斯帕泰克壓力計常見故障與維修方案

1、<p>　　斯帕泰克壓力計常見故障與維修方案</p><p>　　[摘 要]斯帕泰科壓力計以其穩(wěn)定的性能在油田試井測試中得到了廣泛的應用。掌握一些電子壓力計的原理和維修知識對我們用好壓力計是非常必要的。本文對斯帕泰克壓力計的結構和原理進行了簡單分析，并提出了幾種常見故障的維修方案。 </p><p>　　[關鍵詞]電子壓力計；維修 </p><p>　　中

2、圖分類號：TG331 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）17-0052-01 </p><p><b>　　1 前言 </b></p><p>　　斯帕泰科（SPT）壓力計由加拿大斯帕泰科公司生產，該種壓力計量程大，性能穩(wěn)定能滿足大多數井況和施工方式的要求。目前測試隊主要應用的有1.25英寸與1英寸直讀存儲兩用式壓力計。量程分別為（170℃ 15

3、Kpsi）、（170℃ 20Kpsi）。由于使用頻繁，下井時間長等因素影響，壓力計故障故障率開始上升，因此掌握一些壓力計的原理和維修知識對我們用好壓力計是十分必要的。下面介紹幾種斯帕泰克壓力計的常見故障與維修方案以供大家參考。 </p><p>　　2 壓力計基本結構與原理 </p><p>　　2.1 壓力計的基本結構 </p><p>　　壓力計由傳壓接頭、外筒

4、、電池筒、電路板、傳感器等幾部分組成。傳壓接頭、外筒、電池筒由防腐的特殊合金制成，同時傳感器與外筒內放置了密封O圈，外筒與電池筒之間加入了密封膠圈，保證了外筒內部的電路板、傳感器不受井下氣液腐蝕而損壞。 </p><p>　　2.2 存儲式電子壓力計的基本原理 </p><p>　　傳感器把井下壓力、溫度這些物理信號轉變成電信號傳給電路板。電路板對傳來的電信號進行采集、轉換、存儲，最后再與

5、PC機通訊把數據傳送給PC機處理。 </p><p>　　電子壓力計的控制電路（電路板）主要由單片機、A/D轉換器、電源、數據存儲器幾部分構成。電源的主要功能是把電池提供的電壓經穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后給其它器件提供一恒定的電壓。A/D轉換器的主要功能是把壓力傳感器和溫度傳感器對壓力和溫度的感應電信號，在單片機的控制下將模擬信號轉換為數字信號。數據存儲器的功能是在單片機的控制下將A/D轉換器轉換的數字信號儲存起來。單片機的主

6、要工作為與PC機通訊，控制各個功能模塊按工作表協調工作。 </p><p>　　2.3 SPT壓力計電路板的結構 </p><p>　　電路板存儲器由八塊串行存儲器（其中標注有U13的為第一存儲芯片，其他片以此類推）一塊EEPROM組成，其中EEPROM存儲壓力計標定系數和壓力計編號。串行存儲器存儲壓力計工作表和采集的壓力溫度數據。電源由兩片電源芯片組成，其中電源1負責給單片機和存儲芯片供

7、電。電源2負責給傳感器和AD轉換器供電。電源2受單片機控制，只有在采集數據時才進行工作。2個晶振外形較大的給單片機提供時鐘信號，另一個為在采集時的記時時鐘。電平轉換芯片負責單片機與PC機通訊。正面的AD芯片負責壓力信號的轉換，背面的AD芯片負責溫度信號的轉換。 </p><p>　　2.4 故障診斷軟件的使用方法 </p><p>　　我們還可以通過故障診斷軟件來查看各個芯片的工作情況?？?/p>

8、以看見存儲芯片的工作狀態(tài)。 進入錯誤查詢界面可以看見各個芯片的工作狀態(tài)。 </p><p>　　3 斯帕泰科的常見故障與維修方案 </p><p>　　3.1 軟件或計算機故障導致壓力計無法正常工作 </p><p>　　首先有一些故障不是壓力計損壞造成的，如PC機串行端口故障或軟件設置不當以及壓力計通訊線損壞造成壓力計無法與PC機通訊。或由于軟件版本不兼容、軟件錯

9、誤出現回放數據錯誤等，這類問題一般的解決辦法是首先看一下軟件的串行口設置、版本是否正確，更換通訊線，如問題還不能解決可以更換一臺電腦進行回放。 </p><p>　　3.2 壓力計損壞 </p><p>　　如果是壓力計發(fā)生損壞，首先記錄故障現象和使用情況，保存好故障曲線。然后觀察壓力計的外觀，有一些故障通過觀察就可以作出判斷，特別是當壓力計故障現象不明顯，時隱時現時，做好觀察記錄是十分重

