測控基礎(chǔ)壓力PPT課件

1、 工程上所用的壓力指示值，大多為表壓（絕對壓力的指示值除外(chwi)(chwi)）。表壓是絕對壓力和大氣壓力之差，即： 當(dāng)被測壓力低于大氣壓力時(shí)，一般用負(fù)壓或真空度來表示，它是大氣壓力對于絕對壓力之差。以絕對壓力零線作起點(diǎn)計(jì)算的壓力稱為絕對壓力P表壓=P絕對(judu)壓力-P大氣壓力P真空度= P大氣壓力- P絕對壓力第1頁/共38頁第一頁，共39頁。第2頁/共38頁第二頁，共39頁。pgh表A型管內(nèi)孔截面積；型管內(nèi)所充工作液的密度；P大大氣壓力；h左右兩邊(lingbin)液面高度差，hh1h2P作用在2-2截面處液面上的被測壓力 PA（hg+P大）A 第3頁/共38頁第三頁，共39頁。

2、第4頁/共38頁第四頁，共39頁。21212212(1)(1)dhhhhDdpghD第5頁/共38頁第五頁，共39頁。sinsingpllh測1sin第6頁/共38頁第六頁，共39頁。1sin第7頁/共38頁第七頁，共39頁。 第三節(jié) 彈性(tnxng)式壓力計(jì)第8頁/共38頁第八頁，共39頁。第9頁/共38頁第九頁，共39頁。（1 1）彈簧管式彈性元件 單圈彈簧管是彎成圓弧形的金屬管子, ,它的截面積做成扁圓形或橢圓形 ，當(dāng)通入壓力后，它的自由端就會(huì)產(chǎn)生(chnshng)(chnshng)位移。這種單圈彈簧自由端位移量較小，測量壓力較高，可測量高達(dá)1000MPa1000MPa的壓力。為了增加

3、自由端的位移，可以制成多圈彈簧管。Pxx第10頁/共38頁第十頁，共39頁。PxxPxx第11頁/共38頁第十一頁，共39頁。 （3 3）波紋管式彈性元件 波紋管式彈性元件是一個(gè)周圍(zhuwi)(zhuwi)為波紋狀的薄壁金屬筒體，這種彈性元件易于變形，而且位移很大，常用于微壓與低壓的測量或氣動(dòng)儀表的基本元件，不適合測高壓力。 Pxx第12頁/共38頁第十二頁，共39頁。第13頁/共38頁第十三頁，共39頁。 單圈彈簧管是彎成圓弧形的空心管子，它的截面積呈扁圓或橢圓形，橢圓形的長軸2a與圖面垂直,與彈簧管中心軸O相平行。 A為彈簧管的固定端，即被測壓力的輸入端； B為彈簧管的自由端（封閉），

4、即位移輸出端； 為彈簧管中心角初始角，一般在2700左右； 為中心角的變化量； R和r分別為彈簧管彎曲(wnq)圓弧的外半徑和內(nèi)半徑； 2a和2b為彈簧管橢圓截面的長軸和短軸。 第14頁/共38頁第十四頁，共39頁。 作為壓力位移轉(zhuǎn)換元件的彈簧管，當(dāng)它的固定端通入被測壓力P P后，由于橢圓形截面在壓力P P的作用下將趨向圓形，其自由端就由B B移到BB（虛線所示），彈簧管的中心角隨即減小。 根據(jù)彈性變形的原理可知，中心角的相對(xingdu)(xingdu)變化值與被測壓力P P的關(guān)系可用下式表示：22220211KabbhREP如要求p與 成正比關(guān)系(gun x)，必須使式中其余各參數(shù)均為定

