永久式压力监测-讲义
压力检测及仪表培训讲义
2.4 压力计的选用及安装
1.测压点的选择
➢要选在被测介质直线流动的管段部分,不要选在 管路拐弯、分又、死角或其他易形成旋涡的地方
➢取压点与流动方向垂直,取压管内端面与生产设 备连接处的内壁保持平齐,不应有凸出物或毛刺
➢测量液体压力时,取压点应在管道的下部,使导 压管内不积存气体;测量气体压力时,取压点应 在管道上方,使导压管内不积存液体
4、All that you do, do with your might; things done by halves are never done right. ----R.H. Stoddard, American poet做一切事都应尽力而为,半途而废永远不行6.17.20216.17.202110:5110:5110:51:1910:51:19
根据国家标准取相邻大一级的系列值
2.4 压力计的选用及安装
3.仪表精度级的选取
仪表的精度主要是根据生产允许的最大测量误差来 确定,选择过高精度等级会造成不必要的浪费
在满足工艺要求的前提下,应尽可能选用精度较低 、价廉耐用的仪表 就地指示用弹性压力表,选用1.0、1.5或2.5级 压力变送器精度为0.2级~0.5级
第2章 压力检测及仪表
2.1 概述 2.2 弹性式压力计 2.3 电气式压力计
➢霍尔片式压力传感器 ➢压变片式压力传感器 ➢压阻式压力传感器 ➢力矩平衡式压力变送器 ➢电容式压力变送器
2.4 压力计的选用及安装
2.1 概述
压力是化工生产过程中重要的操作参数之一
➢高压聚乙烯
150MPa
➢合成氨
15Mpa或32Mpa
2.3 电气式压力计
2.工作过程
2.3 电气式压力计
压力测量的原理及应用PPT课件
(a)弹性膜片 (b)挠性膜片
2020/3/2
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三、压力测量设备的原理
(2)膜片压力计
膜片是用金属或者非金属制成的圆形薄片;按工作 面形状分为:平膜片和波纹膜片。 常用的材料:锡锌青铜、磷青铜、铍青铜、高弹性 合金、恒弹性合金、碳素铜、不锈钢等。 膜片的厚度一般在0.05~0.3mm。 膜片受压力作用产生位移,可直接带动传动机构指 示,由于膜片的位移较小,灵敏度低,指示精度也 不高,一般为2.5级。 注:平膜片测量压力时位移很小,常用来测量高压 。波纹膜片常用来测量低压。
压力测 量的原理与应用
讲课人:郑 峰
2020/3/2
1
模块包:E19-E2-C-01
模块E19E2C01: 压力测量设备的结构、原理
模块E19E2C02: 压力测量设备的安装、调试
培训目标:通过本模块包的学习,学员能叙述压 力测量的概念、分类(压力表、压力开关、压力 变送器);能正确进行设备安装调试。
24
三、压力测量设备的原理
(1)、电阻应变片式压力计
被测压力作用于弹性敏感元件上,使它产生变形,在其变形的 部位粘贴有电阻应变片,电阻应变片感受被测压力的变化,按 这种原理设计的传感器称为电阻应变片式压力传感器。
导体或半导体材料在外力作用下产生机械变形时,它的电阻值 也相应地发生变化,这一物理现象称为电阻应变效应。
挠性膜
0~106kPa
0~105kPa 0~103kPa
0~105 kPa
0~103kPa 0~102kPa
2020/3/2
15
二、压力测量设备的原理
(1)弹簧管压力计
1、中心轴,2、表盘,3、指针, 4、弹簧管,5、连杆,6、扇形齿轮
压力检测技术(PPT 55页)
波纹管是一端封闭的薄壁圆管,壁面是环状波纹。被测压力 从开口端引入,封闭端将产生位移。
特点:位移相对较大,灵敏度高,用于低压或差压测量。
8.2.1弹性压力计
弹性膜片是外缘固定的片状弹性元件,有平膜片、波纹膜片和 挠性膜片几种形式,其弹性特性由中心位移与压力的关系表示, 用于低压、微压测量。 特点:平膜片位移很小,波纹膜片压有正弦、锯齿或梯形等环 状同心波纹,挠性膜片仅用作隔离膜片,需与测力弹簧配用。
3. 压电式压力传感器
由压电材料制成的压电元件受到压力作用时产生的电荷量 与作用力之间呈线性关系:
Q kSp
(8-6)
式中,Q—电荷量;k—压电常数;S—作用面积;p—压力。
8.2.2电测试压力计
图8-13为一种压电式压力传感器的结构示意图。
