钻井仪表基础知识课件

钻井仪表一、钻井仪表的在钻井作业中的意义二、钻井仪表的发展1.初级阶段2.80年代MWD、LWD3.现在综合测量及自动监控三、钻井仪表的组成传感器、信号接口、数据传输（发射与接收）、数据处理、控制系统和显示器CRT、打印机记录仪等。四、主要内容1.仪表的基本概念2.钻井仪表的参数测量3.钻井中常用的钻井仪表（重点：指重表和测斜仪）绪论第一章钻井仪表基础知识仪表的定义：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。组成：①自动检测仪表②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以、工业电视。③集中控制仪表④自动调节仪表⑤自动执行器（调节机构、调节阀或开关）第一节仪表概述第三节测量的单位与量纲基本量——基本单位导出量———导出单位举例：力质量×加速度kg.m/sP=———=———————=—————面积面积m=N/m=Pa222第四节测量过程和测量误差一、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。二、测量误差误差分类：①系统误差②疏忽误差③偶然误差误差的表示方法①绝对误差=∣测量值—真实值∣

绝对误差③相对误差=——————真实值第五节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。一、准确度（精度）在测量过程中，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=a—ba—b相对误差=————b式中a——测量是标的示值b——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。0.5a-b相对百分误差=————————————×100%标尺上限值—标尺下限值式中a——被测参数的测量值；b——被测参数的标准值。实际上国家规定：用仪表的最大百分误差，用仪表的最大相对百分误差，去掉%后的数值——就是仪表的精度等级，常用

和等符号标在仪表板面上。我国常用仪表的精度等级如下：Ι级标准仪表：0.005,0.02，0.05；Ⅱ级仪表：0.1,0.2,0.35，0.5；一般仪表：1,1.5，2.5，4.0。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。

1.5三、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）△α与引起的此变化的被测参数是的变化量△x之比来表示。△α灵敏度=———△x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侧参数的最小变化量。通常，仪表的灵敏限数值不大于基本误差绝对值的一半。四、测量仪表的反应时间当仪表进行测量时，可以观察到仪表显示的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的缘故。有两种情况（分析并举例）：①②一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，对于上述两种情况，采用了方法。对应的第一种情况用“时间常数”来衡量，对于第二种情况则用“阻尼时间”来衡量。时间常数——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。仪表不能立即反映客观实际变化的上述情况——仪表的滞后现象。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。第七节钻井仪表的分类及构成一、钻井仪表的分类1.按所用动力

①液动仪表如泵压、指重表；②电动仪表如电动转速表、电动压力变送器；③气动仪表如气动记录仪等。2.按用途

各种钻井参数测量、检测仪表等。3.按自动化程度①单参数检测仪表②成套钻井参数测量仪表③用微机控制的钻井数据记录仪④钻井数据集中遥测和分析系统二、钻井仪表的构成钻井仪表系统构成：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。二、钻井仪表的构成1.传感器（一次仪表）其功能：①能够感受待测参数的变化；②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：①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、泵排量。②吊升系统：指重、钻压、进尺、防碰天车和防墩转盘装置、自动送钻装置。③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、分析分析、运算、下达指令。5.控制调节装置和报警器。第八节传感器一、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——也叫作“电子敏感元件”其工作原理：物理学中的声光电磁原理。二、分类1、基本型：热敏、光敏、磁敏、力敏、湿敏和气敏等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9种。三、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，等等。1.力敏元件的分类：①电阻式：电位计式、金属应变计式、热丝计式、半导体压阻式。