度 (psi): 0.01 0.01 遲滯性(psi)(+/-) 0.5 1 4.5 8 FSR 穩(wěn)定性(偏差), (psi天)可預(yù)測(cè)0.1 FSR 可重復(fù)性(psi) : 0.1 響應(yīng)時(shí)間: 4分鐘 當(dāng)遇到50的變化時(shí),壓力計(jì)的時(shí)間響應(yīng)要限制在已公布的精度標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的1psi的范圍內(nèi)。特點(diǎn): 體積小、重量輕、使用方便、可靠性強(qiáng) 4

17、電子壓力計(jì)的不同工作方式的系統(tǒng)配置(以新設(shè)備為例) GRC電子壓力計(jì)可分為兩種工作方式,即: EPG一520與GSC一503信號(hào)轉(zhuǎn)換器配合搞地面直讀(電纜下入); EPG一720與EMR710組成EMS700系統(tǒng)搞井下存儲(chǔ)(鋼絲下入或隨管柱下)。 (1)地面直讀系統(tǒng)配置,見圖7一17。 GSC503信號(hào)轉(zhuǎn)換器是電子壓力計(jì)與計(jì)算機(jī)之間的媒介裝置,其主要作用: 提供電子壓力計(jì)所需電源 實(shí)現(xiàn)在每只壓力計(jì)的壓力和溫度傳感器之間的開關(guān)。 選擇所需壓力計(jì)(共4只)。 將壓力計(jì)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)所能接受的數(shù)字信號(hào)。 信號(hào)轉(zhuǎn)換器內(nèi)部有一個(gè)電子鐘,用以記錄實(shí)際的時(shí)間。 以上是地面直讀的系統(tǒng)配置。在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)測(cè)

18、試時(shí),還需要電纜車、泵車、儀器車、井口防噴裝置等。在整個(gè)測(cè)試過程中,井下的壓力、溫度變化情況,操作者均可在熒光屏上看到,并可根據(jù)實(shí)際情況和要求,利用鍵盤的特殊功能鍵來調(diào)整任意一個(gè)參數(shù)(如改變采樣率和單位、數(shù)據(jù)存盤、繪圖、打印等)。 (2)井下存儲(chǔ)方式(以EMS700為例): 井下存儲(chǔ)工作方式的系統(tǒng)配置如圖7一18。a編程及數(shù)據(jù)回放配置圖 這里,便攜式計(jì)算機(jī)也可以用IBM一30計(jì)算機(jī)代替,主要是為了方便,因?yàn)樵摍C(jī)體積小、重量輕,并備有充電電池,到現(xiàn)場(chǎng)編程、回放數(shù)據(jù)時(shí),不用外接電源。b現(xiàn)場(chǎng)下井儀器的配置(見圖7一19)EMS一700所用外接電源為高溫高能電池,一般下井一次用一筒電池,如果需要延長(zhǎng)儀

19、器的工作時(shí)間,還可以使用級(jí)聯(lián)電池組(有專配的負(fù)極接頭和電池外筒),兩筒電池之間采用并聯(lián)形式,所以電壓不會(huì)因此而升高,毀壞儀器。該儀器所用電池有:堿電池:一筒為7節(jié)、開路電壓10.5伏左右、耐溫為250,在最高溫度下,使用壽命約為220小時(shí)。氧化銀電池:一筒為6節(jié),開路電壓為9伏,耐溫330,在最高溫度下,使用壽命約220小時(shí)。EMS一700m適用于三種編程方式: T、P和備用方式。 T方式即可根據(jù)時(shí)間來編程,其中有20個(gè)間隔,每個(gè)間隔范圍為0.00165.536小時(shí),在每一個(gè)間隔內(nèi),壓力計(jì)所記錄的壓力與溫度數(shù)據(jù)點(diǎn)的比率、采樣率均可自由選擇。兩個(gè)采樣之間的時(shí)間為0.00165.536小時(shí)(注:采

20、樣率間隔時(shí)間)。P方式當(dāng)壓力計(jì)測(cè)得一個(gè)預(yù)定壓力時(shí),便進(jìn)入了壓力變化方式,最快采樣率為3.6秒,最慢為15.36分鐘。備用方式利用備用方式可以保證壓力計(jì)在壓力變化方式不至于過早地將數(shù)據(jù)裝入存儲(chǔ)器里。備用方式含有一組預(yù)定數(shù)量的數(shù)據(jù)點(diǎn),其數(shù)量由操作者自己確定(這些數(shù)據(jù)點(diǎn)以相等的時(shí)間間隔排列)。當(dāng)測(cè)試到所編程序的末尾的時(shí)候,這些數(shù)據(jù)就在壓力變化的方式下存入了存儲(chǔ)器中。表72 EMS700控制程序表 日期 年 月 日 壓力計(jì)號(hào):測(cè)試號(hào):井號(hào):井名:間隔號(hào)間隔時(shí)間采樣率壓力個(gè)數(shù)溫度個(gè)數(shù)總采樣數(shù)12當(dāng)你利用EM8一700存儲(chǔ)式壓力計(jì)試井之前,必須根據(jù)被測(cè)井的基本數(shù)據(jù)及有關(guān)資料設(shè)計(jì)試井方案,再根據(jù)試井方案選用

