传感器
录井传感器是综合录井仪最基础的部分，其工作性能的好坏直接影响着录井质量。
录井传感器可分为绞车传感器、泵冲传感器、转盘转速传感器、悬重传感器、立管压力传感器、套管压力传感器、扭矩传感器、温度传感器、密度传感器、电导率传感器、体积传感器、流量传感器、硫化氢传感器等。
一、绞车传感器
1、工作原理
绞车传感器安装在绞车轴上，可以监测整个钻进过程中绞车轴转动所产生的角位移。通过计算就可以得到钻进过程中大钩的高度变化，从而得到当前的钻井深度。
传感器内部装有两只光电开关，并配有一片带齿片的遮光片，当遮光片随绞车轴转动时，分别阻断或导通传感器内两只光电开关间隙中的红外光线，从而发出两组相应的电脉冲信号，此信号送入仪器经识别处理后就可以得到相应的角位移方向和变化值。
2、技术指标
工作电压： 3-12V （DC）；推荐工作电压 5V（DC）
输出电平：高电平≥4.3V；低电平≤0.5V(5V供电时)。
工作温度：–40℃～80℃
功耗： 30mw
响应时间：150μS
3、安装和使用
引出脚接线规定
传感器为4线制，分别定义为：
红色 +5V；
黑色 0V；
蓝色 信号A；
黄色 信号B。
安装操作步骤
绞车传感器安装在绞车轴上，滚筒轴两端均可安装，但输出相位的位序相反，为正确确定转轴方向，接收仪器有相应的倒向开关，传感器外壳可靠接地。安装时，卸下滚筒轴端面的护罩及导气龙头的气动接头，先将传感器安装牢固，再把气动接头装上，用绞车皮带将传感器的外壳固定牢固后，装上护罩，最后将电缆线接至接收仪器。
4、一般故障判断及排除
如绞车传感器在绞车轴旋转过程中，无信号输出，即两路脉冲或一路脉冲信号出故障，首先应检查加长电缆的断线或损坏。
如怀疑绞车传感器出故障，在通电情况下缓慢转动绞车传感器轴，同时用万用表直流电压挡分别测量传感器的信号A脚和B脚输出的电压，如果绞车传感器工作正常，输出电压为高电平≥4.3V；低电平≤0.5V。
5、维护保养
采取防水、防污染等外部防护措施以提高其寿命和可靠性。
架接电缆以不防碍井场工作人员的现场操作和不易被砸碰、损坏、架设安全、可靠为原则。
二、泵冲和转盘转速传感器
1、工作原理
泵冲转盘转速传感器是二线制接近开关式传感器，用于测量泵冲或转盘转速。具有电源电压范围宽，重复定位精度高，频率响应快，使用寿命长，耐振动，耐腐蚀，防水等特点。传感器本体有显示动作的指示灯，使用方便。
当金属物体靠近传感器的端面时，使振荡减弱以至停振，施密特电路输出高电平，指示灯亮；当金属物体离开时，振荡器起振，输出低电平，指示灯灭。
2、技术指标
工作温度： -25℃~ 70℃；
工作电压： 5～30 V（DC），推荐工作电压 24 V（DC）；
额定输出电压≥100 mv；
最大输出电流200 mA；
响应时间3 ms
垂直接近距离<15 mm
最高频率200 Hz
输出电平>2 V 高电平接近工作电平
3、安装和使用
引出脚接线规定
传感器为2线制，分别定义为：
棕色 +24V；
蓝色 输出信号。
安装操作步骤
泵冲传感器可用支架固定于泥浆泵头，或转盘的适当部位。调整被测对象感应面的位置与传感器的端面之间的最近距离在10mm以内，加上工作电压。当感应体与传感器端面接近后，指示灯亮；远离传感器时，指示灯灭。为防止野外工作时，工业用水和雨水溅落，也可将泵冲传感器固定在泥浆泵传动轴的轴端部，端部处焊接或固定一块感应面，感应面为长宽各为30mm的铁片，可随传动轴旋转。其感应面与传感器端面平行，调整传感器上的螺母与铁片之间的距离在8-10mm左右，使感应距离较规定的极限尺寸留有适当的余量，以确保工作可靠。