5、值 第15頁/共38頁第十五頁，共39頁。第16頁/共38頁第十六頁，共39頁。 彈簧管壓力表1彈簧管； 2拉桿；3扇形齒輪；4中心齒輪； 5指針(zhzhn)；6面板；7游絲； 8調(diào)整螺釘；9接頭第17頁/共38頁第十七頁，共39頁。 被測壓力由接頭9 9通入后，彈簧管由橢圓形截面張大趨于圓形，由于變形，使彈簧管的自由端B B產(chǎn)生位移，自由端的位移量一般很小，直接顯示有困難，所以必須通過放大機(jī)構(gòu)才能指示出來。放大過程如下：自由端B B的彈性變形位移通過拉桿2 2使扇形齒3 3作逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，于是指針5 5通過同軸的中心齒輪4 4帶動(dòng)而作順時(shí)針偏轉(zhuǎn)，從而在面板6 6的刻度標(biāo)尺(bioch)(bi

6、och)上顯示出被測壓力間有正比關(guān)系，因此彈簧管壓力表的刻度標(biāo)尺(bioch)(bioch)是線性的。 彈簧管的材料，一般在P P20MPa20MPa時(shí)采用磷銅， P P20MPa20MPa時(shí)采用不銹鋼或合金鋼。 彈性元件傳送放大機(jī)構(gòu)P測指針位移第18頁/共38頁第十八頁，共39頁。（一）壓力表的選用（1 1）儀表類型的選用：儀表類型的選用必須滿足工藝生產(chǎn) 的要求。例如是否需要遠(yuǎn)傳、自動(dòng)記錄或報(bào)警；被測介質(zhì)的性質(zhì)（如被測介質(zhì)的溫度高低、粘度大小，腐蝕性，, ,是否易燃易爆等），是否對儀表提出特殊要求；現(xiàn)場環(huán)境條件(tiojin)(tiojin)（如濕度、溫度、磁場強(qiáng)度、震動(dòng)等）對儀表類型的要求

7、等。因此根據(jù)工藝要求正確地選用儀表類型是保證儀表正常工作及安全生產(chǎn)的重要前提。 （2)2)儀表測量范圍的確定：為了保證彈性元件能在彈性變形的安全范圍內(nèi)可靠地工作，在選擇壓力表量程時(shí)，必須根據(jù)被測壓力的大小和壓力變化的快慢，留有足夠的余地，壓力的上限值應(yīng)該高于工藝生產(chǎn)中可能的最大壓力值。第19頁/共38頁第十九頁，共39頁。第20頁/共38頁第二十頁，共39頁。 根據(jù)被測參數(shù)的最大值和最小值計(jì)算出儀表的上、下限后，還不能以此數(shù)值直接作為儀表的測量范圍。應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)系列中選取。我國的壓力計(jì)測量范圍標(biāo)準(zhǔn)系列有：0.1 0.1 0.06 0.06、0.150.15；0 01 1、1.61.6、2.52.5

8、、4 4、6 6，n n10m MPa10m MPa，其中(qzhng)n(qzhng)n、mm為自然整數(shù)（可為正、負(fù)值）。 （3 3）儀表精度的選?。焊鶕?jù)工藝生產(chǎn)上允許的最大絕對誤差和選定的儀表量程，計(jì)算出儀表允許的最大引用誤差，在國家標(biāo)準(zhǔn)精確度等級系列中確定儀表的精度。并在滿足工藝要求的前提下，盡量選用精度較低，價(jià)廉耐用的儀表。 例題第21頁/共38頁第二十一頁，共39頁。思考 為什么測量(cling)儀表的測量(cling)范圍要根據(jù)被測量(cling)的大小來選??？選一只量程很大的儀表來測量(cling)很小的參數(shù)值可以嗎？第22頁/共38頁第二十二頁，共39頁。（二）壓力計(jì)的安裝壓力