特点:压电式压力传感器体积小,结构简单,工作可靠;测量 范围宽;测量精度较高;频率响应高。但不适宜测量缓慢变化 的压力和静态压力。
760
735.56
1
8.1概述
8.1.1压力的基本概念和计量单位 8.1.2压力检测方法
8.1.2压力检测方法
根据测压原理的不同,压力检测方法主要有以下几类: 1. 重力平衡法
这种方法是按照压力的定义,通过直接测量单位面积上 所受力的大小来检测压力。如液柱式压力计和活塞式压 力计。 2. 弹性力平衡法 弹性力平衡法利用弹性元件受压力作用发生弹性变形而 产生的弹性力与被测压力相平衡的原理来检测压力。
特点:有较高的灵敏度,但当位移较大时传感器非线性严重; 可改善非线性、提高灵敏度、并可减小因极板间电介质的介 电常数ε受温度影响而引起的不稳定性。
8.2.2电测试压力计
气井井下永久式压力计监测及应用
2019年07月气井井下永久式压力计监测及应用陈真杨政海陈国伟(中国石油长庆油田分公司第一采气厂,陕西西安710018)摘要:气井井下永久式压力计监测在气田开发过程被广泛的应用,分别在气田重要层组低、腰、高构造部位分层次下永久压力计监测各位置压力变化状况,对监测井分布具有较好的平面覆盖,可以真实体现压力变化状况。
尤其在气田的边部加强监测力度,观察边部压力变化,分析恒压边界距离、边水推进速度,对气田开发具有重要的指导作用。
关键词:气井;永久式压力计;压力监测;气井监测永久压力计监测系统由1支或多支井下永久压力计(也可根据实际需要增加或减少,每个测量点之间的间距可在10m ~500m 之间任意设置)、压力计托筒、电缆密封头、电缆卡子、电缆保护器、井口电缆密封法兰盘、地面信号接口箱、数据采集软件、无线数传模块等部分组成。
信号经单芯电缆传输到地面,通过地面接口箱实时存储、显示和发送井下一层或多层的压力和温度测试数据。
分别在气田重要层组低、腰、高构造部位分层次下永久压力计监测各位置压力变化状况,基本原则为监测井分布具有较好的平面覆盖,可以真实体现压力变化状况。
尤其在气田的边部加强监测力度,观察边部压力变化,分析恒压边界距离、边水推进速度。
1永久压力系统应用经验要使监测系统正常工作,管理双方均要加强永久压力计管理力度,落实管理规范。
由于气田自然环境恶劣,地面温差较大,电子元器件处于高温或极低温度状态下运行大大缩短了电子元器件的使用寿命,导致数据采集及存储上发生问题。
因此需安排专项负责人员,增加设备保养次数,保证设备正常运行,延长设备的使用周期[1]。
现场技术人员需掌握故障排查、设备维护、数据连接、数据处理等技术要点,对设备安装情况、故障排查及维护情况有详细的记录,并能及时提供所需时间段数据。
数据回放要及时,连接数据要准确,尽量减少不必要的数据损坏情况,保证数据的完整性,结合开、关井情况并对压恢、压降数据段数据及时处理,对重点测试层阶段数据有针对性地分析解释。
第2章 压力检测PPT课件
电容式差压变送器采用差动电容作为检测元 件,主要包括测量部件和转换放大电路两部分。
电容式压力变送器是20世纪70年代初由美国 公司研发。结构简单、过载能力强、可靠性好、 精度高、体积小。
定极板 被测压力
C
d
ε——电容器极板间绝
弹性元件 缘介质的介电常数,F/m A——电容器两平行板
覆盖的面积,m2
3- 扇形齿轮 8 – 调整螺钉
弹簧管是一 根弯成270°圆弧 的椭圆或扁圆截 面的空心金属管, 管子的自由端B 封闭,并连接拉 杆及扇形齿轮, 带动中心齿轮及 指针。
基本测量原理
在被测压力 p 的作用 下,弹簧管的椭圆或扁圆 形截面趋于圆形,圆弧状 的弹簧管随之向外扩张变 形。
自由端B的位移与输
随着电能应用的不断拓展以电能为介质的各种电气设备广泛进入企业社会和家庭生活中与此同时使用电气所带来的不安全事故也不断发生定极板弹性元件动极板被测压力电容器极板间绝缘介质的介电常数a电容器两平行板覆盖的面积md两平行板之间的距离mc电容量f随着电能应用的不断拓展以电能为介质的各种电气设备广泛进入企业社会和家庭生活中与此同时使用电气所带来的不安全事故也不断发生中心膜片变形位移电容量变化是大气压时为压力传感部件
二、压阻式压力传感器
利用半导体材料的压阻效应将压力转换为电信 号。
压阻效应——受压时电阻率发生变化。 如图是一种半导体测压传感部件。
在杯状单晶硅膜片 的表面上,沿一定的晶 轴方向和位置扩散着四 个长条形电阻。