10、要的。 </p><p>　　首先觀察電路板焊點處有伸須現象（即電路板受氣體腐蝕后焊點處長出絨毛一樣的金屬物質），電路板上金屬導線有銹化痕跡等。如果電路板出現上述現象，則電路板的性能嚴重下降，無維修價值，需要更換。再查看傳感器表面是否出現破損導致內部硅油泄漏。接線柱是否受腐蝕而斷裂。傳感器，七芯插頭與電路板連接的導線是否連接牢固，有無虛接現象。電路板上各個芯片的引腳，焊點是否有因為焊錫渣、金屬線出現短路現象。如壓

11、力計通訊時斷時續(xù)，壓力頻率值波動等現象都有可能是導線虛接造成的。下面介紹幾種SPT壓力計的常見故障。 </p><p>　　3.2.1 曲線出現非點 </p><p>　　終端檢測可以發(fā)現壓力或溫度的頻率值超出正常范圍。在常溫下壓力正常頻率值在63-68萬之間，溫度正常頻率值在14-19萬之間，且在常溫下數值變化不應超過百位。 </p><p>　　非點現象可能是由

12、AD芯片損壞或傳感器內部引線斷極，接線柱腐蝕斷裂等引起的，也有可能是傳感器導線虛接引起的。 </p><p>　　運行診斷軟件，查看AD芯片的工作狀態(tài)，如發(fā)生異常則初步判斷AD損壞。需更換AD芯片。 </p><p>　　如檢測顯示AD工作正常，可以拆下傳感器，先觀察接線柱是否完好，再測量傳感器個引腳間的阻值，正常值在3-15K歐，如發(fā)現阻值達到兆歐級，則傳感器內部引線斷極，傳感器損壞。需

13、更換傳感器。 </p><p>　　需要特別說明的是如果終端采樣值在百位上有波動。則有可能是傳感器導線虛接引起的。只需用烙鐵加熱電路板插孔，然后用吸錫器，吸干凈插孔中的錫。用剝線鉗剝去傳感器導線的外皮，在露出的金屬線上鍍上一層錫，把導線插入插孔加錫重新焊牢即可解決問題。 </p><p>　　如非點發(fā)生在高溫段，常溫終端采樣無異常，則對故障點的判斷比較困難，只能分別更換傳感器、電路板進行高

14、溫檢測。 </p><p>　　3.2.2 時序混亂 </p><p>　　如壓力計終端采樣不記時，TIME顯示為0，并且不隨采樣而增加。錯誤查詢界面顯示32KHZ clock not running。則是小晶振損壞引起時序混亂。 </p><p>　　如小晶振工作正常則是單片機損壞，需要更換電路板。 </p><p>　　3.2.3 無法通

15、訊 </p><p>　　先檢查大晶振的引腳是否斷裂，如輕輕晃動壓力計如聽到晶振發(fā)出咔咔聲，則是晶振內部損壞。 </p><p>　　如晶振外觀良好，則是單片機損壞，需更換電路板。 </p><p>　　3.2.4 無法讀取存儲芯片 </p><p>　　當軟件顯示存儲量出現負值，并且無法讀取EEPROM中的壓力計號和標定系數。檢測壓力計的存

16、儲芯片狀態(tài)，發(fā)現所有存儲片顯示FAILD。錯誤查詢界面顯示一般讀寫錯誤。這時可以判斷單片機損壞需更換電路板。 </p><p>　　當壓力計單片機損壞無法獲取數據時，可以把存儲芯片拆下來安裝到另一支壓力計上進行回放。由于我們一般地采樣量在1萬左右，所以更換第一存儲片即可。 </p><p>　　3.2.5 存儲量超出實際采樣量 </p><p>　　如顯示存儲量超出

17、實際采樣量，并且回放數據顯示為一個點，檢測壓力計的存儲芯片狀態(tài)，發(fā)現第n存儲片顯示FAILD。錯誤查詢界面顯示PROGRAMMED FLASH SIZE EXEED PHYSICAL LIMIT。這時可以根據提示更換存儲芯片。 </p><p>　　3.2.6 壓力計狀態(tài)欄出現亂碼 </p><p>　　這可能是由于EEPROM受到干擾，壓力計的標定數據丟失導致的。重新傳送系數壓力計就可以

18、恢復正常。如仍然無法讀取標定系數，則是EEPROM損壞需要更換。 </p><p><b>　　4 總結 </b></p><p>　　以上只是依據壓力計的基本原理對壓力計常見故障的一些簡單分析和判斷。壓力計的應用，不但提高了測試的精度，而且解決了在高溫高壓下長時間測試的難題，為油田的勘探開發(fā)提供了可靠的技術保證。因此，掌握一些壓力計的常見的故障及排除方法，是應用好壓