21、合適的編程方式編制一個(gè)控制程序表。見表7一2T方式)。然后通過鍵盤輸入計(jì)算機(jī),并傳送到EM8一700中(注:編程后不要馬上接電池,否則儀器將開始工作)。 儀器下井之前,將事先準(zhǔn)備好的裝有電池的電池筒與EMS一700連接,再接好鋼絲繩帽方可下井測(cè)試(或裝入托筒,可隨管柱下入)。測(cè)試完畢,取出儀器,利用計(jì)算機(jī)通過EMS一700專用接口電纜選用固定程序?qū)y(cè)試數(shù)據(jù)回放出來并存入磁盤,以便為解釋工作提供可靠依據(jù)。注:儀器再次編控制程序時(shí),直接按要求輸入即可,原舊程序和數(shù)據(jù)將自動(dòng)清除。(三)PANEX電子壓力計(jì)1簡(jiǎn)介PANEX公司的井下電子壓力計(jì)主要有三個(gè)系列:1300、1400和1500系列。存儲(chǔ)接頭主

22、要有1420一100系列。1300系列及1400系列的電子壓力計(jì)的主要型號(hào)有:model1420B、modell320和modell450三者的主要區(qū)別是其溫度量程不同,modell320壓力計(jì)的溫度量程為0163,mode11420 為0190,modell450為0200,當(dāng)作為直讀壓力計(jì)使用時(shí),用單芯電纜把井下壓力計(jì)與地面的數(shù)據(jù)錄取系統(tǒng)相連,即可實(shí)現(xiàn)在地面對(duì)井下壓力的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。作為儲(chǔ)存壓力計(jì)使用時(shí),將這種型號(hào)的壓力計(jì)與編好工作程序的1420一100系列的存儲(chǔ)接頭相連,再接上電池組,用鋼絲或管柱下入井中,即可實(shí)行存儲(chǔ)試井作業(yè)。1500系列壓力計(jì)的主要型號(hào)有:modell525、1550和1

23、575。這三種型號(hào)的壓力計(jì)除了度量程不同外,其它技術(shù)性能基本相同,它們的溫度量程分別為125、150和175(即型號(hào)號(hào)碼的后兩位數(shù)字加上100)。1500系列壓力計(jì)與1320及1420系列壓力計(jì)的主要不同點(diǎn)是:1500系列壓力計(jì)內(nèi)裝有兩個(gè)可互換的線路芯筒,即SRO(直讀線路芯筒)和MRO(存儲(chǔ)線路芯筒),當(dāng)作為直讀壓力計(jì)使用時(shí),在壓力計(jì)里裝上SRO芯簡(jiǎn),用單芯電纜把它與地面數(shù)據(jù)錄取系統(tǒng)相連進(jìn)行地面直讀作業(yè)。當(dāng)作為存儲(chǔ)壓力計(jì)使用時(shí),用MRO芯筒替換下SRO芯筒,把裝有MRO芯筒并編好工作程序的壓力計(jì)與電池組相連,用鋼絲或管柱送入井下進(jìn)行壓力存儲(chǔ)作業(yè)。另外,1500系列壓力計(jì)的外徑為32mm,比1

24、300和1400系列的壓力計(jì)外徑小6mm。1420一100系列的存儲(chǔ)接頭的主要型號(hào)有:medel1420一101、model1420一111、medell420 一114、 modell420130,它們之間的主要區(qū)別是最大工作溫度和存儲(chǔ)容量的不同及有無“壓力增量”功能(當(dāng)具有“壓力增量”功能時(shí),可以用設(shè)定的壓力變化量控制采樣速率)。這五種型號(hào)的存儲(chǔ)接頭除modell1420一101無“壓力增量”功能外,其它四種都有此功能。前二者的最大工作溫度為163,后兩者為177它們的存儲(chǔ)容量依次分別為:2910、2892、10316、13619、30002個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)(每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)包括時(shí)間、壓力和溫度)。目前

25、,國(guó)內(nèi)引進(jìn)的PANEX壓力計(jì)以model1320、modell525)和存儲(chǔ)接頭modell420一101為多,下面將主要以這三種型號(hào)儀器為例進(jìn)行介紹。PANEX壓力計(jì)存儲(chǔ)接頭的基本原理、結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)(1)Model 1320電子壓力計(jì) 原理我們知道Panex電子壓力計(jì)為石英晶體電容式電子壓力計(jì)。因此有必要了解一下石英晶體的特征。 石英晶體的特征一壓電效應(yīng):若在石英晶片上施加機(jī)械壓力時(shí),將在晶片相應(yīng)的方向上會(huì)產(chǎn)生數(shù)量相等的正負(fù)電荷。相反,若在晶片兩極加一電場(chǎng),晶片會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形。這種物理現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。Panex電子壓力計(jì)就是根據(jù)石英晶體的這一特征,在石英晶體片的兩個(gè)對(duì)應(yīng)表面上噴鍍一對(duì)金屬極板

