鉆井儀表基礎(chǔ)知識(shí)課件

鉆井儀表一、鉆井儀表的在鉆井作業(yè)中的意義二、鉆井儀表的發(fā)展1.初級(jí)階段2.80年代MWD、LWD3.現(xiàn)在綜合測(cè)量及自動(dòng)監(jiān)控三、鉆井儀表的組成傳感器、信號(hào)接口、數(shù)據(jù)傳輸（發(fā)射與接收）、數(shù)據(jù)處理、控制系統(tǒng)和顯示器CRT、打印機(jī)記錄儀等。四、主要內(nèi)容1.儀表的基本概念2.鉆井儀表的參數(shù)測(cè)量3.鉆井中常用的鉆井儀表（重點(diǎn)：指重表和測(cè)斜儀）緒論第一章鉆井儀表基礎(chǔ)知識(shí)儀表的定義：是指在某個(gè)過(guò)程或系統(tǒng)中能夠進(jìn)行感應(yīng)、測(cè)量、傳遞和顯示、調(diào)節(jié)的設(shè)備。組成：①自動(dòng)檢測(cè)儀表②自動(dòng)顯示儀表包括各種模擬量和數(shù)字量的電子式、氣動(dòng)式或液動(dòng)式指示、記錄和積算儀表以及圖像顯示以、工業(yè)電視。③集中控制儀表④自動(dòng)調(diào)節(jié)儀表⑤自動(dòng)執(zhí)行器（調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)閥或開關(guān)）第一節(jié)儀表概述第三節(jié)測(cè)量的單位與量綱基本量——基本單位導(dǎo)出量———導(dǎo)出單位舉例：力質(zhì)量×加速度kg.m/sP=———=———————=—————面積面積m=N/m=Pa222第四節(jié)測(cè)量過(guò)程和測(cè)量誤差一、測(cè)量過(guò)程是指被測(cè)量參數(shù)與其相應(yīng)的測(cè)量單位進(jìn)行比較的過(guò)程。二、測(cè)量誤差誤差分類：①系統(tǒng)誤差②疏忽誤差③偶然誤差誤差的表示方法①絕對(duì)誤差=∣測(cè)量值—真實(shí)值∣

絕對(duì)誤差③相對(duì)誤差=——————真實(shí)值第五節(jié)測(cè)量?jī)x表的品質(zhì)指標(biāo)用來(lái)衡量測(cè)量?jī)x表好壞的品質(zhì)指標(biāo)有：準(zhǔn)確度、恒定度、靈敏度、時(shí)間常數(shù)和阻尼時(shí)間。一、準(zhǔn)確度（精度）在測(cè)量過(guò)程中，因儀表引起的誤差叫儀表誤差。它也用絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差來(lái)表示。絕對(duì)誤差=a—ba—b相對(duì)誤差=————b式中a——測(cè)量是標(biāo)的示值b——標(biāo)志儀表的示值評(píng)價(jià)一臺(tái)儀表僅憑絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差是不夠的。因?yàn)榱砍滩煌词褂型粋€(gè)絕對(duì)誤差也可能有不同的準(zhǔn)確度。為了更好地反映儀表的準(zhǔn)確度，應(yīng)該采用相對(duì)百分誤差。0.5a-b相對(duì)百分誤差=————————————×100%標(biāo)尺上限值—標(biāo)尺下限值式中a——被測(cè)參數(shù)的測(cè)量值；b——被測(cè)參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值。實(shí)際上國(guó)家規(guī)定：用儀表的最大百分誤差，用儀表的最大相對(duì)百分誤差，去掉%后的數(shù)值——就是儀表的精度等級(jí)，常用

和等符號(hào)標(biāo)在儀表板面上。我國(guó)常用儀表的精度等級(jí)如下：Ι級(jí)標(biāo)準(zhǔn)儀表：0.005,0.02，0.05；Ⅱ級(jí)儀表：0.1,0.2,0.35，0.5；一般儀表：1,1.5，2.5，4.0。另外，儀表的基本誤差，是指儀表在正常工作條件下的最大相對(duì)百分誤差。儀表的附加誤差，是指不在規(guī)定的正常條件下使用，由于外界條件的影響引起的額外誤差。

