油气井工程测量理论与方法3 1录井传感器

1.绞车传感器2.大钩负荷传感器3.扭矩传感器4.立压传感器5.套压传感器6.电扭矩传感器7.池体积传感器8.温度传感器9.电导率传感器10.密度传感器11.泵冲、转盘传感器12.流量传感器13.硫化氢传感器14.气体流量传感器录井传感器1绞车（深度）传感器1.1工作原理通过检测钻井过程中绞车转动所产生的角位移，自动识别转角的正反向。在传感器中安装有两个位移角度相差90的电磁感应开关，在其轴上安

装有20齿等距金属片，用以切割电磁

感应开关的磁力线，使开关输出脉冲。蓝色—电磁感应器金属齿片棕色为电源线蓝色为信号线棕色+输出脉冲AB90°1绞车（深度）传感器1.2性能指标1）工作温度：-25℃

～100℃。工作电压：+8VDC。动作响应开关频率：2000Hz。4)输出：80脉冲/圈。5)分辨率1脉冲。1.3

绞车传感器接线方法5芯插头输出引脚：脚1：棕（红）色—传感器A脚2：蓝（白）色—传感器A脚3：NC脚4：棕（红）色—传感器B脚5：蓝（白）色—传感器B1绞车（深度）传感器１.4绞车传感器现场安装方法

1)传感器安装在绞车滚筒的导气龙头轴端。2)卸下绞车滚筒轴端导气密封接头。3）将传感器用自备转换接头拧在轴端上。4）将气密封接头拧在转换接头上。5）将对接电缆插头接上。6）将绞车传感器的引线杆和气管固定。1.5传感器安装注意事项1）安装时要严格佩带安全防护用品。2）安装前通知技术员，确保天车处于静止状态。3）防止水直接接触传感器。4）连接电缆捆扎时应放有余量。5）发现绞车转动方向与显示大钩位置相反时，设置安全隔离栅上的SW1开关位置。6）安装时要按高空作业规程执行，定期检查，确保无松动。大钩负荷传感器22.1工作原理大钩负荷传感器是用来测量悬吊系统的负荷。它是将液压压力应变信号通过放大和电压与电流变换电路，将压力信号转换成4-20mA电流信号，传感器自身有调零(ZERO)和增益(RANGE)电位器。2.2性能指标1）工作温度：-40℃-85℃工作电压：24VDC测量范围：0-7Mpa精度：±0.25%输出：4-20mA大钩负荷传感器22.3现场安装现场安装时将传感器快速接头和悬吊系统的死绳固定器的加液快速接头相连即可。2.4注意事项安装时要严格佩带安全防护用品。安装时要通知钻井工程技术人员，安装后要供压检查不漏油。在接线时不要将+、-极接反。快速接头之间的油路应当畅通。安装前通知司钻，确保大钩静止且处于轻载状态接线方法扭矩传传感器33.2性能指标测量范围：0-50kN.m。测量精度：±0.25%FS。使用环境：-40℃-85℃。工作电压：24VDC。输出信号：4-20mA。3.1工作原理扭矩传感器由过桥轮张力变换器和压力变送器组成，用来测量钻井过程中转盘和钻杆之间的扭力。它将带动转盘的链条张力通过过桥轮张力变换器变为液缸压力，再由压力变送器变换成4-20mA的电信号。3.3现场安装1）打开转盘链条盒，在链条正下方的位置焊装一个固定过桥轮装置的平台，高度距离链条50cm。

2）安装过桥装置时，使轮子和链条平行，能使链条刚好和轮子的凹凸槽相吻合，将传感器底部的固定钢板装置固定。3）将压力变送器和过桥装置液缸的液压管线通过快速接头相联。4）将手动加油泵为液缸加液压油，使轮子和转轮链条接触，并刚好使链条绷直即可。传感器接线方法与大钩负荷传感器相同。扭矩传传感器3立管压力传感器44.2性能指标测量范围：0-40MPa

