12. Градуировка, калибровка и поверка скважинных термометров и манометров

Измерительные каналы температуры и давления комплексной скважинной аппаратуры имеют индивидуальные ГХ и, как правило, подвергаются калибровке с градуировкой и поверке одновременно по обоим каналам, так как для скважинных манометров необходимо строить семейство градуировочных характеристик при разных значениях температуры. Это вызвано необходимостью коррекции влияния температуры на первичные преобразователи (датчики) давления аппаратуры.

Следовательно, калибровочное оборудование должно воспроизводить и давление и температуру одновременно.

При измерениях в скважинах, выполняемых скважинными термометрами и манометрами в качестве измеряемых параметров приняты следующие:

- температура в диапазоне от 0 до 100 ^оС;

- давление гидростатическое в диапазоне от 0 до 60 МПа.

Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерений температуры ±0,5^оС; пределы допускаемой основной относительной погрешности измерений гидростатического давления ±0,4%.

В качестве эталонных средств измерений и при калибровке (включая градуировку) и при поверке скважинных термометров и манометров применяют следующие:

1) Установка УАК-СТМ-100/60 для автоматизированной калибровки скважинных термометров и манометров;

2) Термостат «КОНВЕКТОР» в комплекте с грузопоршневым манометром МП-600.

Фотография общего вида установки УАК-СТМ приведена на рис. 38.

Установка УАК-СТМ предназначена для автоматизированной калибровки скважинных термометров и манометров. Установка воспроизводит следующие параметры:

- температура в диапазоне от 10 до 100^оС (для воды) и до 150^оС (для кремнийорганической жидкости или трансформаторного масла) с пределами допускаемой основной абсолютной погрешности ±0,1^оС;

- гидростатическое давление в диапазоне от 0 до 60 МПа с пределами допускаемой основной относительной погрешности ±0,2%.

Датчик верхнего уровня Термокамера с калибруемыми приборами и эталонными датчиками температуры Блок программного управления с пультом ручного управления Эталонный датчик давления Помпа с электроприводом и трубкой подачи давления к скважинному прибору в термокамере Датчик нижнего уровня

Рис. 38 Установка УАК-СТМ-100/60 для калибровки скважинных термометров и манометров

Установка может воспроизводить только температуру (работать в режиме термостата) без воспроизведения давления и использоваться только для калибровки с градуировкой (или без градуировки) и поверки термометров.

Конструктивно установка состоит из термокамеры в виде стеклопластиковой трубы (длина камеры 2300 мм и диаметр 180 мм) с датчиками нижнего и верхнего уровней жидкости, насоса высокого давления (помпы) с электроприводом, блока программного управления, пульта ручного управления, эталонного датчика давления и 4-х эталонных датчиков температуры.

Гидростатическое давление создается насосом высокого давления и с помощью латунной трубки и штуцера подается непосредственно на датчик давления скважинного прибора. Параллельно это же давление воздействует на эталонный датчик давления, выходной сигнал которого регистрируется микроконтроллером, преобразуется в код и передается в персональный компьютер.

Температура в термокамере воспроизводится путем нагрева рабочей жидкости (воды или масла или тосола) с помощью двух термоэлектронагревательных (ТЭН) элементов. Эталонные датчики температуры крепятся непосредственно на термодатчики скважинного прибора и вырабатывают электрический сигнал, пропорциональный температуре. Температурный градиент в термокамере не вносит погрешности в измерительный процесс, поскольку рабочий и эталонный термометры измеряют температуру в одной и той же точке теплоносителя.

При каждой фиксированной температуре в термокамере ступенчато создается давление сначала при его возрастании, а затем при его убывании для оценки вариации показаний манометра.

Сначала собирают кассету из четырех (или трех, или двух) скважинных приборов (можно один) и подключают эталонные платиновые термометры к каждому датчику температуры скважинного прибора и трубки от помпы (компрессора) с маслом к каждому датчику давления. Кассету с приборами помещают в термокамеру и заполняют ее водопроводной водой (или тосолом, или маслом).

Последовательно воспроизводят на установке температуру Т_20э=20^оС, Т_40э=40^оС, Т_60э=60^оС, Т_80э=80 ^оС, Т_100э=100 ^оС со скоростью изменения температуры в камере не более 2^о в минуту и регистрируют показания каждого скважинного термометра в памяти компьютера. Одновременно при каждом указанном значении температуры автоматически последовательно воспроизводят на установке давление Р_0э=0 МПа, Р_20э=20 МПа, Р_40э=40 МПа, Р_60э=60 МПа, а затем в обратном порядке (в сторону уменьшения давления), и регистрируют показания каждого скважинного манометров в памяти компьютера. Возможны другие точки контроля, например, 0; 10; 20; 30.

Показания канала температуры скважинной аппаратуры (напряжение в мВ) заносятся в исходную градуировочную таблицу 27.

Т а б л и ц а 27

Т20э=20оС	Т40э=40оС	Т60э=60оС	Т80э=80 оС	Т100э=100 оС
UТ20	UТ40	UТ60	UТ80	UТ100

Показания канала давления скважинной аппаратуры (напряжение в мВ) заносятся в исходную градуировочную таблицу, табл. 28, где первый индекс соответствует номеру точки контроля температуры, а второй индекс соответствует номеру точки контроля давления.

Рассмотренная методика измерений одна и та же при проведении и калибровки (градуировки) и поверки термометров-манометров.

Т а б л и ц а 28

Температура	Р1 = 0 МПа	Р2 = 20 МПа	Р3 = 40 МПа	Р4 = 60 МПа
Т1 = 20оС	U11	U12	U13	U14
Т2 = 40оС	U21	U22	U23	U24
Т3 = 60оС	U31	U32	U33	U34
Т4 = 80оС	U41	U42	U43	U44
Т5 = 100оС	U51	U52	U53	U54

Обычно градуировку измерительных каналов температуры и давления выполняют одновременно, но мы рассмотрим их в отдельности.