半导体扩散电阻在受应力作用时,材料内部晶格 之间的距离发生变化,使禁带宽度以及载流子浓度和 迁移率改变,导致半导体材料电阻率ρ发生强烈的变化, 其灵敏度约比金属应变电阻高100倍左右。
测压关系:
2021年压力检测及仪表的内容培训资料PPT课件
c、管内压力不为零。 (2)二次放大原理
弧放大
角放大
二次放大是通过扇形齿轮和中心齿轮实现的。
i、弧放大
α
L b
a ΔX
Δ X为弹簧管产生的位移量 L为放大后的位移量
Lb Xa
L=
b a
x=K1
ii 角放大 角放大是通过扇形齿轮和中心齿轮实现的。
这样不管是被测压力变化还是环境温度变化,均 可以使r1变化,必然要产生测量误差。要想保持应变 片电阻与被测压力的单值对应关系,必须要消除环境 温度对应变片电阻的影响,因此要对r1进行温度补偿。
将r2接在与r1相邻的桥 臂上。由于r2与r1的材 料、几何形状相同,
当环境温度t变化时, 由温度变化产生的 电阻变化相等,因 而会相互抵消。
电气式压力计
霍尔式 应变片式 扩散硅式
力平衡式 电容式 智能式
另外还可用测量范围分类 压力表、微压计、真空表。 用精度等级分类 精密表、标准表、工业用表
用安装及指示特点分类 基地式(现场)压力表、远传 压力表、 指示型压力表、记录 型压力表等。
1、液柱式压力计
根据流体静力学原理,将被测压力转换成液柱 高度进行测量。 结构形式:U型管压力计、单管压力计、斜管压力 计等。
因此可以用工作液的液位高度H 表示压力P的大小。
U型管压力计可以用来侧压力P 也可以用来测差压 ΔP=P-PA 由于U型管压力计存在二次读数问题,我们可以用单管 式压力计。
(2)单管式压力计
P=PA+gh g(h1 h2 )
PA=0
h1+h 2 h 2
P=gh gh2
(3)斜管式压力计
P=gh2 gLsin
永久式压力测量系统分析
第6页/共24页
4.2 井下安装方式
4.2.2仪器的固定 仪器的固定有两种方式:一种是固定在筛管内;
一种是固定在油管外壁上。 筛管中固定时带有减震装置;油管外壁固定采
器和一个温度传感器。 印制板中的元器件均选用军品级封装,压力传感器和
温度传感器均选用高性能原装进口传感器。其中压力 传感器选用本行业顶尖品牌—美国Kulitte传感器。
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并在生产环节中经过所有器件都进行了严格的高温老 化筛选,每支出场仪器均进行了高温环境性下的稳定 性检验。
通讯方面采用三芯电缆,任何一个缆芯均可和任何一 个印制板联通,切换方便可靠。
用专用油管短节,这种专用油管短节外壁上设计有仪 器固定装置。
两种方式功能相同,分别适用不同的测井电缆。
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4.3 井下安装方式示意图—筛管安装
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4.3 井下安装方式示意图—油管外壁安装
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第五章:技术特点
本套系统的稳定性和可靠性为本套系统最大特点,所有设 计也是主要围绕这个要求进行的,具体技术特点如下: 5.1井下系统电器方面可靠性设计组成: 印制板采用两套,并且每套配置一个独立的压力传感
信号传输和仪器供电采用φ8.0mm的三芯双铠装电缆。
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第三章:技术指标
3.1 井下压力计 工作温度: -40℃~150℃ 压力测量范围:0~60MPa 压力测量精度:<0.1%满量程 温度测量范围:-40℃~155℃ 温度测量精度:±0.5℃ 最小采样间隔:1秒 连续工作时间:>2年 3.2 地面控制器
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监测仪器托筒 无线通信天线
电池组
温压传感器 检测电路仓
结构特点: 1、可配接于生产管柱的任何部位 2、不影响油井正常生产和测试 3、耐高温、高压且密封性良好
主要功能: 1、智能采集功能 2、存储备份功能 3、无线通信功能
