《钻井仪表的基本概念及分类及构成.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钻井仪表的基本概念及分类及构成.docx（7页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、钻井仪表的基本概念及分类及构成 仪表是指在某个过程或系统中能够进行感应、测量、传递和显示、 调节的设备。其组成包括：自动检测仪表；自动显示仪表（包 括各种模拟量和数字量的电子式、气动式或液动式指示、记录和 积算仪表以及图像显示仪、工业电视）；集中控制仪表；自动调 节仪表；自动执行器（调节机构、调节阀或开关）。一、钻井仪表的基本概念及测量参数1 .钻井仪表基本概念就是在钻井过程中对各种参数进行感应、测量、传输和调节的设 备及装置。钻井仪表的发展：从单一参数仪表到多参数仪表，从单纯的测量 到自动控制调节，从局部自动化到综合自动化。2 .钻井仪表的组成可分为三大部分：信号监测部分、信号转换部分、指示
2、和记录部 分。3 .钻井仪表的测量及控制参数（1 ）与钻井液有关的参数包括钻井液体积、固相含量、可燃气体含量、H2S含量、C02含量、钻井液密度、返出钻井液流量、泥浆池钻井液液面、钻井液温度、钻井液流变参数、电导率 等。(2)水力参数包括泵压、泵排量、立管压力、套管压力、喷 射速度、环空流速、泵冲数等。(3 )钻井参数包括钻压、转速、扭矩、钻速、进尺、井深、de指数、起下钻及钻进时间、井斜角、方位角、工具面方向、磁场 强度、地磁倾角、井下扭矩、振动强度、底层放射性、电阻率、 弯曲力矩向量、合力向量、井径、环空温度、空隙度等。二、钻井仪表的分类及构成1 .钻井仪表的分类(1 )按所用动力分为：液
3、动仪表，如泵压表、指重表；电动仪 表，如电动转速表、电动压力变送器；气动仪表，如气动记录仪 等。(2 )按用途 包括各种钻井参数测量、检测仪表等。(3)按自动化程度 单参数检测仪表；成套钻井参数测量仪表； 用微机控制的钻井数据记录仪；钻井数据集中遥测和分析系统。2 .钻井仪表的构成包括传感器(一次仪表)、信号处理器(放大器、校正器)、 显示仪、微机、打印机、报警器。(1)传感器(一次仪表)其功能：能够感受待测参数的变化； 能够变换和传输参数。传感器的信号来源于钻机的三大系统。循环系统。钻井液密度、钻井液出口温度、钻井液出口流量、地面钻井液体积、泵压及其超压停泵报警装置、泵排日 Mo 吊升系统。
4、指重、钻压、进尺、防碰天车和防墩转盘装置、 自动送钻装置。旋转系统。转盘转速、转盘扭矩等。(2 )信号处理器功能包括：信号放大、校正、阻尼、滤波、数 模转换。(3 )显示和记录。(4 )微机功能：数据存储、分析、运算、下达指令。(5 )控制调节装置和报警器。三、测量过程和测量误差1 .测量过程 是指被测量参数与其相应的测量单位进行比较的过程。2 .测量误差 误差包括：系统误差；疏忽误差；偶然误差。误差的表示方法 绝对误差二|测量值一真实值| 相对误差二绝对误差/真实值四、测量仪表的品质指标用来衡量测量仪表好坏的品质指标有;准确度、恒定度、灵敏度、 时间常数和阻尼时间。1 .准确度(精度)在测量
5、过程中，因仪表引起的误差叫仪表误差。它也用绝对误差 和相对误差来表示。绝对误差二a - b ;相对误差二(a - b ) /bo 式中，a为测量仪表的示值；b为标志仪表的示值。评价一台仪表仅凭绝对误差和相对误差是不够的。因为量程不同, 即使有同一个绝对误差也可能有不同的准确度。为了更好地反映 仪表的准确度，应该采用相对百分误差相对百分误差二(a-b)/(标尺上限值-标尺下限值)xlOO%式中a被测参数的测量值；b被测参数的标准值。我国常用仪表的精度等级如下。I级标准仪表0.005 , 0.02 , 0.05 ;n级仪表0.1 , 0.2 , 0.35 , 0.5 ;一般仪表1 , L5 , 2
6、.5 , 4.0。另外，仪表的基本误差，是指仪表在正常工作条件下的最大相对 百分误差。仪表的附加误差，是指不在规定的正常条件下使用， 由于外界条件的影响引起的额外误差。2 .测量仪表的恒定度恒定度常用变差来表示。变差是指在外界条件不变的情况下，用同一个仪表对某个参数进 行正、反行程测量时，其指示值间存在的差值。造成变差的原因 很多，如传动机构的间隙、运动部件的摩擦、弹性元件的弹性之 后的影响等。变差的表示：用同一仪表测量同一参数时，正、反行程示值间的最大绝对误差与该仪表标尺范围（即量程）之比的百分数来表示。变差二正反行程示值最大绝对误差/ （标尺上限值-标尺下线 值）X100%仪表的变差不得超
7、过其精度，否则应予检修。3 .测量仪表的灵敏度与灵敏限灵敏度的表示：用仪表输出的变化量（与指针的线位移或角位 移）”与引起此变化的被测参数的变化量AX之比来表示，灵 敏度二的/。灵敏限（也称始动灵敏度），是指能引起仪表指针发生动作的 被测参数的最小变化量。通常，仪表的灵敏限数值不大于基本误 差绝对值的1/204 .测量仪表的反应时间当仪表进行测量时，被测参数值总要经过一段时间以后，才能准 确地指示出来，这是因为仪表本身存在一个反应时间。一台仪表能不能尽快地反映出被测参数来，也是很重要的品质指 标仪表的动态特性。仪表的反应时间长短，表示了仪表动态 特性的好坏。为了衡量仪表的动态特性，对于上述两种
8、情况，采 用了方法。时间常数一一是指被测参数值在发生阶跃变化后，仪表指示值达 到参数变化值的63.2 %时所需要的时间。阻尼时间是指从对仪表突然输入一个标尺一半的相应参数 值开始，到仪表指示值与输入参数值之差为该标尺范围的1%时 所需要的时间。五、传感器1 .概念 从广义上讲，凡是能够感受一切形式的激励，如温度、压力、流 量、光、声、电、波等的变化，并能把这些变化转变成对信号收 集系统有用的输入信号，如电压、电流等的所有装置都可以称为 传感器。其中，能够把所有信号转变成电信号的传感器，是应用最广泛的一种传感器，也叫电子敏感元件。2 .分类(1)基本型 热敏、光敏、磁敏、力敏、湿敏和气敏共6种。(2)应用型 电压敏、静电敏、射线敏、色敏、视敏、触敏、思 敏、味敏等。3 .力敏元件 可以测量的物理量有：力、压力、加速度、速度、扭矩、位移、 振动、流量等。力敏元件的分类如下。电阻式：电位计式、金属应变计式、热丝计式、半导体压阻式。电容式：可变电容式、可变介质式。电感式：磁路式、磁阻式、差分变压器式、涡流式、磁致伸缩 式。