固井施工监测计量仪表现状及发展方向

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1、固井施工监测计量仪表现状及发展方向大庆钻探集团钻技公司汇报人:王彩梅一前言二固井施工监测计量仪表的现状三固井监测计量仪表的技术需求四结论和建议一前言固井作业是钻井工程中最为关键的一次作业，固井施工作业具有技术密集程度高、施工时间短、作业风险大、工程质量对后续工程措施影响程度大且难以补救的特点。固井施工作业过程中的监测计量仪表能对固井作业进行全过程的监测与计量，其作用十分重要。反映施工作业的参数，作业人员能根据监测参数，不断修正误差，保证作业按科学的设计完成。反映固井作业时的地下复杂情况，能够让作业人员及时发现作业隐患，采取有效的技术

2、措施，消除作业风险，保证作业成功。采集作业时的参数，并可以输出回放，技术人员能够进行固井作业后分析统计，提高固井施工技术水平。前言二固井施工监测计量仪表的现状1、三参数计量流量测量：研制并应用了新型涡轮流量计，具有体积小，结构简单，安装方便，抗震性能强等特点。采用单片机对低瞬时流量误差系数进行非线性补偿，提高了涡轮流量的测量范围及精度。在结构设计上，尽可能减少活动部件，对关键部件进行特殊热处理，从而延长了涡轮流量计的使用寿命，预计每只可使用300～500m3水泥浆。涡轮流量计放大器采用密封结构，杜绝了磁钢和线圈部分受水浸影响，由此引起

3、信号减弱将通过高性能集成电路放大器补偿。对放大器电路进行模块化处理，更具有极高的抗震性和可靠性，而且体积小，相当于分立元件的五分之一。密度测量：根据放射性同位素蜕变原理，研制了放射性密度计。放射性同位素在蜕变时，要放出γ射线，而γ射线在同物质相互作用时要被物质吸收，从而使其本身能量降低。物质的密度越高吸收的能量越强,当水泥浆密度越高时，γ射线穿过管线到达探头时，探头所接收的射线越弱。放射源探头固井施工监测计量仪表的现状当被测物质的密度在很小范围内变化时，密度测量可以近似地看成是线性的。当物质的密度在很大范围内变化时，系统采用了单片机处

4、理一次仪表信号，能够非常方便地对信号进行非线性补偿，该密度计测量范围可达0-2.5g/cm3，探头的作用是将接收的γ射线强弱变化转换成频率信号。传感器选用光电管形式结构,光电管形式则要求源强相对弱些，一般为10毫居里，减小了密度计的体积、提高了计量精度，虽然信号处理比较复杂，但体积小，精度较高，可以达到≤±0.01g/cm3。固井施工监测计量仪表的现状压力测量：采用陶瓷压力传感器，它具有很强的耐磨损、抗冲击特性，零点和量程正负迁移可调；采用信号剥离技术，对传感器温度漂移跟随补偿，稳定性好、线性度优于0.1％，陶瓷膜片特强的耐腐蚀特性，

5、与绝大多数的介质可直接接触，受温度影响极小，我们将其受力面做成平面结构，从而彻底消除堵塞现象发生。固井施工监测计量仪表的现状二次仪表：二次仪表是将信号转换为动态的固井施工参数显示终端。所有的元器件都采用高性能的军用器件，保证了仪表的稳定性。内部核心部件采用高性能的微处理器,对传感器信号的非线性进行智能化处理，除能实时显示固井施工动态参数外，还具有多种数据转存的功能，数据也可以通过通讯接口传入计算机。新型施工参数监测仪表数据接口、信号格式与目前在用的固井监测仪表采用统一规格，兼容上代产品。固井施工监测计量仪表的现状固井三参数检测仪表流量

6、放大器压力放大器密度放大器压力传感器流量传感器密度传感器固井施工参数监测二次仪表（显示施工参数）三参数仪表测量原理图在深井等大型固井施工中，施工指挥员必需在同一时间内掌握各关键环节的工作状况。可视化固井施工监测与指挥系统的原理是：将固井施工参数、施工关键点无线视频实时地传送到施工现场的指挥监控中心，同时计算机中央处理系统同步处理施工数据，并与设计数据进行对比分析，对各种施工事故预警，将指挥中心的信息和指令及时反馈给施工人员。使施工指挥员能随时掌握固井施工动态参数和现场施工状况，做到对参与施工的全员、全程的统一指挥。2、可视化固井施工监

7、测指挥系统固井施工监测计量仪表的现状钻台水泥头监视井口返出状态监视监控中心指挥系统施工现场监视施工参数／声讯手持终端固井综合数据采集三参数采集1#施工画面2#施工画面指挥信号指挥信号指挥信号3#施工画面声讯终端施工参数可视化固井施工监测与指挥系统结构设计数据对比分析软件可视化检测指挥系统组成与功能a固井施工参数与现场图像监测监视系统b监控中心指挥系统，该系统由指挥车、监控系统、视频监控软件组成。C数据声讯传输指挥系统d固井施工实时监测、模拟分析与智能指挥系统3、自动化计量检测装置为了保证固井施工参数监测仪表在使用过程中保证计量精度

8、，配套研制了仪表自动检测台。实现计量精度检测和自动化检测控制。流量计精度检测是在检测厂房设两个相同尺寸体积的3m3的水箱，用4台电动球阀和一台离心泵组成现场逻辑互联控制，整个控制过程由PLC控制系统实现。根据水箱的液位变