26、,見圖7一20e將其作為壓力計(jì)的變送器的感應(yīng)元件。所以當(dāng)噴鍍金屬極板的英片受到地層壓力P的作用時(shí),極板上便產(chǎn)生電荷,而且產(chǎn)生的電荷量與壓力的大小成正比。由于極板上的電荷發(fā)生變化,導(dǎo)致兩極板間電容量C發(fā)生變化,進(jìn)而引起由該感壓元件和其它元件組成的振蕩電路的輸出頻率發(fā)生變化。該變化的頻率信號(hào)經(jīng)過電子壓力計(jì)專用信號(hào)轉(zhuǎn)換器換算,即可看到實(shí)際的壓力值。在PANEX壓力傳感器的實(shí)際線路中,采用了雙頻測(cè)量技術(shù),利用這項(xiàng)技術(shù)精確地測(cè)量?jī)蓚€(gè)電容值的比率一這兩個(gè)電容值隨地層壓力變化而變化。為了實(shí)現(xiàn)這種測(cè)量,用一個(gè)專門設(shè)計(jì)且誤差極小的開關(guān),把兩個(gè)電容變化值交替地接通同一個(gè)電子線路。由于這個(gè)開關(guān)僅是一個(gè)具有兩通道的元

27、件,因而對(duì)于比率測(cè)量,消除了電路因素誤差。同時(shí)利用線性化消除殘留的間距誤差,再通過電容頻率轉(zhuǎn)換器把不穩(wěn)定性造成的誤差降至很低,由于消除了這些誤差,所以PANEX壓力計(jì)的精度較高,性能也比較好(注:由于資料缺乏,故僅供參考)。結(jié)構(gòu):見圖7一20f特點(diǎn)a具有較高的精度和分辨率。b每0.8秒就可完成一次溫度和壓力的傳輸。 c,具有較高的過壓能力。 d利用Medel300的自動(dòng)標(biāo)定功能,很容易進(jìn)行簡(jiǎn)單的現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定。 (2)Modell420101存儲(chǔ)接頭 原理:將壓力計(jì)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換,按照預(yù)設(shè)指令,將數(shù)據(jù)存入EEPROMs(可電清除可編程序存儲(chǔ)器)。結(jié)構(gòu):見圖7一21特點(diǎn)a用電信號(hào)清除內(nèi)存不需要紫外線照射

28、和用后備電池保存數(shù)據(jù)。b使用電池的數(shù)量可以改變(6一12節(jié))。c用可監(jiān)聽的信號(hào)進(jìn)行系統(tǒng)自檢,顯示壓力計(jì)、存儲(chǔ)接頭和電池組工作是否正常。d每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)同時(shí)包括時(shí)間、壓力和溫度。(3)Model1525SROMR0壓力計(jì)原理:參閱Medell320和Medell420101結(jié)構(gòu):見圖7一22特點(diǎn)SRO同Model1320,MPD同Model1420一101。3PANEX電子壓力計(jì)的技術(shù)規(guī)范 (1)Modell320壓力計(jì)溫度量程:0一163工作溫度范圍:同溫度量程最大過壓能力:壓力量程小于或等于10000psi時(shí)為額定壓力的120%,壓力量程高于10000psi時(shí)為額定壓力的115%。綜合標(biāo)定精度:

29、全量程的0.025%(包括直線性、遲滯性和重復(fù)性)。分辨率:全量程的0.0001%。溫度精度:在25至163時(shí)為0.33。標(biāo)準(zhǔn)壓力量程:5000,10000,15000psi。外形尺寸:外徑38mm,長(zhǎng)1080mm。重量:6.1kg。(2)Medel1420101存儲(chǔ)接頭存儲(chǔ)容量:2910個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)(每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)包括時(shí)間、壓力和溫度)。壓力讀值分辨率:量程為10000psi時(shí)為0.01psi。溫度讀值分辨率:0.1。最快采樣速率:每?jī)擅腌娨粋€(gè)樣。最慢采樣速率:每18小時(shí)一個(gè)樣。起動(dòng)延時(shí)范圍:2分23小時(shí)。最大工作溫度: 163。外形尺寸:外徑38mm,長(zhǎng)1080mm。重量:5.5kg。(3)Mod

30、el1525SROMRO壓力計(jì)1溫度量程:0125。2工作溫度范圍:同溫度量程。3最大過壓能力:全量程的110。4綜合標(biāo)定精度:全量程的士0.025%(包括直線性、遲滯性和重復(fù)性)。5壓力讀值分辨率:0.01psi。6標(biāo)準(zhǔn)壓力量程:5000、10000、 15000psi。7MRO存儲(chǔ)容量:13619個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)(每個(gè)點(diǎn)包括時(shí)間、壓力和溫度)。8MRO溫度讀值分辨率:0.1。9MRO最快采樣速率:每1秒鐘一個(gè)樣。10MRO最慢采樣速率:每18小時(shí)一個(gè)樣。11MRO起動(dòng)延時(shí)范圍:2分128小時(shí)。12外形尺寸:外徑32mm,長(zhǎng)1291mm。13重量:3.68kg。4直讀存儲(chǔ)壓力計(jì)工作系統(tǒng)配置 (1)直