9、計(jì)的安裝正確與否，直接影響到測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和儀表的使用壽命。（1）取壓點(diǎn)的選擇：取壓點(diǎn)要有代表性，應(yīng)能真實(shí)的反映被測壓力的大小。為此必須注意以下幾點(diǎn)。為保證測量的是靜壓，取壓管與容器(rngq)壁要垂直，并要選在被測介質(zhì)直線流動(dòng)的管段部分，不要選在管路拐彎、分叉、死角或其它易形成旋渦的地方。取壓管內(nèi)端面與生產(chǎn)設(shè)備連接處的內(nèi)壁保持平齊，不應(yīng)有凸出物或毛刺。測量液體壓力時(shí)，取壓點(diǎn)應(yīng)在管道下部，使導(dǎo)壓管內(nèi)不積存氣體；測量氣體壓力時(shí)，取壓點(diǎn)應(yīng)在管道上方，使導(dǎo)壓管內(nèi)不積存液體。第23頁/共38頁第二十三頁，共39頁。（2 2）導(dǎo)壓管鋪設(shè)導(dǎo) 壓 管 應(yīng) 保 證 傳 遞 壓 力 的 精 確 性 與 快 速

10、 性 ， 因 此(ync)(ync)必須做到： 導(dǎo)壓管粗細(xì)要合適，一般內(nèi)徑為6 610mm10mm，長度應(yīng)盡量短，最長不得超過50m50m，以減少壓力指示的遲緩。如超過50m50m，應(yīng)選用遠(yuǎn)傳式壓力計(jì)。導(dǎo)壓管水平安裝時(shí)應(yīng)保證有110110120120的傾斜度，以利于積存于其中之液體（或氣體）的排除。當(dāng)被測介質(zhì)易冷凝或凍結(jié)時(shí)，必須加設(shè)保溫伴熱管線。取壓口到壓力計(jì)之間應(yīng)裝有切斷閥，以備檢修壓力計(jì)時(shí)使用。切斷閥應(yīng)裝設(shè)在靠近取壓口的地方。第24頁/共38頁第二十四頁，共39頁。（3 3）壓力計(jì)的安裝： 壓力計(jì)應(yīng)安裝在易觀察和檢修(jinxi)(jinxi)的地方。安裝地點(diǎn)應(yīng)力求避免振動(dòng)和高溫影響。測量

11、蒸汽壓力時(shí)，應(yīng)加裝凝液管，以防止高溫蒸汽直接與測壓元件接觸。圖（a a）所示。對于有腐蝕性介質(zhì)的壓力測量，應(yīng)加裝有中性介質(zhì)的隔離罐，圖(b(b）所示。第25頁/共38頁第二十五頁，共39頁。壓力表安裝示意圖11 壓力表；2切斷閥門；3隔離罐；4生產(chǎn)設(shè)備；1、2中性隔離液和被測介質(zhì)(jizh)的密度 第26頁/共38頁第二十六頁，共39頁。壓力表的連接處，應(yīng)根據(jù)被測壓力的高低和介質(zhì)性質(zhì)，壓力表的連接處，應(yīng)根據(jù)被測壓力的高低和介質(zhì)性質(zhì)，選擇適當(dāng)?shù)牟牧献鳛槊芊鈮|片，以防泄漏。一般低于選擇適當(dāng)?shù)牟牧献鳛槊芊鈮|片，以防泄漏。一般低于80及及2MPa時(shí)，用牛皮或橡皮時(shí)，用牛皮或橡皮(xingp)墊片；在墊

12、片；在450及及5MPa以下用石棉或鋁墊片；溫度及壓力更高以下用石棉或鋁墊片；溫度及壓力更高時(shí)用退火紫銅或鋁墊片。時(shí)用退火紫銅或鋁墊片。第27頁/共38頁第二十七頁，共39頁。 （三）壓力計(jì)的校驗(yàn) 壓 力 計(jì) 在 長 期 的 使 用 中 ， 會(huì) 因 彈 性 元 件 疲 勞 ， 傳 動(dòng)(chundng)(chundng)機(jī)構(gòu)磨損及化學(xué)腐蝕等造成測量誤差。所以有必要對儀表定期進(jìn)行校驗(yàn)；新儀表在安裝使用前也應(yīng)校驗(yàn)，以便更恰當(dāng)?shù)墓烙?jì)儀表指示值的可靠程度。 （1 1）校驗(yàn)原理：校驗(yàn)工作是將被校儀表與標(biāo)準(zhǔn)表處在相同條件下的比較過程。 標(biāo)準(zhǔn)儀表的選擇原則是，當(dāng)被校儀表的允許絕對誤差為x x時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)儀表的允許

