Kvarcinių kristalų slėgio jutikliai pasižymi didele skiriamąja geba ir puikiu pakartojamumu. Jie naudojami kaip pagrindiniai įrenginiai, skirti ilgalaikiam-nepertraukiamam gręžinio slėgio stebėjimui ir teikiant svarbius duomenis rezervuaro įvertinimui bei dinaminei naftos ir dujų plėtros analizei. Atšiauri gręžinio aplinka, kuriai būdinga aukšta temperatūra, aukštas slėgis, kintantys terminio -slėgio ciklai ir ėsdinančios terpės, skatina plokštelių senėjimą, laipsnišką pakuotės įtempimo pašalinimą, elastinių membranų šliaužimą ir elektroninių komponentų degradaciją. Dėl šių efektų kasmet-po-sukauptas metinis poslinkis ir sistemingi duomenų nukrypimai. Įprastas vieno taško Remiantis jutiklio metinio poslinkio formavimo mechanizmu, šiame darbe sukonstruota integruota dreifo slopinimo techninė sistema iš penkių dimensijų: optimizuoto aparatūros medžiagų parinkimo, gamyklinio išankstinio senėjimo proceso, kelių parametrų dinaminio kompensavimo algoritmo, periodinio atskaitos kalibravimo ir lauko veikimo sąlygų valdymo. Taikant lauko programas patvirtinama, kad siūloma schema žymiai apriboja metinį nulio ir jautrumo poslinkį, veiksmingai sumažina duomenų nuokrypius atliekant ilgalaikius{13}}slėgio matavimus ir tinka ilgalaikiam-nepriežiūriniam didelio{15}}tikslumo gręžinio slėgio stebėjimui.
1 Pagrindiniai jutiklių metinio poslinkio mechanizmai
Kasmetinis gręžtinių kvarco kristalų slėgio jutiklių poslinkis atsiranda dėl kelių susietų veiksnių, kurie skirstomi į tris pagrindines kategorijas. Pirma, vidinis laiko-priklausomas medžiagos poslinkis: ilgalaikio įtempio-sukeltas kvarcinių plokštelių senėjimas ir metalinis slėgio-šliaužimas guolių diafragmuose keičia rezonansinio dažnio atskaitos tašką. Antra, pakuotės įtempių poslinkis: liekamasis pakuotės įtempis laikui bėgant lėtai atsipalaiduoja, o tai apsunkina gręžimo angos vibracija ir kintantis slėgis, dėl kurio susidaro didelis nulio poslinkis. Trečia, aplinkos -sukeltas dreifas: gręžinio temperatūros ir drėgmės svyravimai, korozinių skysčių prasiskverbimas ir elektroninių prietaisų senėjimas sukelia grandinės šiluminį poslinkį ir elektrodų korozijos poslinkį. Šių veiksnių superpozicija sukuria kasmet{9}}su{10}}sukauptas sistemines klaidas, kurios yra pagrindinis ilgalaikių slėgio matavimo duomenų nuokrypių šaltinis.
2-Daugiamatė techninė dreifo slopinimo ir nukrypimų mažinimo sistema
2.1 Aparatinės įrangos optimizavimas, siekiant sumažinti vidinį poslinkio dydį
Šakninio-lygio dreifo slopinimas pasirenkant medžiagas sudaro pagrindą ilgalaikiam-stabiliam stebėjimui. SC-supjaustytos kvarcinės plokštelės yra teikiamos pirmenybę prieš standartinius AT-supjaustytus kristalus dėl dviejų temperatūros poslinkio taškų, puikios šiluminės adaptacijos ir metinio senėjimo poslinkio per 5 ppm, atitinkančius platų gręžinių operacijų temperatūrų diapazoną. Vietoj įprasto 316 l nerūdijančio plieno, slėgiui{8}}jautrios diafragmos naudoja senatvinį-sukietintą Hastelloy C276 ir Inconel 718. Apdorojant tirpalą ir dvigubo -pakopinio sendinimo būdu, šie lydiniai pasižymi ilgalaikiu-laiku metalo šliaužimu ir 02 % suspaudimo per metus. deformacija. Tuo tarpu grandinės sistemoje naudojami nulinės-temperatūros-slinkimo įtampos atskaitos, žemo-temperatūros-koeficiento plonosios{20}}plėvelės rezistoriai ir nulinio-dreifavimo prietaisų stiprintuvai. Grandinių plokštės yra kepamos vakuume, kad pašalintų drėgmę ir pašalintų metinį atskaitos poslinkį, kurį sukelia grandinės senėjimas.
2.2 Eksploatavimo sąlygos Prieš-senėjimo procesas, siekiant pašalinti liekamąjį streso poslinkį
Laiko-priklausomas pakuotės liekamasis įtempis yra pagrindinis gręžinių jutiklių ankstyvosios-fazės poslinkio šaltinis. Prieš pristatymą kiekvienam įrenginiui atliekamas 720 -val. trukmės ciklinio senėjimo bandymas, imituojantis aukštą / žemą temperatūrą ir aukštą / žemą slėgį, apimantį visus faktinius tikslinio bloko darbinius parametrus. Tai pagreitina vidinį įtempių pašalinimą iš plokštelių, pakavimo klijų ir suvirinimo siūlių, sumažinant metinį lauko poslinkį daugiau nei 60%. Priimama įtempį{9}}atleidžianti pakuotės struktūra, kai elastinės buferinės pagalvėlės izoliuoja plokšteles nuo korpuso, o silfono įtempių izoliatoriai blokuoja išorinį mechaninį įtempį ir vibraciją. Jutiklio ertmė hermetiškai uždaroma suvirinant visiškai-įskverbimo lazeriu, ištuštinama ir pripildoma didelio-grynumo azotu, kad būtų pašalintas ilgalaikis dreifas, atsirandantis dėl skysčio prasiskverbimo ir elektrodų korozijos.