31、讀壓力計(jì)工作系統(tǒng)配置 所用設(shè)備和儀器 aModel1320或Modell525SRO壓力計(jì):用于測(cè)量井下壓力和溫度。 b電纜車:起下壓力計(jì)傳輸壓力和溫度信號(hào)到地面數(shù)據(jù)錄取系統(tǒng);為測(cè)試系統(tǒng)供電。 cModel1300數(shù)字處理顯示器:對(duì)壓力計(jì)傳給的信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換;標(biāo)定壓力和溫度并以數(shù)字形式顯示壓力或溫度值;把數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī),接受計(jì)算機(jī)指令和信息;給壓力計(jì)供電。它有8個(gè)壓力計(jì)通道接口(可接8只壓力計(jì)),工作前將所用壓力計(jì)的標(biāo)定系數(shù)輸入選好的壓道上,再將該壓力計(jì)接于這個(gè)通道接口上,就可進(jìn)行壓力監(jiān)測(cè)。d計(jì)算機(jī):顯示實(shí)時(shí)狀態(tài)下的壓力和溫度,控制采樣速率,保存數(shù)據(jù)。當(dāng)使用有UNIX系統(tǒng)并配有終端的計(jì)算機(jī)時(shí),

32、可邊進(jìn)行數(shù)據(jù)錄取,邊進(jìn)行資料解釋。e打印機(jī):打印數(shù)據(jù)或報(bào)告。f繪圖儀:對(duì)數(shù)據(jù)作圖。系統(tǒng)配置圖:見圖723(2)存儲(chǔ)壓力計(jì)編程數(shù)據(jù)回放系統(tǒng)配置所用設(shè)備和儀器aModell420101存儲(chǔ)接頭或Modell525MRO壓力計(jì):儲(chǔ)存計(jì)算機(jī)輸給的工作程序,將儲(chǔ)存數(shù)據(jù)回放給計(jì)算機(jī)。工作程序可為起動(dòng)、延時(shí)和若干個(gè)指令段(多可編制64個(gè)指令段),首先為起動(dòng)延時(shí)時(shí)間設(shè)置,即存儲(chǔ)壓力計(jì)接電池后,在設(shè)定時(shí)間內(nèi)不取后設(shè)置指令段。每個(gè)指令段可設(shè)置一采樣速率和此采樣速率的采樣量。如果使用有“壓力增量”功能的存儲(chǔ)壓力計(jì),每個(gè)指令段可設(shè)置一個(gè)快速采樣速率和一個(gè)慢速采樣速率,同時(shí)設(shè)置一個(gè)壓力增量值,這樣,如果壓力在本段內(nèi)的變

33、化量超過設(shè)置的壓力增量值時(shí),壓力計(jì)自動(dòng)轉(zhuǎn)入快速采樣速率進(jìn)行采樣。bModel252接口箱:它是計(jì)算機(jī)與儲(chǔ)存壓力計(jì)之間的通訊儀器。c計(jì)算機(jī):編制存儲(chǔ)壓力計(jì)的工作程序并傳輸給存儲(chǔ)壓力計(jì)。接收從存儲(chǔ)壓力計(jì)回放出的數(shù)據(jù)并控制存盤、打印或進(jìn)行處理。d打印機(jī):打印數(shù)據(jù)和工作程序。系統(tǒng)配置圖:見圖7一24(3)存儲(chǔ)壓力計(jì)工作系統(tǒng)配置所用設(shè)備儀器a 存儲(chǔ)壓力計(jì):接通電池組后,先進(jìn)行一分鐘的自檢,并用聲音信號(hào)告訴操作者其工作情況。然后按照編好的工作程序采集和儲(chǔ)存壓力、溫度數(shù)據(jù)。b 電池組:給存儲(chǔ)壓力計(jì)提供電能。目前常用的電池種類有堿電池和氧化銀電池。一般情況下,堿電池用于120的井溫,氧化銀電池用于低于160的

34、井溫。電池使用壽命與井溫、儀器型號(hào)、采樣速度等因素有關(guān)。c 鋼絲絞車和托筒:用于起下存儲(chǔ)式電子壓力計(jì)。系統(tǒng)配置圖:見圖725三、地面直讀工具及設(shè)備概述1井下儀器和工具部分它包括電纜頭、電傳加重桿、電傳震擊器,磁性定位器,對(duì)接母接頭,對(duì)接公接頭,電子壓力計(jì)等,其中對(duì)接公接頭和電子壓力計(jì)聯(lián)結(jié)在測(cè)試器頂部,隨同測(cè)試工具一起提前下入井中。其它工具與電纜頭聯(lián)結(jié)在一起,見圖726,用電纜送入井內(nèi),利用其下部的對(duì)接母接頭(打撈頭)與電子壓力計(jì)頂部的對(duì)接公接頭進(jìn)行對(duì)接,從而為井下壓力傳輸?shù)降孛嫘纬梢粭l電通路。各部件的功能如下。(1)1F22RV電纜電纜滾筒纏有6000m(20000ft)雙層鎧裝單芯電纜,如圖

