LVDT传感器在井径测量中的应用探讨.pdfVIP

维普资讯 江 汉 石．油职 工 大 学 学报 2007年 07月 JournalofJianghanPetroleumUniversityofStaffandWorkers 第 20卷 第 4期 LVDT传感器在井径测量中的应用探讨 饶海涛 (中国石化集团L~r-~X；油管理局测录井工程公司，湖北 潜江 433123) [摘 要] LVDT是线性位移差动变压器，为一种机械电子传感器，其输入是磁芯的机械移动，输出是与磁芯位置成 正比的交流电压信号，它运用在生产中，能够克服仪器机械摩擦，使井径测量具有很强的灵敏性，能在强磁场、大电流、 潮湿的恶劣环境中工作，重复性好，精度高，具有很强的优越性，为井径测量提供了好的途径。 [关键词] LVDT传感器；井径测量；AD698 [中图分类号] TE353．3 [文献标识码] A [文章编号] 1OO9—301X(2OO7)04～OO87—03 井径测量在裸眼井测井中非常重要，它不仅仅提供 (1)实现了无磨损测量操作，克服仪器机械摩擦，增 井眼状况数据，为固井提供水泥量估算，同时也是测井曲 强探头的机械寿命。 线解释中非常重要的校验参数。目前我们所使用的井径 (2)满足了极高解析度，实现了井径测量的灵敏性， 测量仪器均是使用拉杆电位器将位移量转化为电信号。 动态特性好。 在CSU的AMS测井仪器中，测量电缆头的张／压力是用 (3)由于 LⅥ丌所用材料和工艺的特性，确保了井 一 组差动线圈测量钛棒长度增量，将张／压力转化为钛棒 径仪探头总成的经久耐用及环境适应性好，可在强磁场， 长度的变化，再通过变压器将激励信号转换为与钛棒长 度变化一致的电信号，从而记录张／压力。而现在有一种 大电流，潮湿等恶劣环境下工作。 LVDT传感器类似该原理，可以取代拉杆电位器将位移 (4)结构简单，工作可靠、线性度好，重复性好，精度高。 信号转换为电信号，从而进行井径的测量。本文就此可 LVDT传感的结构及原理见图2。几 能性及优缺点进行探讨。 】 LⅥ了r传感技术的测量机理 1．1 LVDT传感技术的结构及特点 LVDT是线性位移差动变压器 (LinearVariable DifferentialTransformer)，为一种机械——电子传感 器，其输入是磁芯的机械移动，输 出是与磁芯位置成正 比的交流电压信号。如图1所示，LVDT位移传感器由 匠 同心分布在线圈骨架上一初级线圈P，二个次级线圈S1 和 s2组成，线圈组件内有一个可 自由移动的杆状磁芯 (铁芯)。当铁芯在线圈内移动时，改变了空间的磁场分 布，从而改变了初次级线圈之间的互感量M；当初级线 圈供给一定频率的交变电压时，次级线圈就产生感应电 动势。随着铁芯的位置不同，次级产生的感应电动势也 不同，这样就将铁芯的位移量变成了电压信号输出。为 了提高传感器灵敏度改善线性度，实际工作时是将两个 图1 LVDY传感的结构及原理 次级线圈反串接，故两个次级线圈电压极性相反．于是 1．2 LvDT(LinearVariableDifferentialTransfomr er)的 传感器的输出是两个次级线圈电压之差 ，其电压差值与 基本原理 位移量成线性关系。 依据楞次定理 (Lenzs w)主要利用电磁效应(变 这样的结构，确定了LVDT传感器性能其特点如下： [收稿 日期]2007一O5—17 [作者简介]饶海涛(1973一)。男，1995年L~r-~X；油学院地球物理专业本科毕业，工