产品应用说明‐‐油田行业

• 关键词：扭矩,应变传感器

产品应用说明‐‐油田行业

应用项目

油田钻井井架应变测量，注水泵或其他旋转机械扭矩测量 

一、应用背景情况： 扭矩：为响应国家节能减排号召，油田将定期对注水泵等电机功率进行检测，更换或维修能耗过大设备。

二、因为数量庞大，需要提高效率。对于一个注水站来说，用户希望能够一次停机，安装上 4‐8 台扭矩测 量节点，然后在同一工况下同步检测。电机旋转轴节点安装空间有限，希望体积越紧凑越好。对无线传输 距离同样提出要求，最好能在车间值班室接收各节点信号，如果车间过大，也要保证网关在一点能同时 覆盖整个车间。 应变：根据国家 SYT 6326‐1997 《石油钻机用井架承载能力检测评定方法》，服役井架两年必须对承载 能力强制检测。由于井架分布广，绝大多数在偏远野外，有线仪器明显安装携带不方便，实验设备必须用 卡车转载，布线非常复杂。钻井平台干扰严重。

三、应用情况：

1.扭矩静态标定用一根实际的电机轴，加上半米的加载杆，挂上 100，50N 重物，测量应变和扭矩，得到应变扭矩系数。贴片分两种，上下对称贴两个半桥，各贴两组，分别连接到 TQ101 和对方。调平后加载 100N 砝码读数， 卸下砝码，读数看回零，继续加载 200N 砝码读数，卸下砝码，看回零，重复三次。BEEDATA 设置为，1SPS，K=0.04084（全桥弯曲桥路，应变片系数 2.14，350 欧姆，直接用 BEEDATA 自带的 小工具可以计算得到）。全桥结果对比：调零后，TQ101 漂移在 0 到 0.1Ue。加上 50 斤负载后，应变显示 7.1‐7.2u。卸载，TQ101 准确回零，继续在 0 到 0.1uE 波动。 半桥结果：考虑到现场实际使用粘贴应变片工作量较大，又进行了半桥测试，K=0.18959。测试结果和全桥 完全一致。

2.扭矩试验台试验胜利油某厂建立了一个电机试验台，拥有标准电机试验台，有0.05%精度的扭矩传感器和转速传感器可以得到实时输出值，电机扭矩输出可以随便调节（通过调负载）。 贴片贴为全桥，半桥两种。因为有标准扭矩输出，所以没有对两台仪器同时做比对，分开试验。BEEDATA 设置为：200SPS，K值和静载一样。读数时用图表显示框（读平均值）全桥读出结果为： 转速：998.3 rpmTQ101(7.6和15.2ue)台架扭矩 传感器显 示（51N.m和101.61N.m） 半桥读出结果为：转速：999.5 rpm TQ101(8.6 和 16.5 ue)  台架扭矩传感器显示（50N.m 和 99.98N.m） 在整个电机试验间，都可以接收到信号。

3.井架检测：

在钻井架贴四根钢架上分两层贴 32 个半桥（T 型）片子，测量钻杆加载时的井架受力情况，加载卸载共做三次，取平直段一段时间的平均值。计算出井架的实际承载能力。使用4通道应变节点正好合适，一根钢架一层正好四片。节点放在最高的地方，接收顺畅。 结果和有线系统完全一样，但是明显抗干扰能力强于有线 系统。50SPS采样率。采集存储时间一分钟（直接存在计算机上）。 数据没有调整应变系数，K=1。

四、扩展应用：

应变传感器对于其他设备兼容性好，可兼容所有电阻桥路属性传感器，就用户所使用位移传感器就可 完美连接，在相同点位测量时减少连线，并可对数据进行实时同步传输（连接方式见《对于必创无限应变 节点与位移计的连接方法说明》）；

亦可与桥压形式的力传感器相连接，在相同点位测量时减少连线，并可对数据进行实时同步传输（连 接方式见《对于必创无限应变节点与拉压传感器的连接方法说明》）。