[其他]一种钻井压力测定仪

说明书

本实用新型属钻探施工方面力测量技术。

已知目前在全国钻探施工中，全部使用的是弹簧式压力计，或者是油压表，虽然也能粗略地反映井内压力变化情况，但是不能满足钻探新工艺的要求，其主要原因是：

1.仪表指针摆动幅度大（大于±100kg），读不出准确的数值来；

2.不能判断或指示内管到位和层位变化情况；

3.不能直观反映出加压、减压数值；

4.不能测定动态压力变化及冲洗液浮力、摩擦阻力等；

5.体积大，不便安装，并受安装位置限制；

6.弹性容易疲劳失效。

研制本实用新型的目的，旨在克服上述仪器的缺点，解决各种钻探施工中多年来无法解决的生产技术难题，改观钻探施工的落后局面。

本实用新型系采用半导体传感器为探头，由运算放大器、给定电路，积分电路，开关电路以及数字电路等构成的一种测量仪表。本实用新型的基本思路是，排除钻井内动态或静态的冲洗液浮力、摩擦阻力等非测量参量的影响，测定钻井内实际轴向压力及其与压

力相关的钻井参数。

本实用新型的工作原理如下：当传感器受力作用时产生变形（主要是伸长），将其机械物理变化量转换成电变化量，通过信号传输电缆送入测量仪表的输入端，由功能键控制，进行各种功能所需数值的加、减法运算和放大，显示被测变量值及运算结果。

传感器由本体、安全罩及连接螺栓三个部件构成。在本体上粘贴四个应变片（硅片）作为桥臂电阻，组成平衡桥。其平衡条件为：

R₁×R₃＝R₂×R₄

当传感器受力作用发生变形后，粘贴在本体上的硅片产生相应变形，其阻值产生相应的变化，从而失去了平衡条件，即：

R₁×R₃≠R₂×R₄

此时桥心输出电压信号，送至二次仪表中运算及测量显示。

本仪器使用的是高阻抗压力传感器，以适应钻探施工的需要，其优点是：

①    有利于信号远距离传输；

②    输出信号强，便于测量和排除杂波干扰；

③    工作电流小，降低功耗，可维持长时间工作，适合野外山区使用。

二次仪表由功能控制电路选择并控制三个低功耗运算放大器组成的双端加、减法器，经放大、量程选择，再通过模数转换后将数

字信号送入数字电路区动液晶显示器显示其结果。

在钻探施工中，各种岩石所需施加压力是不相同的，必须随着岩石种类的改变而改变。本实用新型通过标准电压，给定电路，粗、细旋纽调节，随时校正所需压力值，并储存在仪器中，使与测量信号进行比较和运算，显示其差值。

在钻探施工中，由于各种因素的干扰，使各种力变化的信号都交织在一起，所以必须鉴别检测有用的测量信号。根据实际测量分析，在钻探施工过程中，压力信号持续时间最长，远远大于0.6秒，而其它各种非测量信号的持续时间均小于0.5－0.6秒。本实用新型采用积分电路来抑制各种杂波信号，选取测量信号。

在金刚石钻进绳索取芯过程中，指示内管到位是生产中的关键，由于内管到位与井底相碰有一冲击波，本实用新型通过脉冲电路、获取这冲击波的瞬间变化值，经过放大，再由开关电路区动蜂鸣器发出音响，井示操作者。

本实用新型用途如下：

1.称重

功能键置于称重位置，钻具提离井底，此时仪器显示钻具全重。此数值为相对值，是测量其它数值的基础量，即：

钻具全重相对值＝钻具实际重量－冲洗液浮力－摩擦阻力

当钻具放到井底或者在实钻时，钻具全重的相对值即为井内轴

心压力。

2.加压钻进和减压钻进

当钻具全重相对值小于钻探技术规范中规定的轴心压力时，则需进行加压钻进；反之，则需进行减压钻进。

加压值＝轴心压力标准值－钻具全重相对值

减压值＝钻具全重相对值－轴心压力标准值

通过加、减压测定，可以随时校正井内压力，保持经常处在最佳压力下进行钻进，从而提高生产效率。这一功能对人造金刚石钻探新工艺尤为重要。

3.处理井内钻杆折断事故

按称重方法进行。首先测量出钻杆折断后的相对重量，即事故称重相对值，则：

脱落钻杆重量相对值＝钻具全重相对值－事故称重相对值

脱落钻杆实际重量＝脱落钻杆重量

相对值×比值

比值＝ (钻具全重的实际数值)/(钻具全重的相对值) ×100％