針對(duì)井口機(jī)械壓力表測(cè)量誤差較大，壓力表及原油易被盜等問(wèn)題，研制成功井口防盜式電子壓力表。該壓力表分為一次儀表和二次儀表兩大部分。前者安裝在井口，僅留3個(gè)測(cè)試觸點(diǎn)；后點(diǎn)隨身攜帶，利用3個(gè)測(cè)試觸點(diǎn)測(cè)壓，測(cè)壓范圍0~20MPa，測(cè)量誤差為±1.5%，可存儲(chǔ)1000口油井的井口壓力。3臺(tái)試制的井口防盜式電子壓力表投入現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了快速、準(zhǔn)確地測(cè)量油井壓力數(shù)據(jù)，同時(shí)也能滿足現(xiàn)場(chǎng)惡劣外部環(huán)境下壓力表及原油的防盜需要.

在采油生產(chǎn)日常管理中，快速、準(zhǔn)確獲得生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是非常重要的。傳統(tǒng)的壓力資料獲取方法是在井口安裝機(jī)械壓力表，測(cè)量誤差較大，且壓力表易被盜，并從取壓口盜取原油。為了解決井口機(jī)械壓力表及原油被盜問(wèn)題，中原油田采油工程技術(shù)研究院與第四采油廠合作，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際及現(xiàn)代電子技術(shù)，于2000年開(kāi)發(fā)研制成功井口防盜式電子壓力表，獲得了較滿意的使用效果。

防盜思路與總體方案

目前測(cè)取井口壓力一般采用取壓“拷克”，進(jìn)行壓力測(cè)量時(shí)，安裝壓力表即可。由于外部環(huán)境的復(fù)雜，“拷克”常被破壞，并從此處盜取原油，故許多油井都不留取壓口。針對(duì)這種情況，決定采用電子壓力表解決快速安全測(cè)取壓力的問(wèn)題。電子測(cè)壓最主要的幾個(gè)環(huán)節(jié)是傳感器將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，放大電路放大該信號(hào)，最后通過(guò)處理電路讀取及存儲(chǔ)，完成壓力測(cè)量。由此可見(jiàn)，將傳感器及放大電路放在井口，埋置在管道內(nèi)，外部?jī)H留幾個(gè)測(cè)試觸點(diǎn)，即可實(shí)現(xiàn)防盜。

在井口防盜電子壓力表的思路確定后，關(guān)鍵的問(wèn)題是確定整個(gè)電子壓力表的總體技術(shù)方案。井口防盜式電子壓力表分兩大部分：一次儀表與二次儀表，屬硬件。一次儀表包括傳感器及放大電路；二次儀表包括電源及顯示、存儲(chǔ)、控制部分。一次儀表安裝在井口，僅留3個(gè)測(cè)試觸點(diǎn)；二次儀表則隨身攜帶，利用3個(gè)測(cè)試觸點(diǎn)測(cè)壓，安全可靠。

1.一次儀表選型

傳感器及放大電路封裝外露觸點(diǎn)如圖1所示(圖中1、2、3為測(cè)試觸點(diǎn)，0為定位爪）。

選用電阻式應(yīng)變傳感器，其優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，精度高；線性度好，靈敏度高；滯后和蠕變都較小，疲勞壽命長(zhǎng)；容易與二次儀表相匹配，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化�？紤]尺寸及信號(hào)穩(wěn)定的需要，選用LM358運(yùn)算放大器放大信號(hào)。該運(yùn)算放大器優(yōu)點(diǎn)是：?jiǎn)坞娫垂╇�；可穩(wěn)定輸出0~5V電壓；放大增益及抗干擾性好。經(jīng)認(rèn)真考慮，將傳感器及放大電路封裝在標(biāo)準(zhǔn)堵頭中，雖然調(diào)試不便，但整體安裝、拆卸方便，外部?jī)H留3個(gè)接觸點(diǎn)，防盜性好，能很好地滿足現(xiàn)場(chǎng)需求。

2.二次儀表選型

采用2節(jié)9V電池并聯(lián)作為電源選用小尺寸液晶顯示板；采用成品化機(jī)殼；使用薄膜鍵盤，5個(gè)鍵為：預(yù)置、回放、定位、置數(shù)和測(cè)量，基本滿足測(cè)試需要。二次儀表電路部分的原理如圖2所示。圖中ADC0809為A/D轉(zhuǎn)換器，將從一次儀表獲得的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)；AT8951為低耗高性能單片機(jī)；2864為E2PROM電可擦寫(xiě)存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)程序及測(cè)試數(shù)據(jù)。

3.軟件編制

軟件共分幾個(gè)大的模塊：初始化模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、顯示控制模塊、按鍵控制模塊、存儲(chǔ)控制模塊、回放控制模塊和故障處理模塊。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜環(huán)境，為避免偶然因素影響程序正常工作，添加軟件陷阱“軟件看門狗”，使偶然跑飛的程序能夠很快回到工作狀態(tài)。圖3為軟件程序流程圖。

4.調(diào)試

(1)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)將堵頭安裝在管線上，對(duì)管線加壓，并變換壓力5~6次，每次持續(xù)12h以上，測(cè)壓，檢驗(yàn)儀器性能。

(2)調(diào)整實(shí)驗(yàn)室溫度進(jìn)行連續(xù)測(cè)壓。

(3)二次儀表開(kāi)機(jī)，并連接一次儀表，不停歇測(cè)壓，直至電池電量耗凈.

5.性能特點(diǎn)及技術(shù)指標(biāo)

井口防盜式電子壓力表的性能特點(diǎn)：能測(cè)長(zhǎng)期靜態(tài)高壓；耐腐蝕；具有防盜性；質(zhì)量輕，攜帶方便、易操作；性能穩(wěn)定，可靠性高，可存儲(chǔ)1_口井的井口壓力。技術(shù)指標(biāo)：測(cè)量范圍0~20MPa；測(cè)量誤差為±1.5%測(cè)量介質(zhì)環(huán)境溫度為-10?+70=€供電電源DC9V。

結(jié)束語(yǔ)

3臺(tái)試制的井口防盜式電子壓力表投人現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，取得了積極成果。該壓力表現(xiàn)場(chǎng)安裝方便，測(cè)試簡(jiǎn)單，安全可靠，基本上達(dá)到了研制的目標(biāo)。

井口防盜式電子壓力表的成功開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了快速、準(zhǔn)確地測(cè)量油井壓力數(shù)據(jù)，同時(shí)也能滿足惡劣外部環(huán)境下壓力表及原油的防盜需要。