斯帕泰克壓力計(jì)常見故障與維修方案

1、<p>　　斯帕泰克壓力計(jì)常見故障與維修方案</p><p>　　[摘 要]斯帕泰科壓力計(jì)以其穩(wěn)定的性能在油田試井測(cè)試中得到了廣泛的應(yīng)用。掌握一些電子壓力計(jì)的原理和維修知識(shí)對(duì)我們用好壓力計(jì)是非常必要的。本文對(duì)斯帕泰克壓力計(jì)的結(jié)構(gòu)和原理進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，并提出了幾種常見故障的維修方案。 </p><p>　　[關(guān)鍵詞]電子壓力計(jì)；維修 </p><p>　　中

2、圖分類號(hào)：TG331 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）17-0052-01 </p><p><b>　　1 前言 </b></p><p>　　斯帕泰科（SPT）壓力計(jì)由加拿大斯帕泰科公司生產(chǎn)，該種壓力計(jì)量程大，性能穩(wěn)定能滿足大多數(shù)井況和施工方式的要求。目前測(cè)試隊(duì)主要應(yīng)用的有1.25英寸與1英寸直讀存儲(chǔ)兩用式壓力計(jì)。量程分別為（170℃ 15

3、Kpsi）、（170℃ 20Kpsi）。由于使用頻繁，下井時(shí)間長(zhǎng)等因素影響，壓力計(jì)故障故障率開始上升，因此掌握一些壓力計(jì)的原理和維修知識(shí)對(duì)我們用好壓力計(jì)是十分必要的。下面介紹幾種斯帕泰克壓力計(jì)的常見故障與維修方案以供大家參考。 </p><p>　　2 壓力計(jì)基本結(jié)構(gòu)與原理 </p><p>　　2.1 壓力計(jì)的基本結(jié)構(gòu) </p><p>　　壓力計(jì)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(shí)傳感器與外筒內(nèi)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(nèi)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(chǔ)式電子壓力計(jì)的基本原理 </p><p>　　傳感器把井下壓力、溫度這些物理信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)傳給電路板。電路板對(duì)傳來的電信號(hào)進(jìn)行采集、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)，最后再與

5、PC機(jī)通訊把數(shù)據(jù)傳送給PC機(jī)處理。 </p><p>　　電子壓力計(jì)的控制電路（電路板）主要由單片機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換器、電源、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器幾部分構(gòu)成。電源的主要功能是把電池提供的電壓經(jīng)穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后給其它器件提供一恒定的電壓。A/D轉(zhuǎn)換器的主要功能是把壓力傳感器和溫度傳感器對(duì)壓力和溫度的感應(yīng)電信號(hào)，在單片機(jī)的控制下將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的功能是在單片機(jī)的控制下將A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)儲(chǔ)存起來。單片機(jī)的主

6、要工作為與PC機(jī)通訊，控制各個(gè)功能模塊按工作表協(xié)調(diào)工作。 </p><p>　　2.3 SPT壓力計(jì)電路板的結(jié)構(gòu) </p><p>　　電路板存儲(chǔ)器由八塊串行存儲(chǔ)器（其中標(biāo)注有U13的為第一存儲(chǔ)芯片，其他片以此類推）一塊EEPROM組成，其中EEPROM存儲(chǔ)壓力計(jì)標(biāo)定系數(shù)和壓力計(jì)編號(hào)。串行存儲(chǔ)器存儲(chǔ)壓力計(jì)工作表和采集的壓力溫度數(shù)據(jù)。電源由兩片電源芯片組成，其中電源1負(fù)責(zé)給單片機(jī)和存儲(chǔ)芯片供

7、電。電源2負(fù)責(zé)給傳感器和AD轉(zhuǎn)換器供電。電源2受單片機(jī)控制，只有在采集數(shù)據(jù)時(shí)才進(jìn)行工作。2個(gè)晶振外形較大的給單片機(jī)提供時(shí)鐘信號(hào)，另一個(gè)為在采集時(shí)的記時(shí)時(shí)鐘。電平轉(zhuǎn)換芯片負(fù)責(zé)單片機(jī)與PC機(jī)通訊。正面的AD芯片負(fù)責(zé)壓力信號(hào)的轉(zhuǎn)換，背面的AD芯片負(fù)責(zé)溫度信號(hào)的轉(zhuǎn)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(gè)芯片的工作情況。可

8、以看見存儲(chǔ)芯片的工作狀態(tài)。 進(jìn)入錯(cuò)誤查詢界面可以看見各個(gè)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(jì)算機(jī)故障導(dǎo)致壓力計(jì)無(wú)法正常工作 </p><p>　　首先有一些故障不是壓力計(jì)損壞造成的，如PC機(jī)串行端口故障或軟件設(shè)置不當(dāng)以及壓力計(jì)通訊線損壞造成壓力計(jì)無(wú)法與PC機(jī)通訊?；蛴捎谲浖姹静患嫒荨④浖e(cuò)

9、誤出現(xiàn)回放數(shù)據(jù)錯(cuò)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(shè)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(tái)電腦進(jìn)行回放。 </p><p>　　3.2 壓力計(jì)損壞 </p><p>　　如果是壓力計(jì)發(fā)生損壞，首先記錄故障現(xiàn)象和使用情況，保存好故障曲線。然后觀察壓力計(jì)的外觀，有一些故障通過觀察就可以作出判斷，特別是當(dāng)壓力計(jì)故障現(xiàn)象不明顯，時(shí)隱時(shí)現(xiàn)時(shí)，做好觀察記錄是十分重