35、7一27a所示:其功能是將電子壓力計(jì)或其它電纜串輔助工具帶下井底,并擔(dān)負(fù)傳遞壓力計(jì)輸出的電頻信號(hào),輸給地面計(jì)算機(jī)接收。其規(guī)格見下表。機(jī)械性能:質(zhì) 量:在空氣中140kgkm (931bf1000ft) 在水中 115kgkm (771bf1000ft);斷裂強(qiáng)度:端部固定22540N(51001bf); 端部自由懸掛15190N(34001bf);額定溫度:一68一230(一90450);電纜外徑:5.55mm(0.2210.05);導(dǎo)電性能: 直流電阻:導(dǎo)電內(nèi)芯 33km; 鎧裝鋼絲 16km; 電容率: 145×l0-6F/m(45×l0-6 Fft); 最高額定工作電

36、壓 100V。(2)MH22電纜頭MH22電纜頭如圖727b所示,上部是用來固定于電纜端部,下部則與井下電纜工具(如電子壓力計(jì),電傳加重桿)相接MH22電纜頭內(nèi)部有導(dǎo)電單芯,用于傳遞電頻信號(hào)。(3)EQF電傳加重桿EQF電傳加重桿是用于牽引電纜,在SPRO中,為對(duì)接提供重力,使電纜工具順利下井之用,一般裝于MH22電纜接頭下部,內(nèi)部有導(dǎo)電單芯,可傳遞電頻信號(hào),共有四種型號(hào)供選用,可根據(jù)施工需要,連接單根或多根。其規(guī)格結(jié)構(gòu)請(qǐng)看下表與圖7一28。(4)EJ電傳震擊器 EJ電傳震擊器如圖7一29所示,主要用于地面直讀測(cè)試(即地面直讀工具與地層測(cè)試器配合進(jìn)行測(cè)試)位于對(duì)接母接頭與電傳加重桿之間,依靠下

37、井電纜與電傳加重桿的重量,可多次反復(fù)產(chǎn)生震擊,完成公母對(duì)接接頭的對(duì)接與脫開。內(nèi)部有導(dǎo)電單芯,可傳遞電頻信號(hào),總長(zhǎng)968mm。外徑35mm、自由沖程161mm。(5)CCL磁性定位器它由磁鋼(永久磁鐵)、線圈及二極管組成,當(dāng)磁性定位每個(gè)管柱接頭時(shí),它在地面儀表盤上顯示一個(gè)電脈沖,這樣就可得到電纜起下速度和CCL磁性定位器的深度顯示,從而可確定井下儀器位置。(6)電傳對(duì)扣母接頭和公接頭對(duì)扣母接頭是一個(gè)和電纜工具進(jìn)行機(jī)械和電連接的打撈器總成。如圖7一30。母接頭內(nèi)部有導(dǎo)電單芯,用于傳遞電頻信號(hào)有二個(gè)銷子。當(dāng)母接頭下放至電子壓力計(jì)和公接頭頂部時(shí),依靠下井電纜自重與電傳加重桿的重量,并通過電傳震擊器產(chǎn)生

38、的震擊力上下活動(dòng),母接頭的二個(gè)銷子就與公接頭J型槽套筒咬合,再給電纜加400500磅的拉力以防脫開J槽,在直讀測(cè)試過程中要保持這個(gè)拉力。測(cè)試結(jié)束要脫開鎖扣,就松開電纜上的拉力,緩慢上提,即可回收電纜。 (7)電子壓力計(jì)和公接頭 如圖7一30A所示。 電子壓力計(jì)與對(duì)扣公接頭裝入SPR外筒,SPRO外筒通過轉(zhuǎn)換接頭與改型PCTMFE測(cè)試器相接,電子壓力計(jì)通過傳壓管與改型PCTMFE中心管相接,井下壓力通過傳壓管傳至電子壓力計(jì),壓力計(jì)內(nèi)裝有二個(gè)用于送壓力和溫度數(shù)值的電壓控制振蕩器(VCO)。當(dāng)與電纜的電路連通時(shí),地面供給所需的電能,電子壓力計(jì)就可工作,壓力、溫度傳感器會(huì)感應(yīng)出與井下壓力和溫度相對(duì)應(yīng)的

39、電勢(shì),通過VCO電壓控制振蕩器把電勢(shì)轉(zhuǎn)換成頻率,傳輸?shù)降孛嫘盘?hào)接收機(jī)。對(duì)扣公接頭頂部的J型槽套筒,其內(nèi)部有導(dǎo)電單芯。公母對(duì)接頭對(duì)接后,電路即可導(dǎo)通。 2井口防噴裝置部分 (1)HGT一D流通管 HGT一D流通管如圖731所示,是密封井口壓力的主要工具之一,安裝于上滑輪下部。其作用原理見圖7一32,在起下電纜過程中,井內(nèi)油氣在井口壓力作用下順著電纜與流通管的間隙向外噴射滲漏,為達(dá)到密封井口的目的,在底部入口處通過氣動(dòng)柱塞泵泵入粘度較高的齒輪油,充塞電纜與流通管之間的微小縫隙,注入壓力P高于井口壓力PW10%,Pi>1.1Pw,電纜下入井底后,可用手壓泵將頂部盤根盒橡膠半封壓緊膨脹,以達(dá)到密