电泵井施工工艺
测量装臵的下井 测量装臵采集压力 下数据回读仪 数据回读仪定位 井下数据无线交换 测量数据上传地面 起出数据回读仪
自喷井施工工艺
电缆
井 下 长 期 压 力 监 测 技 术
井下测量装臵1
测量装臵的下井
下井测量装臵采集 压力等参数 油管内下回读仪 数据回读仪定位 井下数据无线交换
封隔器
井下测量装臵2 封隔器
油层
油层
井下测量装臵3
测量数据上传地面 起出数据回读仪
1、井下测量装臵结构
油管接头
井 下 长 期 压 力 监 测 技 术
系统构成 单 芯 传 输 压 力 监 测 技 术
计算机采集系统
地面接口箱
井口密封穿透装置
电缆保护 器
铠装电缆
电缆支撑 架
托筒
电缆头 压力计
井下压力计主要技术指标:
1 2 传感器类型 压力量程 硅-蓝宝石 0-50 MPa
3
4 5 6 7 8
压力精度
压力分辨率 压力漂移 温度量程 温度精度 温度分辨率
技术特点
无 线 数 据 交 换 压 力 监 测 技 术
1、 其井下压力测量短节,采用新型超低功耗检测
电路及结构设计,在井下工作时间更长,从而达到长期 在井下监测压力的目的。
2、 采用井下无线数据交换技术,可在不停产、不
动管柱情况下随时取出压力监测数据。
无 线 数 据 交 换 压 力 监 测 技 术
无 线 数 据 交 换 压 力 监 测 技 术
测试系统构成
计算机系统 地面控制仪表 电缆
无线通信
井下 测 量 系统
无线数据交换 系统 数据存储系统
编码传输 系统 无线数据 交换系统
数 据 回 读 仪器
参数测量系统
深度定位 系统
无 线 数 据 交 换 压 力 监 测 技 术
由于油水井管柱结构的差异,对于井下 压力测量系统,分别设计了适用于抽油机 井、自喷井的井下压力监测装臵:
井 下 长 期 压 力 监 测 技 术
水 井 井 下 长 期 压 力 监 测 技 术
井下测量装臵技术指标
1、温度测量范围:
2、压力测量范围:
0~125℃
0~60MPa±0.2%F•S
3、连续工作时间:
4、外部最大直径:
>12个月
120mm
5、内部通道直径:
62mm
无 线 数 据 交 换 压 力 监 测 技 术
技术特点
3、 地面控制仪表与井下压力测量短节的双向通
讯技术,使井下压力测量短节能按油藏技术人员需要, 实现压力恢复测试、等间隔压力监测等测试目的。
4、 该技术成本较低,能够满足陆上油田动态监
测的低成本需求。
汇报目录
引
言
单芯传输压力监测技术
无线数据交换压力监测技术 几点认识
1. 采用永久式压力监测系统,能长期连续监测井
存在问题
不 定 期 压 力 监 测 方 法 1、不定期测试导致资料间断,不完整,资料
连续性、可对比性较差,在生产实践中难以应用;
2.油井起泵测压一方面要增加作业成本,另 一方面测试值不能反映油井正常生产状态下井下 压力变化情况,压力资料的可靠性较差,并不能 真实反映地层压力。
永 久 式 井 下 压 力 监 测
下压力变化,改善不定期压力测试所带来的资料不完整 性。而且全过程的压力实时监测资料及历史资料,是油 藏工作者制定增产措施,提高油气产量和最终采收率的
认
识
重要依据。因此,永久式压力监测必将成为井下压力动 态监测的发展趋势之一;
电缆保护器
电缆在下井的过程中,将被 附在油管串并和管串一起下入井 中。为了可靠的把电缆固定在油 管串上,保护电缆在下井的过程 中不被损伤,我们通常使用电缆 保护器。它可以抗磨损和承受较 大的外部冲击力,保护电缆完全 不受到井下恶劣环境的损害;
应用条件
满足以下技术条件的生产井、注入井和 观察井中均可应用:
该方法是将压力计连接到生产管柱上一起下井,并
长期臵于井下,对井下压力长期实时监测的测试技术。
毛细管测压技术 PSI井下测温测压技术 PDMS永久井下压力监测技术
(1).毛细管测压技术
永 久 式 井 下 压 力 监 测
将充满液氮的专用毛细钢管绑在生产管柱下入 井中,井下压力由毛细管传至井口,在井口由高 精度的压力探头和变送器进行测量。
井下无线数据通信试验
90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 1
压力(MPa) 温度(℃)
现 场 试 验 曲 线
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11 (day)