13、絕對誤差不得超過 x x。這樣可以認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)儀表的讀數(shù)就是真實(shí)值。 為防止標(biāo)準(zhǔn)儀表超程損壞，標(biāo)準(zhǔn)儀表的測量范圍應(yīng)比被校儀表大一檔次。比較結(jié)果若被校儀表的精確度等級高于儀表標(biāo)明的等級，儀表合格。13第28頁/共38頁第二十八頁，共39頁。（2 2）檢驗(yàn)儀表活塞式壓力計(jì)： 在一個(gè)密閉的容器內(nèi)充滿變壓器油（6MPa6MPa以下）或蓖麻油（6MPa6MPa以上(yshng)(yshng)）。轉(zhuǎn)動(dòng)手輪使活塞向前推進(jìn)，對油產(chǎn)生一個(gè)壓力，這個(gè)壓力在密閉的系統(tǒng)內(nèi)向各個(gè)方向傳遞，所以進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)儀表、被校儀表和標(biāo)準(zhǔn)器的壓力是相等的。因此利用比較的方法便可得出被校儀表的絕對誤差。 標(biāo)準(zhǔn)器由活塞和砝碼構(gòu)成。活塞的有效面積

14、和活塞桿、砝碼的重量都是已知的，這樣，標(biāo)準(zhǔn)器的標(biāo)準(zhǔn)壓力值就可根據(jù)壓力的定義準(zhǔn)確地計(jì)算出來。 活塞式壓力計(jì)的精確度有0.050.05，0.20.2級等數(shù)種。如被校壓力計(jì)的精確度不高，則不用砝碼校驗(yàn)，而采用被校儀表與標(biāo)準(zhǔn)儀表比較的方法校驗(yàn)。這時(shí)要關(guān)閉針閥。第29頁/共38頁第二十九頁，共39頁?；钊綁毫τ?jì)示意圖 第30頁/共38頁第三十頁，共39頁。（3 3）校驗(yàn)內(nèi)容： 校驗(yàn)分為現(xiàn)場校驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室校驗(yàn)，校驗(yàn)內(nèi)容包括指示值誤差，變差和線性調(diào)整。 具體步驟是：首先在被校表量程范圍內(nèi)均勻地確定幾個(gè)被校點(diǎn)（一般為5 56 6個(gè)，一定有測量的下限和上限值），然后由小到大（上行程）逐點(diǎn)比較(bjio)(bji

15、o)標(biāo)準(zhǔn)表的指示值，直到最大值。在推進(jìn)一點(diǎn)點(diǎn)，使指針稍超過最大值，再進(jìn)行下行程的校驗(yàn)。這樣反復(fù)2 23 3次，最后依各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的定義進(jìn)行計(jì)算，確定儀表是否合格。 第31頁/共38頁第三十一頁，共39頁。 井下生產(chǎn)測試儀表是指用于測試井下壓力流量溫度等參數(shù)的儀表, ,井下壓力流量溫度等參數(shù)是我們在石油勘探開發(fā)過程中的重要資料, ,是研究油氣層特性, ,了解油氣田不同(b (b tn)tn)開發(fā)階段規(guī)律, ,掌握油氣田動(dòng)態(tài)不可缺少的重要依據(jù). .井下參數(shù)的正確測試與測量, ,對我們準(zhǔn)確估算地下儲(chǔ)量和油井生產(chǎn)能力制定合理的開發(fā)工藝和調(diào)整挖潛方案具有十分重要的意義. . 井下生產(chǎn)測試儀表, ,為了適

