4. Принципы действия дистанционных манометРов

Достоинством глубинных дистанционных манометров явля­ются: 1) практически неограниченное время пребывания измери­тельного устройства в скважине, что весьма важно при исследова­нии неустановившихся процессов в пласте; 2) возможность на­блюдать на поверхности значение изменяющегося давления в про­цессе его измерения; 3) возможность дистанционного контроля с диспетчерского пункта.

Дистанционный глубинный манометр состоит из глубинного снаряда, в котором расположены чувствительный элемент и пре­образователь, канала связи и вторичного прибора. Наиболее удоб­ным методом телепередачи для глубинных дистанционных мано­метров следует считать частотный и импульсный, при которых параметры канала связи существенно не влияют на погрешность системы телеизмерения.

Устройство дистанционного глубинного манометра УДГМ-3 основано на частотном методе телеизмерения.

Схема устройства преобразователя: в основании жестко закреплены неподвижные концы трубчатых пружин, подвижные концы которых соединены упругой пере­мычкой. Давление внешней среды через штуцер, капилляр и канал действует на внутреннюю полость пружин, которые стремятся распрямиться и натягивают упругую перемычку силой, пропорциональной измеряемому давлению.

В основании помещаются электромагнит, служащий для возбуждения упругих колебаний в перемычке, и электромагниты, предназначенные для преобразования этих колебаний в э. д. с. Катушки электромагнитов включены последовательно. К вы­ходам электромагнитов и к входу электромагнита с помощью контактов подключен усилитель. В этом случае преобразователь работает в режиме незатухающих колеба­ний. Частота колебаний определяется по формуле:

где l-длина перемычки; ρ - плотность материала, из которого изготовлена перемычка; σ - натяжение перемычки.

Натяжение перемычки создается трубчатыми пружинами под действием измеряемого давления. Таким образом, натяже­ние перемычки σ пропорционально измеряемому давлению, а сле­довательно, и частота f также пропорциональна измеряемому давлению.

В случае работы преобразователя в режиме затухающих коле­баний используется только электромагнит. В него посылается короткий импульс тока, приводящий упругую перемычку в коле­бание. После исчезновения импульса возбуждения в электромаг­ните находится э. д. с. переменного тока, имеющая частоту, равную частоте собственных колебаний перемычки. На концах трубчатых пружин помещены грузы с регулируемой массой. Регулировка массы грузов осуществляется изменением массы свинца. Трубчатая пружина и упругая перемычка выполнены целиком из одного стержня, изготовленного из сплава с малым температурным коэффициентом модуля упругости. Из этого же материала изготовлено основание.

Датчик собран в герметичном вакуумированном корпусе. Вторичный прибор состоит из конденсаторного преобразователя частоты и потенциометра или цифрового частотомера. Конденса­торный частотомер преобразует поступающую на его вход частоту в пропорциональный ей разрядный ток конденсатора.

Глубинный дистанционный манометр имеет сравнительно вы­сокую точность. Максимальная приведенная погрешность измере­ния прибором равна 0,5%.

В пневматических системах дистанционной передачи давление сжатого воздуха на выходе датчиков изменяется в пределах 19,6-98,1 кн/м² (0,2-1 кгс/см²) или 0-98,1 кн/м² (0-1кгс/см²). Поэтому в качестве вторичных приборов могут применяться различные манометры с малыми верхними пределам измеряемого давления. Преимущественное применение на нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводах получили Сильфонные манометры различных типов. До Последнего Времени широко применялись сильфонные манометры крупногабаритные в круглом корпусе типа МС Диаметр корпуса 365 мм. Они Выпускались как показывающими на одну точку (МС-270), с трехпозиционным электрическим контактным устройством (МС-278), так и самопишущими на одну точку (МС-410 и МС-610) и две точки (МС-430, МС-630) Самопишущие сильфонные манометры выпускались также с интегратором (МС-612) и стрехпозиционным электрическим контактным устройством(МС-618). В настоящее время более широко применяются показывающие манометры сильфонные малогабаритные в прямоугольном корпусе типа МП и ПВ ПП2 и самопишущие типов РЛ и ПВ с записью значений измеряемой величины на ленточной картограмме. Приборы 1МП-30А и ПВ.ПП2 предназначены для измерения и показания одно й величины. Размеры корпуса составляют 80х170 мм.

Рис. Принципиальная схема измерительного устройства прибора ПВ4 2Э.

1-сильфон; 2 – сопло; 3,4 – рычаг; 5-силовой элемент; 6-указатель; 7-тросик.