2.3. Daugiamatis dinaminio algoritmo kompensavimas už laipsnišką poslinkį
Sukurtas trijų-matmenų susietos korekcijos modelis, susijęs su slėgiu, temperatūra ir laiku, kad būtų atsižvelgta į metinio lėto dreifo{1}}laiko eilučių charakteristikas. Visas-temperatūros-diapazonas ir visas-apimtis didelio tikslumo-kalibravimas baigiamas prieš išsiunčiant gamykloje, siekiant sukurti kelių-parametrų koreliacijos duomenų bazę, išskiriančią tris klaidų komponentus: momentinį terminį poslinkį, ciklinį histerezės poslinkį ir metinį senėjimo poslinkį. Integruotas-stebėjimo algoritmas nuolat renka nulinius rezonansinius dažnius statinio skysčio kolonėlės atskaitos laikotarpiais, kas mėnesį pritaiko dreifo šlaitus, tiksliai nustato vienakryptį laipsnišką senėjimo poslinkį ir atskiria tikruosius formavimo slėgio svyravimus nuo dreifo nukrypimų. Adaptive time{11}}series korekcija realiuoju laiku neutralizuoja susikaupusias metines klaidas, kad būtų pasiektas nuolatinis dinaminis poslinkio kompensavimas.
2.4 Periodinis atskaitos kalibravimas siekiant pašalinti susikaupusias dreifo klaidas
Algoritmo kompensavimas tik slopina nedidelį poslinkį; ilgalaikiam-stebėjimui reikalingas orientacinis kalibravimas, kad būtų iš naujo nustatytos sukauptos klaidos. Aukštos-pagalbos jutikliuose integruotos įmontuotos-vakuuminės atskaitos kameros, kurios automatiškai perjungia atskaitos kanalus autonominiam nulio kalibravimui pagal fiksuotą grafiką, netraukiant angų įrankių, periodiškai atnaujinant dreifo parametrus. Įprastų jutiklių kasmetinės darbo operacijos yra naudojamos siekiant atlikti viso šiluminio -slėgio- diapazono kalibravimą pagal standartinį gręžinio hidrostatinį stulpelio slėgį kaip tikrąją vertę, atnaujinant jutiklio nulį ir jautrumo korekcijos koeficientus. Taikant didelio-tikslumo stebėjimo scenarijus, dvigubo-jutiklio perteklinio kryžminio{10}}kalibravimo režimas palygina dviejų kanalų išvesties skirtumus, kad nustatytų nenormalų poslinkį ir atliktų automatinį pataisymą, užtikrinant duomenų patikimumą.
2.5 Standartizuotas veikimas ir priežiūra, siekiant lėto poslinkio kaupimosi
Eksploatuojant lauke, jutiklio darbinis slėgis griežtai ribojamas iki ne daugiau kaip 80 % visos skalės, kad visa apkrova nepagreitintų diafragmos šliaužimo. Griežtos šulinių atidarymo/uždarymo procedūros pašalina drastiškus šiluminio -slėgio smūgius ir sumažina kaupiamąjį kintamą įtampą. Šuliniuose, kuriuose yra korozinių skysčių, įrengiamas alyva užpildytas izoliacinės diafragmos mazgas, kad būtų išvengta tiesioginio kristalo ir korozinės terpės kontakto. Prietaisas palaiko parengties režimo mėginių ėmimą išjungimo{7}}neaktyvumo laikotarpiais, kad nuolat sektų nulinio poslinkio tendencijas ir išvengtų staigių duomenų nukrypimų po pakartotinio aktyvinimo.
3 Taikymas ir išvados
Visas -grandinės techninis sprendimas, apimantis aparatinės įrangos optimizavimą, išankstinį-apdorojimą, algoritmo kompensavimą, tikslų kalibravimą ir operacijų valdymą, kontroliuoja metinį gręžtinių kvarcinių kristalų slėgio jutiklių nulinį poslinkį, esant Mažesniam arba lygiam 0,03 %FS per metus, o metinį jautrumo poslinkį FS/0metus arba 2 %. Palyginti su įprastais diegimo metodais, dreifo klaidos sumažinamos daugiau nei 70 %, todėl iš esmės pašalinami kasmet -po-sukauptų duomenų nuokrypiai atliekant ilgalaikę{8}}stebėjimą. Subalansuojant praktiškumą ir matavimo tikslumą, ši techninė sistema leidžia išvengti dažno angų kalibravimo ir prisitaiko prie ilgalaikio{10}}neprižiūrimo gręžinių stebėjimo. Tai veiksmingai garantuoja ilgalaikio gręžinio slėgio naftos ir dujų telkiniuose stebėjimo duomenų tikslumą ir tęstinumą ir užtikrina patikimą duomenų palaikymą dinaminei naftos ir dujų plėtros analizei.