40、封井口的目的。由于電纜與流通管內(nèi)部間隙很小(電纜外徑5.6134mm)。流通管內(nèi)徑5.639mm,而密封油粘度又較高,正常情況下每小時(shí)最多消耗油12公斤。(2)氣動(dòng)柱塞泵氣動(dòng)柱塞泵如圖734所示,其功用是向HGT一D流通管泵入密封油密封井口壓力,其工作氣壓0.70.8MPa,輸出最高油壓55.16MPa(8000psi)。(3)雙閘板防噴器如附圖7一34a,7一34b,7一34c所示,其功用是:當(dāng)流通管密封井口壓力失控時(shí),可關(guān)閉閘板防噴器。單閘板可封閉34.47MPa(5000Psi)壓力;雙閘板可封閉68.95MPa (10000psi)壓力,防噴器可采用液壓驅(qū)動(dòng)或手輪轉(zhuǎn)動(dòng)二種控制方法,液壓

41、驅(qū)動(dòng)或手壓泵驅(qū)動(dòng)的油壓與相應(yīng)防噴器滑塊活塞所受油壓之比為1:10。進(jìn)行地面直讀測(cè)試,防噴器裝于測(cè)試管柱控制頭上部,流通管下部。進(jìn)行生產(chǎn)試井作業(yè),防噴器裝于防噴管下部,采油樹上部。(4)防噴管防噴管如圖7一35其工作壓力為68.95MPa (10000psi),其主要功用是在進(jìn)行油氣測(cè)試時(shí),使下井管串工具在井口閘門未打開前,預(yù)先放置在防噴管內(nèi),從而避免在放噴與帶壓情況下,折裝電纜管串工具。防噴管頂部與流通管相連,底部與防噴器相連,形成密閉空間。3. 動(dòng)力卡車、車裝設(shè)備及地面輔助工具(1)動(dòng)力卡車動(dòng)力卡車如圖736所示,車型為MERCEDESBENZ1926型卡車,額定功率206KW(在2300轉(zhuǎn)

42、min);載荷19t;車身總長(zhǎng)7.35m,車身高3.95m;車身寬2.48m,車身自重17.8t。該車采用雙軸驅(qū)動(dòng),適應(yīng)于越野奔跑,裝有防泥雪輪胎,冬季最低工作環(huán)境溫度為一35。 (2)測(cè)試操縱室 裝有各種存放設(shè)備工具的隔層,包括有絞車操縱盤(見圖737a);電源控制箱(見圖7一37b);CL電纜控制箱(見圖7一37c);射孔盤(見圖737d);UPS(不間斷電源穩(wěn)壓器,見圖7一37e); 電瓶;2個(gè)空調(diào)與加熱器;內(nèi)外燈;1個(gè)MARTIN DECKER電纜指重表;一組深度顯示器(用于/32電纜與0.092鋼絲)。(見圖7一37f)。(3)雙滾筒如圖7一38所示,大滾筒徑5.6mm(0.221)

43、1F22RV單芯雙層鎧裝電纜6000m(20000ft);小滾筒容有直徑2.33mm(0.092)鋼絲7500m(25000ft)。滾筒動(dòng)力采用液壓驅(qū)動(dòng),車引擎帶動(dòng)2個(gè)SPV一22型SAVER液壓泵和3個(gè)HPI液壓泵,輸送動(dòng)力給滾筒液壓馬達(dá)和液壓發(fā)電機(jī)。(4)ONAN6千瓦柴油發(fā)電機(jī) 該發(fā)電機(jī)裝于卡車左側(cè)后部,如圖7一39所示:型號(hào):6.0DJEIE19116;額定電壓: 117V;功率:6KW;額定電流:50A;相位:?jiǎn)蜗啵恨D(zhuǎn)速:1800轉(zhuǎn)min;電瓶電壓12V; (5)10瓦HARR1SON液壓發(fā)電機(jī) 如圖7一40所示,發(fā)電機(jī)裝于卡車左側(cè)后部與ONAN相鄰。額定工作電壓117V;頻率60H

44、Z;功率10KW;額定工作電流8A;相位單相;轉(zhuǎn)速1800轉(zhuǎn)min。(6)LLA500氣壓吊如圖7一41所示,該氣壓吊安裝于卡車右側(cè)后部,其功用主要為起吊防噴器。驅(qū)動(dòng)氣壓為0.70.9MPa,最大負(fù)載4900N。(7)B67型空氣壓縮機(jī)如圖7一42所示,該機(jī)裝于卡車左側(cè)與液壓發(fā)電機(jī)相鄰;最高輸出工作氣壓0.99MPa(145psi)氣體壓縮率54m3/h;儲(chǔ)氣罐容積0.1m3;轉(zhuǎn)速1100轉(zhuǎn)min;空氣壓縮機(jī)動(dòng)力采用液壓驅(qū)動(dòng),主要應(yīng)用是驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)柱塞泵與氣壓吊。4計(jì)算機(jī)資料錄取與解釋系統(tǒng)該系統(tǒng)由PC主機(jī);JEK107彩色終端;Think Jef黑白拷貝機(jī),PAC接口箱構(gòu)成。如圖7一43,7一44