10、要的。 </p><p>　　首先觀察電路板焊點(diǎn)處有伸須現(xiàn)象（即電路板受氣體腐蝕后焊點(diǎn)處長(zhǎng)出絨毛一樣的金屬物質(zhì)），電路板上金屬導(dǎo)線有銹化痕跡等。如果電路板出現(xiàn)上述現(xiàn)象，則電路板的性能嚴(yán)重下降，無(wú)維修價(jià)值，需要更換。再查看傳感器表面是否出現(xiàn)破損導(dǎo)致內(nèi)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(dǎo)線是否連接牢固，有無(wú)虛接現(xiàn)象。電路板上各個(gè)芯片的引腳，焊點(diǎn)是否有因?yàn)楹稿a渣、金屬線出現(xiàn)短路現(xiàn)象。如壓

11、力計(jì)通訊時(shí)斷時(shí)續(xù)，壓力頻率值波動(dòng)等現(xiàn)象都有可能是導(dǎo)線虛接造成的。下面介紹幾種SPT壓力計(jì)的常見故障。 </p><p>　　3.2.1 曲線出現(xiàn)非點(diǎn) </p><p>　　終端檢測(cè)可以發(fā)現(xiàn)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(wàn)之間，溫度正常頻率值在14-19萬(wàn)之間，且在常溫下數(shù)值變化不應(yīng)超過百位。 </p><p>　　非點(diǎn)現(xiàn)象可能是由

12、AD芯片損壞或傳感器內(nèi)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(dǎo)線虛接引起的。 </p><p>　　運(yùn)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(cè)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(cè)量傳感器個(gè)引腳間的阻值，正常值在3-15K歐，如發(fā)現(xiàn)阻值達(dá)到兆歐級(jí)，則傳感器內(nèi)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(dòng)。則有可能是傳感器導(dǎo)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?nèi)鞲衅鲗?dǎo)線的外皮，在露出的金屬線上鍍上一層錫，把導(dǎo)線插入插孔加錫重新焊牢即可解決問題。 </p><p>　　如非點(diǎn)發(fā)生在高溫段，常溫終端采樣無(wú)異常，則對(duì)故障點(diǎn)的判斷比較困難，只能分別更換傳感器、電路板進(jìn)行高

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

15、訊 </p><p>　　先檢查大晶振的引腳是否斷裂，如輕輕晃動(dòng)壓力計(jì)如聽到晶振發(fā)出咔咔聲，則是晶振內(nèi)部損壞。 </p><p>　　如晶振外觀良好，則是單片機(jī)損壞，需更換電路板。 </p><p>　　3.2.4 無(wú)法讀取存儲(chǔ)芯片 </p><p>　　當(dāng)軟件顯示存儲(chǔ)量出現(xiàn)負(fù)值，并且無(wú)法讀取EEPROM中的壓力計(jì)號(hào)和標(biāo)定系數(shù)。檢測(cè)壓力計(jì)的存

16、儲(chǔ)芯片狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)所有存儲(chǔ)片顯示FAILD。錯(cuò)誤查詢界面顯示一般讀寫錯(cuò)誤。這時(shí)可以判斷單片機(jī)損壞需更換電路板。 </p><p>　　當(dāng)壓力計(jì)單片機(jī)損壞無(wú)法獲取數(shù)據(jù)時(shí)，可以把存儲(chǔ)芯片拆下來安裝到另一支壓力計(jì)上進(jìn)行回放。由于我們一般地采樣量在1萬(wàn)左右，所以更換第一存儲(chǔ)片即可。 </p><p>　　3.2.5 存儲(chǔ)量超出實(shí)際采樣量 </p><p>　　如顯示存儲(chǔ)量超出

17、實(shí)際采樣量，并且回放數(shù)據(jù)顯示為一個(gè)點(diǎn)，檢測(cè)壓力計(jì)的存儲(chǔ)芯片狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)第n存儲(chǔ)片顯示FAILD。錯(cuò)誤查詢界面顯示PROGRAMMED FLASH SIZE EXEED PHYSICAL LIMIT。這時(shí)可以根據(jù)提示更換存儲(chǔ)芯片。 </p><p>　　3.2.6 壓力計(jì)狀態(tài)欄出現(xiàn)亂碼 </p><p>　　這可能是由于EEPROM受到干擾，壓力計(jì)的標(biāo)定數(shù)據(jù)丟失導(dǎo)致的。重新傳送系數(shù)壓力計(jì)就可以

18、恢復(fù)正常。如仍然無(wú)法讀取標(biāo)定系數(shù)，則是EEPROM損壞需要更換。 </p><p><b>　　4 總結(jié) </b></p><p>　　以上只是依據(jù)壓力計(jì)的基本原理對(duì)壓力計(jì)常見故障的一些簡(jiǎn)單分析和判斷。壓力計(jì)的應(yīng)用，不但提高了測(cè)試的精度，而且解決了在高溫高壓下長(zhǎng)時(shí)間測(cè)試的難題，為油田的勘探開發(fā)提供了可靠的技術(shù)保證。因此，掌握一些壓力計(jì)的常見的故障及排除方法，是應(yīng)用好壓