电子式井下压力计校准过程中的问题浅析

王 卓

(大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司 黑龙江 大庆 163153)

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电子式井下压力计校准过程中的问题浅析

王 卓

(大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司 黑龙江 大庆 163153)

针对国家能源局发布的SY/T 6640-2012电子式井下压力计校准方法在应用中存在的问题，对电子式井下压力计校准过程中的回程误差、最大允许误差公式和转换头等问题做一探讨分析，发现回程误差的大小同压力计本身和检定装置有关。最大允许误差公式的分母为校准时的最大电压更符合要求。规范统一转换头可大大提高工作效率。

井下压力计；现场应用；最大允许误差；回程误差；转换头

0 引 言

目前国内各大油田使用较多的井下压力计分为机械式和电子式两种。电子式压力计中的存储式电子压力计，具有精度高、性能可靠、操作方便等特点，成为大庆油田使用最多的一种压力计。在油田的油水井压力测试中，绝大部分使用的是电子式井下压力计，所测数据的准确程度直接由其性能所决定，对其进行正确的校准就显得非常重要。

2012年3月1日实施的新标准，压力计在现场测试校准过程中发现了许多问题。根据实际情况，有必要对压力计的校准方法等方面的内容进行分析研究，以便采取措施，提高井下压力资料录取的准确性。

SY/T 6640-2012校准方法规定了六项校准项目，分别由外观检查、振动冲击检查、示值误差、零点漂移、回程误差和鉴别力(阈)等组成。本文针对校准过程中回程误差、最大允许误差公式和转换头等问题做一简要分析。

1 回程误差校准

SY/T 6640-2012中规定回程误差可利用示值校准的数据进行计算。每次同一校准点上的正、反行程示值之差的绝对值不大于仪器的最大允许误差，电子压力计准确度等级见表1。

表1 电子压力计准确度等级

研究表明仪器的回程误差与检定装置有关。同一支电子式压力计在校准环境相同，检定装置不同时测得回程误差有差别。大庆油田测试技分公司第五大队现有三种不同型号的检定装置，分别是北京永旭压力计检定装置(SL-APGC-060CA)、沈阳大通公司生产的型号DTYJ-2000和型号DTYJ-2010。

1)北京永旭压力计检定装置：

采用现代计算机控制技术和精密气动元件组成机械手自动加减砝码。该套装置采用国际先进的数字伺服控制系统驱动丝杠旋转调节压力。通过计算机监测活塞位置的变化，实时监控压力加减和稳定情况，将信号反馈给计算机显示。先进的PID控制调节技术自动调节和控制。该装置压力控制和温度控制在同一软件平台上，设置必要的参数后，可由软件自动拟定仪器标定过程，实现标定过程的自动化。

2)沈阳大通压力计检定装置：

标准压力值的提供不需要砝码，而是计算机根据所设压力值调控数字伺服控制系统驱动丝杠旋转推拉活塞调节压力，高精度压力传感器记录压力值并反馈给计算机，计算机根据压力值调节丝杠的旋转方向及速度，直到所提供的压力值满足精度要求为止。

实验通过相同型号压力计、相同校准环境在不同检定装置上的回程误差对比，发现回程误差与检定装置有关。所用的被校准压力计型号为GNR/P-DM，压力计的压力测量范围为0～60 MPa，准确度等级为0.05级。校准时的校准温度为80℃、环境湿度为52%RH、环境温度20℃，校准结果如图1、图2所示。

图1 GNR/P-DM压力计在三种不同检定装置上的示值误差曲线

图2 GNR/P-DM压力计在三种不同检定装置上的回程误差

图1 为GNR/P-DM型压力计在三种不同检定装置上的示值误差曲线图，图中横坐标为标准压力值(MPa)，在三种检定装置上取6个相同的压力点(0MPa、8.5 MPa、16.5 MPa、24.5 MPa、32.5 MPa、40 MPa、)，纵坐标为示值误差(MPa)。从图中可以明显看出，GNR/P-DM型压力计在三种检定装置上的示值误差均符合行业标准，属合格产品。

图2 为GNR/P-DM型压力计在三种不同检定装置上测得的回程误差曲线图，从图中可以看出，按照SY/T 6640-2012行业标准，此装置在检定装置为北京和DT-2010上是不合格的，在检定装置为DT-2000上检定是合格的。说明井下压力计回程误差的校准与检定装置有关。校准合格与否不能单一考虑示值误差，还要考虑回程误差。这些特性通过压力计示值误差是不能看出来的。当示值误差符合要求时，回程误差不一定符合要求，上述现场的实际数据说明新标准添加回程误差这个检定项目具有必要性。