45、所示。該系統(tǒng)軟件包括兩部分,即資料錄取軟件與資料解釋軟件。錄取軟件能夠根據(jù)需要調(diào)整數(shù)據(jù)的錄取速度,錄取范圍,追憶記錄數(shù)據(jù)。顯示屏采用窗口設(shè)計(jì),能同時(shí)顯示圖,數(shù)據(jù)和菜單。拷貝機(jī)可將終端顯示的畫面、數(shù)據(jù)原樣拷貝。解釋軟件能夠在錄取軟件不間斷工作的同時(shí),可對(duì)已記資料進(jìn)行解釋處理,從中得出已測(cè)成果及時(shí)指導(dǎo)下步測(cè)試措施。解釋軟件包括下述功能:(1)數(shù)據(jù)改變之功能a去點(diǎn);b.改點(diǎn);c插入點(diǎn)d加點(diǎn);e貯存新記錄(2)數(shù)據(jù)記錄轉(zhuǎn)換之功能a 子集化;b記錄銜接;c整體轉(zhuǎn)換橫軸數(shù)據(jù);d整體轉(zhuǎn)換縱軸數(shù)據(jù);e。選擇記錄;f輸入記錄;g刪除記錄;h.重新排組記錄;i貯存新記錄;j根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)原理自動(dòng)將記錄分門別類(3)特

46、殊計(jì)算之功能a直角、半對(duì)數(shù)和雙對(duì)數(shù)之回歸;b內(nèi)插、外插之計(jì)算;c霍納法之計(jì)算;d疊加函數(shù)之計(jì)算; eMDH方法之計(jì)算;f斷層距之計(jì)算;g壓力導(dǎo)數(shù)之計(jì)算;h氣體假壓力之計(jì)算;i流體參數(shù)之計(jì)算;j地層參數(shù)之計(jì)算;(4)油藏模型 a均質(zhì)油藏壓力降落,壓力恢復(fù)模型;b雙重孔隙介質(zhì)油藏落,壓力恢復(fù)模型;c,雙重滲透率油藏壓力降壓力恢復(fù)模型;d,無限傳導(dǎo)垂直裂縫模型;e有限傳導(dǎo)垂直裂縫模型;f段塞流測(cè)試模型;g疊加函數(shù)理論曲線;h多井疊加理論曲線(用于脈沖、干擾試井);i封閉性地層理論曲線;j等壓邊界地層理論曲線。k數(shù)值模擬。四、 地面直讀測(cè)試工藝地面直讀測(cè)試工藝可分為兩種類型,一種為生產(chǎn)試井(代號(hào)YOY

47、O),包括系統(tǒng)試井,壓降、脈沖干擾試井等;另一類與地層測(cè)試器配套使用,為地面直讀測(cè)試(代號(hào)SPRO);以下就其工藝特點(diǎn)及有關(guān)技術(shù)要求做一概要敘述。(一)生產(chǎn)試井(YOYO測(cè)試)YOYO測(cè)試其工藝原理如本篇圖7一1所示,用電纜將電子壓力計(jì)及其它管串輔助工具下入井內(nèi)測(cè)試層位處,井下工具與儀器按圖7一45所示組合,井口防噴裝置按圖7一46所示組合。測(cè)試中由井口閥門控制油氣井開關(guān)。(二)地面直讀測(cè)試(SPRO)PCTMFE與SPRO測(cè)試原理如圖7一47a,747b所示,將電子壓力計(jì)安裝于地層測(cè)試器頂部,傳感器與改裝后的測(cè)試心軸中心管相連傳壓,測(cè)試閥關(guān)閉時(shí):地層壓力通過測(cè)試心軸中心管一防砂管一傳壓管傳感

48、器,傳感器測(cè)得關(guān)井時(shí)的壓力及溫度,測(cè)試閥打開時(shí),地層流體通過SPRO外筒與傳感器之間的環(huán)空,流向上部的測(cè)試管柱。測(cè)試期的壓力、溫度通過上述同樣流程傳至電子壓力計(jì),這樣,就可以保證測(cè)試閥開啟、關(guān)閉時(shí),電子壓力計(jì)能連續(xù)地測(cè)得地層壓力與溫度。壓力計(jì)頂部與對(duì)接公接頭相連,與地層測(cè)試器一起,用管柱(油管或鉆桿)下入井底。井口裝置安裝如圖7一48所示。地面直讀測(cè)試與常規(guī)地層測(cè)試方法基本相同,只是地面直讀測(cè)試需增加一道工序,在封隔器座封后,測(cè)試閥未開啟前,需要先下放電纜及電纜管串工具,包括MH22電纜頭、EQF電傳加重桿、JAR電傳震擊器,對(duì)接母接頭。通過電纜的上提下放,依靠電纜自重、電傳加重桿的重力及JA

49、R電傳震擊器的震擊沖力,使得公母對(duì)接接頭換位銷在換位槽內(nèi)換向后鎖定,從而使地面計(jì)算機(jī)與井底電子壓力計(jì)接通,即可開始進(jìn)行地面直讀測(cè)試。(三)施工中工藝要求與注意事項(xiàng)1制定施工設(shè)計(jì)(1)收集數(shù)據(jù)(見表7一4)與資料表741服務(wù)項(xiàng)目2甲方單位名稱3井所在地理位置4目前井的狀況5井的類別6液體類型7完井類型8最小井徑9最大井徑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射孔槍類型16射孔條件(壓井液、正、負(fù)壓)17等測(cè)層段與類型18井口壓力19井底壓力與溫度20油氣比21泥漿性能22測(cè)試目的及取資料要求(2)合理選用井下儀器與工具 EQF加重桿的選用 電傳加重桿的功用,在于能使