。测量精度：±0.25%FS。使用环境：-40℃-85℃。工作电压：24VDC。输出信号：4-20mA。4.1工作原理立管压力传感器是由压力隔离缓冲器和压力传感器组成，是用来测量立管中钻井液压力。首先钻井液通过隔离缓冲器将钻井液压力变换成液压油压力信号给压力变送器，再变换成电信号。立管压力传感器44.3现场安装拧下立管上堵头。将缓冲器的接头接上，用管钳拧紧密封。装上缓冲器，用大锤使其密封。4）用高压液压管线将压力变送器和缓冲器通过快速液压接头相连。5）把手动加油泵液压管线和压力变送器通过快速液压接头相连,打开缓冲器液压室排气孔,

为缓冲器充油，在排空其中空气后,关闭排气孔,继续为缓冲器充油使其中隔离套向中间鼓起。6）开泵试压时检查应无钻井液漏出,液压室无漏油。传感器接线方法与大钩负荷传感器相同。套管压力传感器55.2性能指标测量范围：0-70MPa

。测量精度：±0.25%FS。使用环境：-40℃-85℃。工作电压：24VDC。输出信号：4-20mA。5.1工作原理套管压力传感器是由压力隔离缓冲器和压力传感器组成，是用来测量套管中气体压力变换成液压油压力信号给压力变送器，再变换成电信号。套管压力传感器55.3现场安装拧下立管上堵头。将缓冲器的接头接上，用管钳拧紧密封。试压时检查应无漏气、液压室无漏油。传感器接线方法与大钩负荷传感器相同。电扭矩传感器66.2性能指标1）测量范围：0-1000A。2）测量精度：±0.25%FS。3）使用环境：-20℃-85℃。4）工作电压：24VDC。5）输出信号：4-20mA。6.1工作原理电扭矩传感器是根据导体周围的磁场大小来测量电流的大小，用于测量驱动转盘电机的电流变化来代表转盘扭矩变化。6.3现场安装1）将传感器按正确电流方向卡在驱动转盘直流电动机的电缆上即可。2）安装时通知电气工程师，确保安装方向正确。接线

方法池体积传感器77.2性能指标1）测量范围：0.25-5m。2）测量精度：±0.25%FS。3）使用环境：-40℃-60℃。4）工作电压：24VDC。输出信号：4-20mA。测量盲区：25

cm7.1工作原理钻井液池体积传感器是用来测定钻井液池内的钻井液液面的绝对深度。从换能器发射出一系列超声波脉冲,每一个脉冲由液面反射产生一个回波并被换能器接收，并采用滤波技术区分来自液面的真实回波及由声电噪声和运动的搅拌器叶片产生的虚假回波，脉冲传播到被测物并返回的时间经温度补偿后转换成距离。7.3现场安装在探头下方钻井液罐面预先割一直径约20cm圆孔，钻井液超声波传感器固定在金属支架上，距离钻井液罐面30cm高度。接线方法与立管压力传感器相同

温度传感器88.2性能指标1）测量范围：0-100℃。2）测量精度：±0.2%。3）使用环境：-20℃-100℃。4）工作电压：24VDC。5）输出信号：4-20mA。8.1工作原理钻井液温度传感器用来测量进出口钻井液的温度，传感器探头使用

Pt100℃铂电阻，将检测到的0

～100℃温度变化转化为100～138.5W

的电阻变化，转换为4

～20mA电流信号。接线方法与立管压力传感器相同8.3现场安装将温度传感器安装在钻井液的进/出口处；用螺丝固定传感器三联支架；用U型夹固定传感器杆。电导率传感器99.2性能指标测量范围：0-2000

ms/cm

。测量精度：±0.5%。使用环境：-25℃-70℃。工作电压：24VDC。输出信号：4-20mA。9.1工作原理电导率传感器利用电磁感应原理测量钻井液中的离子浓度，在接触钻井液部分采用环氧树脂封浇，耐腐蚀强，测量精度高，稳定可靠，重复性好。现场安装、接线方法与温度传感器相同10

