5. Калибровка и поверка каверномеров-профилемеров

При измерениях каверномерами и профилемерами в скважинах в качестве измеряемых параметров приняты следующие: расстояние между концами противоположных измерительных рычагов (для каверномеров с прижимными башмаками); среднее значение диаметра скважины, измеренное двумя парами взаимно перпендикулярных измерительных рычагов (для четырех рычажных каверномеров); расстояние от оси прибора до конца измерительного рычага (для скважинных профилемеров).

Каверномеры отличаются от профилемеров тем, что у профилемеров (радиусомеров) измерительные каналы созданы от каждого рычага, а у каверномеров (диаметромеров) испльзуются по два противоположных рычага попарно для каждого измерительного канала.

Современные каверномеры и профилемеры имеют типовые ГХ, поэтому градуировка не требуется. Регистрируется непосредственно диаметр или радиус в мм. Они подвергаются только периодической калибровке или поверке с оценкой только характеристик погрешности.

При калибровке в качестве эталонов используются измерительные кольца, концевые меры в виде «ромба» и «елки», установки с ручным управлением и автоматизированные установки.

Комплект эталонных измерительных колец предназначен для калибровки каверномеров и профилемеров и выполнен в виде набора стальных цилиндров, рис. 9.

Рис. 9. Фото комплекта 5-ти эталонных колец для градуировки

и калибровки каверномеров-профилемеров

К недостаткам измерительных колец относится то, что с их использованием не представляется возможным оценивать вариацию показаний (люфты) каверномеров, так как изменение диаметра при заправке рычагов каверномера в кольцо происходит только со стороны меньших значений. Устройства «Ромб» и «Елка» в виде концевых мер длины также не позволяют оценивать вариацию.

На рис. 10. показан общий вид установки УПК-1 для калибровки и поверки каверномеров и профилемеров.

Каверномер Узел крепления каверномера Блок эталонных колец Механизм поъема блока Эталонных колец Основание установки

Рис. 10. Общий вид установки УПК-1

для калибровки каверномеров

Она позволяет оценивать вариацию показаний каверномеров и профилемеров. В ней вращающийся блок эталонных колец, установленных в одной плоскости, имеет возможность рычагам каверномера и профилемера скользить по рабочей поверхности и плавно переходить с одного кольца на другое. При вращении в одну сторону рычаги поочередно переходят на одно и тоже кольцо со стороны меньших значений, а при вращении блока колец в противоположную сторону – со стороны больших значений. При этом разность показаний каверномера (профилемера) принимается за оценку вариации.

Однако такая установка обладает рядом недостатков, связанных с техническими трудностями при выполнении калибровочных работ. По мере раскрытия рычагов каверномера приходится приподнимать блок эталонных колец, чтобы рычаги не «выпрыгнули» из кольца большего диаметра. Поверхность эталонных колец изнашивается в результате трения о твердосплавные напайки на измерительных рычагах. Производительность такой установки весьма низкая.

На рис. 11 показана установка УАК-Кав-700 для автоматизированной калибровки каверномеров и профилемеров.

Каверномер Мачта Привод подъема каверномера Блок эталонных колец Основание

Рис. 11. Фото установки УАК-Кав-700 для автоматизированной

калибровки каверномеров и профилемеров.

Блок эталонных колец содержит 4 кольца, с внутренним диаметром 130, 300, 500 и 700 мм. Каждое кольцо в средней части рабочей поверхности имеет проточку глубиной 5 мм, обеспечивающую возможность оценки люфтов каверномеров и профилемеров (до 5 мм) при вертикальном перемещении.

С помощью подъемного устройства каверномер через неподвижный блок на мачте опускается в блок эталонных колец до упора. После раскрытия рычагов он медленно поднимается из блока эталонных колец, скользя рычагами по их рабочей поверхности. При этом выполняется запись выходных сигналов каверномера в файл через каротажный регистратор или другим путём.

После завершения измерений в блоке эталонных колец записанные значения выходного сигнала подаются на вход обрабатывающей программы.

Калибровка

Оценку основной абсолютной погрешности измерений в каждой i-той точке контроля (в каждом кольце) определяют по формулам:

- для профилемера

; (42)

; (43)

- для каверномера

; (44)

, (45)

где и - измеренные значения радиуса (показания) профилемера в i-той точке контроля при изменении радиуса со стороны меньших и больших значений; и - измеренные значения диаметра каверномера в i-той точке контроля при изменении диаметра со стороны меньших и больших значений; и - эталонное значение радиуса и диаметра в i-той точке контроля.

Форма «Сертификата о калибровке» профилемера ПФ-73 приведена в приложении 8.

Поверка

Каверномер (или профилемер) признается годным к применению, если в каждой точке контроля обе полученные оценки абсолютной погрешности не превышают нормированных значений, указанных в паспорте калибруемого прибора.

Если нормирована вариация показаний, то выполняют подтверждение соответствия поверяемого прибора метрологическим требованиям по вариации показаний, оценка которой не должна превышать нормированного значения, указанного в паспорте каверномера.

Краткие выводы.

1. Скважинные каверномеры и профилемеры имеют типовую градуировочную характеристику, поэтому не подвергаются периодической градуировке.

2. Применение измерительных колец и многозначных концевых мер для калибровки и поверки каверномеров (профилемеров) не позволяет оценивать их вариацию показаний и, соответственно, достоверно оценивать их погрешности при выполнении измерений.

3. Автоматизация калибровки и поверки каверномеров и профилемеров на базе блока эталонных колец с проточками на их рабочих поверхностях с возможностью их перемещения вдоль оси блока эталонных колец (как при измерениях в скважине) позволяет производительно и качественно оценивать их метрологические характеристики, включая вариацию показаний.

4. За оценку погрешности каверномера при его калибровке и поверке принимается максимальная разность между измеренным и эталонным значениями диаметра, воспроизводимого со стороны больших и меньших значений во всех точках его метрологического контроля.

5. Показатель качества калибровки и поверки каверномеров, равный отношению его предела допускаемой погрешности к пределу допускаемой погрешности (или оценке погрешности) установки, можно считать высоким, если его значение более пяти.

6. Достоверность поверки каверномера, определяемая показателем «Вероятность годности», в каждой точке его контроля можно считать высокой, если эта вероятность более 75%.