16、應(yīng)井下工作和測量環(huán)境, ,在設(shè)計(jì)上有許多共同之處和特別設(shè)計(jì). .顯著特點(diǎn): : 結(jié)構(gòu)是細(xì)長筒形, ,以便于下入油套管內(nèi)測量 都有類似的繩帽, ,用于連接錄井鋼絲吊掛儀表下井 尾錐, ,導(dǎo)向和防震作用 機(jī)械時(shí)鐘和記錄裝置, ,記錄井下參數(shù)大小 井下生產(chǎn)測試儀表結(jié)構(gòu)和檢測元件與地上儀表有些差別, ,但基本測量原理是一樣的. .第32頁/共38頁第三十二頁，共39頁。第33頁/共38頁第三十三頁，共39頁。 測量部分：由隔離波紋管、傳壓毛細(xì)銅管、多圈螺旋彈簧管組成。它們形成一個(gè)(y )(y )封閉系統(tǒng)，內(nèi)充工作液，( (通常甲苯、乙基苯等液體) )。波紋管的作用有：一是傳遞被測壓力給彈簧管；二是起隔

17、離作用，不讓被測井液直接作用于彈簧管內(nèi)腔，以免彈簧管被污物堵塞； 螺旋彈簧管一端固定在中間接頭上，并連結(jié)毛細(xì)管，與波紋管相通，承受被測壓力。另一端封閉，為自由端，并通過筆桿承套固定記錄筆桿。彈簧管在被測壓力作用下產(chǎn)生變形時(shí)，其自由端帶動(dòng)記錄筆桿旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的角度。 記錄裝置：由螺桿、記錄紙筒、記錄筆等組成。螺桿通過聯(lián)軸器在鐘機(jī)帶動(dòng)下逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，使得內(nèi)壁裝記錄紙的記錄筒由上往下勻速移動(dòng)。記錄筆桿下端與彈簧管自由端連接，上端固定帶有彈簧片的記錄筆。記錄筆壓在記錄紙上并隨彈簧管自由端繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。 第34頁/共38頁第三十四頁，共39頁。 井下壓力計(jì)所使用的記錄紙，是在紙基上涂敷一層墨粉后，再涂上一層白

18、色蠟?zāi)ざ瞥傻姆浪?。?dāng)記錄筆尖劃去白色蠟?zāi)ず?，就在記錄紙上留下一條黑色印痕來。 最高溫度計(jì)部分：由溫度計(jì)和尾錐組成。最高溫度計(jì)裝在金屬護(hù)套內(nèi)，其兩端裝有橡膠墊圈及彈簧減震裝置(zhungzh)(zhungzh)。最高溫度計(jì)是玻璃棒水銀溫度計(jì)。經(jīng)過特殊處理后，象醫(yī)用體溫計(jì)一樣可以測出在測量過程中儀表所遇到的最高溫度。使用過程中，為了減小熱慣性、加快傳熱速度，通常在壓力計(jì)外殼與溫度計(jì)之間灌入機(jī)油或金屬屑。 整個(gè)壓力計(jì)外殼用不銹鋼制成，各段均用螺紋連接。各段之間用橡膠墊圈和“O”“O”型密封圈密封。在儀器外殼制有網(wǎng)紋滾花或銑有兩平面，以便于拆裝。第35頁/共38頁第三十五頁，共39頁。 CY613-A型井下壓力結(jié)構(gòu)圖1-繩帽子 2-鐘機(jī)壓緊接頭 3-鐘機(jī) 4-鐘筒 5-摩擦輪 6-螺桿上支撐 7-記錄裝置(zhungzh)外殼 8-記錄筒固定套 9-螺桿 10-支撐螺絲 11-記錄筒 12-記錄筆 13-固定螺釘 14-記錄筆桿 15-記錄筆桿承套 16-螺旋彈簧管 17-外殼 18-心臟主體 19-皺褶盒 20-濾網(wǎng) 21-溫度計(jì) 22-溫度計(jì)外殼 23-金屬護(hù)套 24 -尾椎第36頁/共38頁