50、下井電纜與工具有足夠的重力,以平衡克服下電纜時(shí)所受各種阻力之和。須綜合考慮井口壓力,井內(nèi)流體的密度與粘度,流通管對(duì)電纜的摩擦阻力,井下電纜工具所產(chǎn)生的活塞效應(yīng)等因素影響。并根據(jù)井架或吊車的垂直起吊高度與井內(nèi)管柱結(jié)構(gòu),確定加重桿的型號(hào)、重量、長(zhǎng)度、外徑。SPRO測(cè)試,還要考慮井下對(duì)接時(shí)所需的足夠重力。具體選擇方法與計(jì)算公式,可參照法國(guó)佛羅彼托公司ELS操作手冊(cè)執(zhí)行。以下介紹其使用中對(duì)各阻力估算的一些簡(jiǎn)單具體方法。1) 在關(guān)井狀態(tài)(不流動(dòng)時(shí)),井口壓力對(duì)電纜橫截面的阻礙力,可用圖7一49、圖7一50進(jìn)行估算。圖7一49給出了氣井對(duì)不同型號(hào)電纜的阻礙力,即不包括液體對(duì)工具與電纜的浮力計(jì)算,浮力計(jì)算按

51、圖7一50查出。注:根據(jù)公式折算出的阻力小于圖解,圖解值給有一定的余量,以平衡流通管對(duì)電纜的摩擦阻力。2)井處于穩(wěn)定流動(dòng)狀態(tài)井口壓力阻力估算方法與關(guān)井狀態(tài)同。液體對(duì)電纜與工具的摩擦阻力f,可按下式計(jì)算:式中: S下井工具或電纜的橫截面積單位cm2 - 井內(nèi)流體密度,單位:gcm3 V井內(nèi)流體流動(dòng)速度,單位ms L-工具或電纜的長(zhǎng)度,單位m; Cf一摩擦系數(shù);該系數(shù)與井的粗糙度,雷諾數(shù)Ro等相關(guān),選擇方法可見圖7一51。為了方便估算流體對(duì)電纜與工具的摩擦力,可按圖7一52圖7一53查找,可先在圖7一52預(yù)先查出流體對(duì)電纜與工具的流速。計(jì)算對(duì)電纜的相對(duì)流速時(shí)使用內(nèi)徑(油管或套管),可忽略電纜外徑影

52、響。然后按步驟在圖7一53查找電纜與工具所受流體的摩擦阻力。V井內(nèi)流體流動(dòng)速度,單位:m/sL工具或電纜的長(zhǎng)度,單位:mCf磨擦系數(shù);該系數(shù)與井眼的粗糙度, 雷諾數(shù)Re等相關(guān),選擇方法可見圖751 工具下部所受流體阻力,可按下式計(jì)算 F=12A··V2 式中:F流體阻力; A工具截面積。 井內(nèi)流體密度; V井內(nèi)流體速度; 為方便計(jì)算可按圖7一54中查找,工具活塞效應(yīng),可按下式計(jì)算: F=P·A 式中: A工具截面積; F抽吸力。 注:從V連線到工具外徑d線,該連線與線相交于A點(diǎn),再?gòu)腁連線到井內(nèi)流體密度線,該連線與F線相交之點(diǎn)即為流體作用工具下部的阻力。 工具的活

53、塞效應(yīng)阻力按下式計(jì)算 式中:D2一套管或油管的內(nèi)徑; D1一工具外徑 J流體粘滯系數(shù) V流體流徑工具側(cè)表面的流速。 為了方便計(jì)算可按圖7一55中查找。 MH22電纜頭弱點(diǎn)選擇 電纜頭的功用在于使電纜與井下電纜工具連接及當(dāng)井下工具遇卡時(shí),避免將電纜從井口處拔斷,而從電纜頭弱點(diǎn)處斷開.弱點(diǎn)選擇要考慮以下2個(gè)要素: 1)電纜弱點(diǎn)斷裂強(qiáng)度電纜管串工具總重量十來自工具的其它阻力(如活塞效應(yīng),流體對(duì)工具的粘滯力,操作不穩(wěn)造成電纜工具的慣性沖擊力及工具對(duì)管壁的摩擦)。 從V向Dd線相連(Dd為套管或油管內(nèi)徑與工具外徑之比率)該線與線相交于A點(diǎn)。再?gòu)腁點(diǎn)向工具長(zhǎng)度線L相連,該線與線相交于B,再?gòu)腂向井內(nèi)流體粘度線相連,該線與下線相交之點(diǎn)即為活塞效應(yīng)阻力。 2)電纜斷裂強(qiáng)度>井下電纜自重十弱點(diǎn)斷裂強(qiáng)度來自電纜的其它阻力(如流

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