2 最大允许误差公式的讨论

SY/T 6640-2012中规定公式(1)计算电子压力计的最大允许误差，应符合表1的规定。

(1)

式中,

δ1为电子压力计最大允许误差，%；

Δmax为电子压力计所有压力校准点中绝对值最大的示值误差，MPa；

PFS为电子压力计测量范围的上限值，MPa。

然而在实际的校准工作中，最大允许误差的计算公式为公式(2)时更符合要求。

(2)

式中,Pmax表示校准时的最大电压，MPa。

新标准中规定：电子压力计的回程误差应不大于仪器最大允许误差的绝对值。公式(2)将公式(1)中的分母设置为校准时的最大电压而不是仪器测量范围的上限值，主要原因在于一般在校准时的最大电压为40MPa，厂家规定的测量上限一般为60MPa。如果厂家单方面提高压力计的测量上限，那么根据表1计算出的最大允许误差会变大，经校准压力计的回程误差会很容易满足要求。最大允许误差计算公式为校准时的40MPa更符合实际要求，井下的压强一般在30～40MPa之间，不会超过40MPa。当PFS>Pmax时，则计算出的δ1<δ2。如果根据公式(2)计算的最大允许误差结果符合表1的要求，那么根据公式(1)计算的最大允许误差也一定符合表1的要求。因此建议最大允许误差公式应设置为精度与最大校准误差的乘积。

3 压力计转换头问题

压力计转换头是用来连接校验仪与被校验仪表的连接体，由于各种压力仪表的螺纹接口尺寸多种多样，正常配置的压力接头不能适应多种接口的连接，不同的螺纹规格配用不同的转换接头，因此对压力计转换头的规范化很必要。

五大队现有压力计共计70多支，分别来自5个生产厂家。这些压力计接头有内螺纹和外螺纹之分，其尺寸也各不相同。造成了校准时连接压力计和检定装置转换头的多样化。如图3所示为第五大队现自用压力计转换头。

图3 第五大队自用压力计转换头

在每次校准时，需要根据不同的压力计更换相应的转换头。转换头的多样化，大大降低了劳动效率。与此同时，也增加了校准的成本。统一规范后，便可为企业节省很大一部分支出。频繁的更换转换头对安全性还有很大的影响，有时会对检定装置接口的螺纹造成损坏，降低了检定装置的使用寿命。可见对压力计转换头进行规范化是非常必要的。转换头规范化后，会有很多好处。首先可以提高工作效率，其次可以大大降低成本，再次会有更高的安全性和准确性。

4 结束语

本文发现压力计校准时回程误差的大小除了和压力计本身有关，也和检定装置有关。同时证明了新标准校准时计算回程误差的必要性；最大允许误差公式的分母为校准时的最大电压更符合要求；在现场实际应用中，压力计的转换头规范后，可以大大提高工作效率、降低生产成本，提高检定工作的可靠性和成功率。

[1]ST/T6640-2005，电子式井下压力计校准方法[S].

[2]ST/T6640-2012，电子式井下压力计校准方法[S].

[3] 贾向东,刘国权,董斌.高分辨率石英压力计在生产测井中的应用[J].石油仪器,2008,22(6):18-19.

[4] 张宝荣.迟滞误差在压力计校准中的应用[J].石油仪器,2013,27(6):19-22.

[5] 陈明.高温高压地层电子压力计测试工艺探讨与应用[J].石油仪器,2011,25(6):40-42.

Analyses of the Problems in the Process of Electronic Downhole Pressure Gauge Calibration

WANG Zhuo

(DaqingLoggingandTestingServicesCompany,Daqing,Heilongjiang163153,China)

In view of the problems arising in the application of the SY/T 6640-2012 electronic downhole pressure gauge calibration method issued by the National Energy Administration, the paper discusses the return error, the maximum allowable error formula and the conversion head in the electronic downhole pressure gauge calibration process. It is found that the size of the return error is related to the pressure gauge itself and the test device. The denominator of the maximum permissible error formula is the maximum voltage at which calibration is carried out. To uniform standard conversion heads can greatly improve work efficiency.

downhole pressure gauge; field application; maximum allowable error; return error; conversion head

王 卓，男，1988年生，助理工程师，2010年毕业于黑龙江大学，现主要从事生产测井现场操作工作。E-mail：qhilbx@163.com

P631.8+1

A

2096-0077(2017)02-0081-03

10.19459/j.cnki.61-1500/te.2017.02.019

2016-11-15 编辑：马小芳)