90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 1
压力(MPa)
温度(℃)
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11 (day)
两次井下读取数据一致。
该方法一般用于监测井下单点压力变化,而且
毛细钢管需充满液氮,施工和维护工艺比较复杂
,操作不方便。
(2).PSI井下测温测压技术
永 久 式 井 下 压 力 监 测
该项技术是用于电泵抽油井的井下压力测量技术
,压力计组装在电泵上随电泵一起下井,它利用
电泵的高压直流电源作为井下压力温度测量电路
的工作电源,并且测量信号耦合在动力线上传输 到地面,再由地面仪表分离处理出压力温度信号 ,达到井下压力长期监测的目的。
井下无线通信 状态监控
读取井下压力 短节数据
设置井下压力
采样方式及步长
清井下压力
短节存储器
无 线 数 据 交 换 压 力 监 测 技 术
应用范围 永久井下压力监测系统可安装在生产 井、注入井和观察井中,对油气藏进行长 期动态监测。 •压力恢复测试 •压降测试 •监测电潜泵、螺杆泵、抽油泵上方 的液面 •监测电潜泵、螺杆泵、抽油泵泵效 •监测井下压力异常并帮助判断井下 故障
2、数据回读仪结构
电缆头
接箍定位器
检测电路舱
无线通信天线
接箍定位功能 无线通信功能
数据传输功能 可配接温度压力计
数据回读仪技术指标
1、工作温度:
0~125℃
2、工作压力:
3、通信误码率:
0~60MPa
<10-5
≤22mm
4、仪器外径:
3、地面控制仪表
无 线 数 据 交 换 压 力 监 测 技 术
数据传输波特率:>54KBPS;
通讯信号方式:RS-232 或 USB。
无 线 数 据 交 换 压 力 监 测 技 术
计算机 控制软件
串口
地面控制
过电缆
技术优势:对井 下工作状态由单 向固定设置发展 无线 数据回读 井下压力 为双向可控。
下井仪器
通信
通信
仪表
通信
测量短节
实现计算机对井下压力测量短节的控制
0.05% F•S
500Pa <1%/年 0 ~ 125 ℃ 0.5% F•S 0.02℃
9
外径
21mm
永久压力计是装在一个偏 臵托筒内下井的,偏臵托筒是 一截特制的油管,压力计托筒
附在外侧,压力计顶端与油管
外侧的电缆相连,将录取的信
息传送到地面。
井下部分:托筒
压力计托筒
仪器托筒的作用是防护压力计和电 缆头在下井过程的碰撞、挤压;结构 为特殊油管短节,内径与2寸半油管相 同,仪器固定在托筒外部,托筒最大 外径为100mm。
(3).PDMS永久井下压力监测技术
永 久 式 井 下 压 力 监 测
该监测系统是由加拿大先锋石油公司研制开
发,主要由井下和地面两部分组成,井下部分由
电子压力计、特殊电缆、电缆保护器组成。井
下部分绑在生产管柱一起下入生产井中,通过
压力计中高精度的传感器感应井下的压力和温 度,并将经过处理的压力、温度信号经电缆传
压力计电路元器件数量,提高电路的系统可靠性。
汇报目录
引言
国内井下压力监测现状
单芯传输压力监测技术
无线数据交换压力监测技术
几点认识
无 线 数 据 交 换 压 力 监 测 技 术
技术原理:
将无线数据通信技术,应用于井下永久式压力监 测装置中,在油水井正常生产状态下长期连续监测井下 生产状态,并能随时下入仪器获取测试数据,实现井下 生产全过程监测的目的。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
针对国内外压力监测的技术现状和发展趋势,
介绍两种新颖的压力监测技术:
单芯传输压力监测技术
无线数据交换压力监测技术
汇报目录
引言
国内井下压力监测现状
单芯传输压力监测技术
无线数据交换压力监测技术
几点认识
单 芯 传 输 压 力 监 测 技 术
技术原理
将多支压力计通过单芯铠装电缆连接,按设 计的测试点深度固定在相应油管上,随管柱下至 井下。然后地面仪表通过单芯电缆对所有井下压 力计供电,压力计将各自的测试数据通过电缆传 输给地面仪表及计算机,进行数据采集及显示。
井下永久式压力监测技术
汇报人: 姚 强
江汉油田分公司采油院
目录
引言
国内井下压力监测现状
单芯传输压力监测技术
无线数据交换压力监测技术
几点认识
引