井口防盗式电子压力表的成功开发与应用

针对井口机械压力表测量误差较大，压力表及原油易被盗等问题，研制成功井口防盗式电子压力表。该压力表分为一次仪表和二次仪表两大部分。前者安装在井口，仅留3个测试触点；后点随身携带，利用3个测试触点测压，测压范围0~20MPa，测量误差为±1.5%，可存储1000口油井的井口压力。3台试制的井口防盗式电子压力表投入现场应用，实现了快速、准确地测量油井压力数据，同时也能满足现场恶劣外部环境下压力表及原油的防盗需要.

在采油生产日常管理中，快速、准确获得生产基础数据是非常重要的。传统的压力资料获取方法是在井口安装机械压力表，测量误差较大，且压力表易被盗，并从取压口盗取原油。为了解决井口机械压力表及原油被盗问题，中原油田采油工程技术研究院与第四采油厂合作，结合现场实际及现代电子技术，于2000年开发研制成功井口防盗式电子压力表，获得了较满意的使用效果。

防盗思路与总体方案

目前测取井口压力一般采用取压“拷克”，进行压力测量时，安装压力表即可。由于外部环境的复杂，“拷克”常被破坏，并从此处盗取原油，故许多油井都不留取压口。针对这种情况，决定采用电子压力表解决快速安全测取压力的问题。电子测压最主要的几个环节是传感器将压力信号转变为电信号，放大电路放大该信号，最后通过处理电路读取及存储，完成压力测量。由此可见，将传感器及放大电路放在井口，埋置在管道内，外部仅留几个测试触点，即可实现防盗。

在井口防盗电子压力表的思路确定后，关键的问题是确定整个电子压力表的总体技术方案。井口防盗式电子压力表分两大部分：一次仪表与二次仪表，属硬件。一次仪表包括传感器及放大电路；二次仪表包括电源及显示、存储、控制部分。一次仪表安装在井口，仅留3个测试触点；二次仪表则随身携带，利用3个测试触点测压，安全可靠。

1.一次仪表选型

传感器及放大电路封装外露触点如图1所示(图中1、2、3为测试触点，0为定位爪）。

选用电阻式应变传感器，其优点是：结构简单，体积小，精度高；线性度好，灵敏度高；滞后和蠕变都较小，疲劳寿命长；容易与二次仪表相匹配，实现自动化。考虑尺寸及信号稳定的需要，选用LM358运算放大器放大信号。该运算放大器优点是：单电源供电；可稳定输出0~5V电压；放大增益及抗干扰性好。经认真考虑，将传感器及放大电路封装在标准堵头中，虽然调试不便，但整体安装、拆卸方便，外部仅留3个接触点，防盗性好，能很好地满足现场需求。

2.二次仪表选型

采用2节9V电池并联作为电源选用小尺寸液晶显示板；采用成品化机壳；使用薄膜键盘，5个键为：预置、回放、定位、置数和测量，基本满足测试需要。二次仪表电路部分的原理如图2所示。图中ADC0809为A/D转换器，将从一次仪表获得的模拟信号转化为数字信号；AT8951为低耗高性能单片机；2864为E2PROM电可擦写存储器，存储程序及测试数据。

3.软件编制

软件共分几个大的模块：初始化模块、数据采集模块、显示控制模块、按键控制模块、存储控制模块、回放控制模块和故障处理模块。针对现场复杂环境，为避免偶然因素影响程序正常工作，添加软件陷阱“软件看门狗”，使偶然跑飞的程序能够很快回到工作状态。图3为软件程序流程图。

4.调试

(1)在实验室内将堵头安装在管线上，对管线加压，并变换压力5~6次，每次持续12h以上，测压，检验仪器性能。

(2)调整实验室温度进行连续测压。

(3)二次仪表开机，并连接一次仪表，不停歇测压，直至电池电量耗净.

5.性能特点及技术指标

井口防盗式电子压力表的性能特点：能测长期静态高压；耐腐蚀；具有防盗性；质量轻，携带方便、易操作；性能稳定，可靠性高，可存储1_口井的井口压力。技术指标：测量范围0~20MPa；测量误差为±1.5%测量介质环境温度为-10?+70=€供电电源DC9V。

结束语

3台试制的井口防盗式电子压力表投人现场应用，取得了积极成果。该压力表现场安装方便，测试简单，安全可靠，基本上达到了研制的目标。

井口防盗式电子压力表的成功开发与应用，实现了快速、准确地测量油井压力数据，同时也能满足恶劣外部环境下压力表及原油的防盗需要。