密度传感器10.2性能指标测量范围：0

～

3

g/cm3。测量精度：±0.5%。使用环境：-25℃-70℃。工作电压：24VDC。输出信号：4-20mA。10.1工作原理钻井液密度传感器用来测量钻井液密度变化，利用点之间的压差与密度有关的原理测量密度。在传感器探头上有两个位置相对固定的法兰盘，当探头放入钻井液后，在两个法兰盘上产生一定的压力差，通过压力传递装置送给信号转换器，输出一定的电流信号。现场安装、接线方法与温度传感器相同泵冲、转盘转速传感器1111.2性能指标1）使用环境：-25℃-70℃。工作电压：8-24VDC。接近距离：≤20

mm。工作频率范围：≤20Hz。11.1工作原理传感器用来测量泵冲程，转盘转速。当金属物体靠近传感器时，使振荡回路Q值下降，以至停振，当金属物体离开时，振荡回路Q值上升，振荡起振。接线方法与温度传感器相同泵冲、转盘转速传感器11转盘转速传感器现场安装转盘转速传感器用传感器固定支架安装在转盘转动之处，调整感应平面和转盘带动的金属片距离≤20mm。泵冲传感器现场安装泵冲传感器用传感器固定支架安装在钻井液泵活塞处，调整感应平面和活动金属片

距离≤20mm。出口流量传感器1212.2性能指标1）测量范围：0-100%。流量范围：改变档板质量就改变量程，无绝对标定。使用环境：-20℃-80℃。工作电压：24VDC。输出信号：4-20mA。最大变化角度：4512.1工作原理出口流量传感器用来测量钻井液槽出口内钻井液流量。利用流体连续性原理和伯努力方程及档板受力分析，可得到流量和电位器转角变化阻值的函数关系。本传感器在使用时只研究相对变化，绝对流量有较大误差。出口流量传感器12接线方法与立管压力传感器相同12.3现场安装传感器安装在钻井液槽出口处，档板根据钻井液槽深度调整档板下放高度。安装前要先在钻井液导管正上方，割一长方形开口，大小按照传感器实际大小测量。硫化氢传感器1313.2性能指标1）环境温度：-20℃~60℃。2）环境湿度：10%

~

70%RH。工作电压：24V

DC。测量范围：0~100PPM。5）测量精度：满量程的±1PPM。6）信号输出：4~20mA。7）峰值响应时间：<50s。8）寿命：2-3年。13.1工作原理硫化氢检测器用于测量井口、仪器房等处空气中的H2S浓度含量。利用硫化氢中的氢硫离子产生的电化学反映原理来测量硫化氢的浓度变化。硫化氢传感器1313.3现场安装1）硫化氢检测器安装在仪器房内，串联在样品气进气管线中进行检测。2）硫化氢检测器开放式安装在井口处。3）硫化氢检测器开放式安装在钻井液震动筛下方钻井液池开口处。接线方法与立管压力传感器相同报警器安装在仪器房上1米高处气体流量传感器1414.2性能指标1）环境温度：-20℃~60℃。2）环境湿度：10%

~

95%

RH。工作电压：24V

DC。测量范围：0~1000M3/min。5）测量精度：满量程的±10%。6）信号输出：4~20mA。14.1工作原理用于测量欠平衡井气液分离器分离后的气体流量。当气体流经管线时，气体的压力和流速会产生次声波，气体传感器利用一对音叉来测量次声波的大小，通过次声波的大小变化测量气体流量的变化。气体流量传感器1414.3现场安装在欠平衡井气液分离器分离后的气体放空管线控制阀后2～3米处，与平面成45度角位置安装气体流量传感器。接线方法与立管压力传感器相同其它安装要求15一般现场安装1、在录井仪器房和振动