井口防盜式電子壓力表的成功開發與應用
針對井口機械壓力表測量誤差較大，壓力表及原油易被盜等問題，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個測試觸 點；后點隨身攜帶，利用3個測試觸點測壓，測壓范圍0~20MPa，測量誤差為±1.5%，可存 儲1000口油井的井口壓力。3臺試制的井口防盜式電子壓力表投入現場應用，實現了快速、準 確地測量油井壓力數據，同時也能滿足現場惡劣外部環境下壓力表及原油的防盜需要.
在采油生產日常管理中，快速、準確獲得生產 基礎數據是非常重要的。傳統的壓力資料獲取方法 是在井口安裝機械壓力表，測量誤差較大，且壓力 表易被盜，并從取壓口盜取原油。為了解決井口機 械壓力表及原油被盜問題，中原油田采油工程技術 研究院與第四采油廠合作，結合現場實際及現代電 子技術，于2000年開發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
目前測取井口壓力一般采用取壓“拷克”，進 行壓力測量時，安裝壓力表即可。由于外部環境的 復雜，“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。針對這種情況，決定采用 電子壓力表解決快速安全測取壓力的問題。電子測 壓最主要的幾個環節是傳感器將壓力信號轉變為電 信號，放大電路放大該信號，最后通過處理電路讀 取及存儲，完成壓力測量。由此可見，將傳感器及 放大電路放在井口，埋置在管道內，外部僅留幾個 測試觸點，即可實現防盜。
在井口防盜電子壓力表的思路確定后，關鍵的 問題是確定整個電子壓力表的總體技術方案。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、控制部分。一次儀 表安裝在井口，僅留3個測試觸點；二次儀表則隨 身攜帶，利用3個測試觸點測壓，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如圖1所示 (圖中1、2、3為測試觸點，0為定位爪）。
選用電阻式應變傳感器，其優點是：結構簡 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；容易與二次儀表相匹 配，實現自動化。考慮尺寸及信號穩定的需要，選 用LM358運算放大器放大信號。該運算放大器優 點是：單電源供電；可穩定輸出0~5V電壓；放 大增益及抗干擾性好。經認真考慮，將傳感器及放 大電路封裝在標準堵頭中，雖然調試不便，但整體安裝、拆卸方便，外部僅留3個接觸點，防盜性 好，能很好地滿足現場需求。
2.二次儀表選型
采用2節9 V電池并聯作為電源;選用小尺寸 液晶顯示板；采用成品化機殼；使用薄膜鍵盤，5 個鍵為：預置、回放、定位、置數和測量，基本滿 足測試需要。二次儀表電路部分的原理如圖2所 示。圖中ADC0809為A/D轉換器，將從一次儀表 獲得的模擬信號轉化為數字信號；AT8951為低耗 高性能單片機；2864為E2PROM電可擦寫存儲器， 存儲程序及測試數據。
3.軟件編制
軟件共分幾個大的模塊：初始化模塊、數據采 集模塊、顯示控制模塊、按鍵控制模塊、存儲控制 模塊、回放控制模塊和故障處理模塊。針對現場復 雜環境，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。圖3為軟件程序流程圖。
4.調試
(1)在實驗室內將堵頭安裝在管線上，對管 線加壓，并變換壓力5 ~6次，每次持續12 h以 上，測壓，檢驗儀器性能。
(2)調整實驗室溫度進行連續測壓。
(3)二次儀表開機，并連接一次儀表，不停歇測壓，直至電池電量耗凈.
5.性能特點及技術指標
井口防盜式電子壓力表的性能特點：能測長期 靜態高壓；耐腐蝕；具有防盜性；質量輕，攜帶方 便、易操作；性能穩定，可靠性高，可存儲1_ 口井的井口壓力。技術指標：測量范圍0~20 MPa；測量誤差為±1.5%;測量介質環境溫度為 -10?+70=€ ;供電電源DC9V。
結束語
3臺試制的井口防盜式電子壓力表投人現場應 用，取得了積極成果。該壓力表現場安裝方便，測 試簡單，安全可靠，基本上達到了研制的目標。
井口防盜式電子壓力表的成功開發與應用，實現 了快速、準確地測量油井壓力數據，同時也能滿足惡 劣外部環境下壓力表及原油的防盜需要。
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