15. Градуировка и калибровка скважинных резистивиметров
При градуировке и калибровке скважинных индукционных резистивиметров в нормальных условиях в качестве измеряемого параметра принята удельная электрическая проводимость (УЭП) в диапазоне от 0,05 до 50 См/м (Сименс на метр).
Пределы допускаемой основной относительной погрешности резистивиметра (ор), вычисляются по формуле:
(126)
где – удельная электрическая проводимость в См/м.
Градуировка и калибровка индукционных резистивиметров в условиях производственных геофизических предприятий выполняется методом прямых измерений УЭП растворов хлористого натрия. В качестве эталонных средств измерений применяют стандартные образцы удельной электрической проводимости жидкости в виде водного раствора хлористого натрия различной концентрации.
СО УЭП объединены в калибровочную установку, которая состоит из шести скважин-стаканов диаметром 110 мм и высотой 0,9 м, расположенных в два ряда в термостате, рис. 44.
Рис. 44 Фото общего вида комплекта СО УЭП
В цилиндрических стаканах содержатся аттестованные водные растворы хлористого натрия с УЭП в диапазоне от 0,1 до 20 См/м. Аттестация стандартных образцов УЭП производится методом прямых измерений лабораторным кондуктометром типа КЛ-4.
Калибровка скважинного индукционного резистивиметра в этом случае заключается в погружении его последовательно в стандартные образцы УЭП с последующим измерением воспроизводимых значений не менее трех раз.
В настоящее время для градуировки и калибровки резистивиметров применяется установка УАК-СИР для автоматизированной калибровки скважинных индукционных резистивиметров. Фотография общего вида установки УАК-СИР приведена на рис. 45.
Рис. 45 Фотография общего вида установки с
скважинным резистивиметром и местом оператора.
Диапазон воспроизведения удельной электрической проводимости (УЭП) равен от 200 до 2500 мСм/м и разбит на 5 точек контроля. Четыре точки из них – водные растворы поваренной соли разной концентрации, воспроизводящие следующие диапазоны по УЭП:
- без ёмкости – (0,1 - 0,5) См/м - водопроводная вода;
- ёмкость №1 – (2 - 3) См/м – водный раствор поваренной соли;
- ёмкость №2 – (4 - 6) См/м – водный раствор поваренной соли;
- ёмкость №3 – (9 - 11) См/м – водный раствор поваренной соли;
- ёмкость №4 – (18 - 50) См/м – водный раствор поваренной соли.
Объём каждой ёмкости с растворами – 5 литров.
Функция преобразования эталонного датчика УЭП имеет следующий вид:
. (127)
Пределы допускаемой основной относительной погрешности воспроизведения УЭП ( ор), вычисляются по формуле:
(128)
где – удельная электрическая проводимость в См/м.
Диаметр калибруемых скважинных приборов от 34 до 38 мм. В качестве стандартного образца УЭП используется водопроводная вода, вода с растворённой в ней поваренной солью.
Технологический процесс автоматической градуировки и калибровки скважинных резистивиметров заключается в том, что во время работы калибруемого скважинного резистивиметра с помощью насосной системы перекачивается водный раствор хлористого натрия из сосудов в нижней части установки в рабочую камеру. Эталонный датчик непрерывно измеряет текущее значения УЭП в рабочей камере.
Аттестация установки заключается в калибровке эталонного датчика УЭП в рабочей камере установки с помощью СО УЭП и кондуктометра КЛ-4.
Градуировка
Градуировочная характеристика скважинного резистивиметра в
общем случае представляет собой зависимость УЭП от числового кода (или напряжения) на его выходе. Она имеет линейную зависимость и может быть представлена в виде таблицы, графика или формулы.
Градуировочная характеристика прибора МРИ-38 в аналитическом виде представляет собой линейную функцию
или
, (129)
где
– измеряемый параметр - УЭП;
–
коэффициент преобразования; N
– цифровой код на вы выходе резистивиметра;
Nо
– цифровой код на вы выходе при
расположении датчика в воздухе («Нуль
в воздухе» - когда
);
- значение проводимости при
.
Пусть исходные данные для построения ГХ представлены в табл. 40.
Т а б л и ц а 40
УЭП, См/м |
0,000 |
0,309 |
1,268 |
6,954 |
15,157 |
Код |
206 |
335 |
650 |
2507 |
5169 |
Если занести исходные данные в таблицу EXCEL и построить график с отображением формулы, то получим изображение, показанное на рис. 46.
Рис.
46 Градуировочная характеристика
резистивиметра
.
Калибровка
Используя прежнюю градуировочную характеристику калибруемого резистивиметра, например, характеристику, представленную на рис. 46, определяют измеренные значения УЭП, воспроизводимые калибровочной установкой, и заносят их в табл. 41.
Т а б л и ц а 41
Номер точки контроля |
Выходной код датчика |
Измеренное значение УЭП, См/м |
Эталонное значение УЭП, См/м |
Оценка абсолютной погрешности, См/м |
1 |
295 |
0,1 |
0,1 |
0 |
2 |
2378 |
2,75 |
2,72 |
0,03 |
3 |
4966 |
6,08 |
6,08 |
0 |
4 |
8196 |
10,23 |
10,28 |
-0,05 |
5 |
13882 |
14,40 |
14,20 |
0,2 |
Оценку основной абсолютной погрешности измерений УЭП в каждой i-той точке контроля определяют по формуле
, (130)
где
и
–
измеренное и эталонное значение УЭП в
i-той
точке контроля.
Поверка
Используя прежнюю градуировочную характеристику поверяемого резистивиметра определяют измеренные значения УЭП, воспроизводимые калибровочной установкой.
Резистивиметр признается годным к применению, если в каждой точке его контроля полученные оценки абсолютной погрешности, вычисленные по формуле 130, не превышают нормированных значений, указанных в его паспорте.
Результаты поверки резистивиметра оформляются протоколои поверки произвольной формы и «Свидетельством о поверке», в котором рекомендуется отразить сведения об оценках погрешности.
Краткие выводы.
1. Градуировка, калибровка и поверка индукционных резистивиметров выполняется с использованием одной и той же эталонной установки.
2. За оценку погрешности калибровки резистивиметров с построением градуировочной характеристики принимаются пределы допускаемой погрешности применяемой эталонной установки.
3. Качество поверки можно считать высоким, если показатель более 4.
4. Достоверность поверки резистивиметров можно считать высокой, если этот показатель более 80% при показателе качества поверки равным 4.
5. Критерии для принятия решения о необходимости построения новой градуировочной характеристики
.
6. За критерий для принятия решения о передаче резистивиметров в ремонт рекомендуется принять следующее условие
.