1.5三、測(cè)量?jī)x表的靈敏度與靈敏限靈敏度的表示：用儀表輸出的變化量（與指針的線位移或角位移）△α與引起的此變化的被測(cè)參數(shù)是的變化量△x之比來(lái)表示?！鳓领`敏度=———△x靈敏限（也稱始動(dòng)靈敏度），是指能引起儀表指針發(fā)生動(dòng)作的被側(cè)參數(shù)的最小變化量。通常，儀表的靈敏限數(shù)值不大于基本誤差絕對(duì)值的一半。四、測(cè)量?jī)x表的反應(yīng)時(shí)間當(dāng)儀表進(jìn)行測(cè)量時(shí)，可以觀察到儀表顯示的被測(cè)參數(shù)值總要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間以后，才能準(zhǔn)確地指示出來(lái)，這是因?yàn)閮x表本身存在一個(gè)反應(yīng)時(shí)間的緣故。有兩種情況（分析并舉例）：①②一臺(tái)儀表能不能盡快地反映出被測(cè)參數(shù)來(lái)，也是很重要的品質(zhì)指標(biāo)——儀表的動(dòng)態(tài)特性。儀表的反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)短，表示了儀表動(dòng)態(tài)特性的好壞。為了衡量?jī)x表的動(dòng)態(tài)特性，對(duì)于上述兩種情況，采用了方法。對(duì)應(yīng)的第一種情況用“時(shí)間常數(shù)”來(lái)衡量，對(duì)于第二種情況則用“阻尼時(shí)間”來(lái)衡量。時(shí)間常數(shù)——是指被測(cè)參數(shù)值在發(fā)生階躍變化后，儀表指示值達(dá)到參數(shù)變化值的63.2%時(shí)所需要的時(shí)間。儀表不能立即反映客觀實(shí)際變化的上述情況——儀表的滯后現(xiàn)象。阻尼時(shí)間——是指從對(duì)儀表突然輸入一個(gè)標(biāo)尺一半的相應(yīng)參數(shù)值開始，到儀表指示值與輸入?yún)?shù)值之差，為該標(biāo)尺范圍的1%時(shí)所需要的時(shí)間。第七節(jié)鉆井儀表的分類及構(gòu)成一、鉆井儀表的分類1.按所用動(dòng)力

①液動(dòng)儀表如泵壓、指重表；②電動(dòng)儀表如電動(dòng)轉(zhuǎn)速表、電動(dòng)壓力變送器；③氣動(dòng)儀表如氣動(dòng)記錄儀等。2.按用途

各種鉆井參數(shù)測(cè)量、檢測(cè)儀表等。3.按自動(dòng)化程度①單參數(shù)檢測(cè)儀表②成套鉆井參數(shù)測(cè)量?jī)x表③用微機(jī)控制的鉆井?dāng)?shù)據(jù)記錄儀④鉆井?dāng)?shù)據(jù)集中遙測(cè)和分析系統(tǒng)二、鉆井儀表的構(gòu)成鉆井儀表系統(tǒng)構(gòu)成：傳感器（一次儀表）、信號(hào)處理器（放大器、校正器）、顯示儀、微機(jī)、打印機(jī)、報(bào)警器。二、鉆井儀表的構(gòu)成1.傳感器（一次儀表）其功能：①能夠感受待測(cè)參數(shù)的變化；②能夠變換和傳輸參數(shù)。傳感器的信號(hào)來(lái)源于鉆機(jī)的三大系統(tǒng)：①循環(huán)系統(tǒng)：鉆井液密度、鉆井液出口溫度、鉆井液出口流量、地面鉆井液體積、泵壓及其超壓停泵報(bào)警裝置、泵排量。②吊升系統(tǒng)：指重、鉆壓、進(jìn)尺、防碰天車和防墩轉(zhuǎn)盤裝置、自動(dòng)送鉆裝置。③旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)：轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)盤扭矩等。2.信號(hào)處理器功能包括：信號(hào)放大、校正、阻尼、濾波、數(shù)模轉(zhuǎn)換。3.顯示和記錄。4.微機(jī)功能：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析分析、運(yùn)算、下達(dá)指令。5.控制調(diào)節(jié)裝置和報(bào)警器。第八節(jié)傳感器一、概念從廣義上講，凡是能夠感受一切形式的激勵(lì)，如溫度、壓力、流量、光、聲、電、波等等的變化，并能把這些變化轉(zhuǎn)變成對(duì)信號(hào)收集系統(tǒng)有用的輸入信號(hào)，如電壓、電流等的所有裝置都可以稱為傳感器。其中，能夠把所有信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)的傳感器，是應(yīng)用最廣泛的一種傳感器——也叫作“電子敏感元件”其工作原理：物理學(xué)中的聲光電磁原理。二、分類1、基本型：熱敏、光敏、磁敏、力敏、濕敏和氣敏等6種。2、應(yīng)用型：電壓敏、靜電敏、射線敏、色敏、視敏、觸敏、思敏、味敏等9種。三、力敏元件可以測(cè)量的物理量有：力、壓力、加速度、速度、扭矩、位移、振動(dòng)、流量，等等。1.力敏元件的分類：①電阻式：電位計(jì)式、金屬應(yīng)變計(jì)式、熱絲計(jì)式、半導(dǎo)體壓阻式。