转盘转速传感器可用支架固定在转盘主动轴的适当部位，应考虑到方便安装检修，视钻机型号作出抉择。在主动轴或气囊离合器的转轴上焊接一块长宽各为30mm的铁片，其端面位置应与传感器端面接**行，调整传感器的固定螺母，使铁片与传感器之间的距离在8-10mm左右。
4、一般故障判断及排除
如果泵冲、转盘转速传感器在正常状态下使用无信号输出，首先观察传感器上的指示灯是否有相应的闪烁。如指示灯常灭或常亮，应检查加长电缆是否断路或短路。
确定加长电缆正常后，则测试传感器的工作电压是否为+24V，如工作电压正常，可用金属物体靠近传感器的端面，指示灯应亮，远离时应灭，否则传感器损坏。
若传感器无损坏，应调整传感器与被测物体之间的距离，直到指示灯的亮、灭正常。
5、维护保养
严格按本说明书所标的引出线色标接线，必须直流电源供电。信号输出线严禁与电源线短路。
应注意不使金属屑或带有金属屑的油污玷污感应面，以免造成磁短路而造成传感器误动作。安装点尽量避免阳光直射和雨淋，以提高其可靠性。
加接电缆的铺设，以不防碍井场工作人员的现场操作和不易被砸碰、损坏且架设安全、可靠为原则。
此传感器由于装配位置的不同。产生的脉冲数不一定等于泵冲数和转速，可由接收仪器设定修正系数解决。
三、压力传感器
1、工作原理
压力传感器内部为压阻硅感应元件，硅片被扩散蚀刻为全有源的四臂应变电桥。硅片具有优越的机械性能，如弹性好，无迟滞和原子扩散等，故能提供高电平的输出信号和较强的过载能力。
感应元件基芯安装在全密封的玻璃金属件内，与被测介质之间电信号隔离和物理结构隔离良好。电子束将哈氏合金隔离膜片焊接到密封件上，注入在膜片与基芯的硅油传递施加的压力。
电路组件采用的是微处理芯片和贴面焊接技术、元件少而紧凑。生产过程中温度补偿规则系统被存储在微处理芯片中，将环境温度变化的影响误差减少到最低限度。
2、技术指标
输出信号：4~20mA
精度：±0.2%，
工作温度： -40~+85℃；
工作电压： 12.5～42 V（DC），推荐工作电压 24 V（DC）。
3、安装和使用
在录井过程中，压力传感器可用于悬重、扭矩、立压、套压的压力检测。悬重传感器和扭矩传感器一般使用测量范围为0～5MPa的压力传感器，立压和套压传感器一般使用测量范围为0～40MPa的压力传感器。
引出脚接线规定
传感器为2线制，分别定义为：
+ 工作电源（24V）；
- 输出信号（4~20mA）。
安装操作步骤
在压力接口处连接好带有高压快速接头的高压软管。
根据石油钻井检测不同:如悬重、扭矩、立压、套压的压力分别安装悬重负载变送器、扭矩传感器及阻流管集流管的有关的三通高压接头上。
安装完后，应用加油泵将高压软管注满高压油。
4、维护保养
安装时一定要在无压力状态下，这样才能保证快锁接头良好连接，压力良好地传递。
传感器和连接线点要采取防水、防污染等外部防护措施以提高其寿命和可靠性。
架接电缆以不防碍井场工作人员的现场操作和不易被砸碰、损坏、架设安全、可靠为原则。
四、无腔压力传感器
1、工作原理
无腔压力传感器可以用来测量粘稠易堵介质的压力，由于该传感器的敏感元件采用了硬膜结构，使其与被测介质直接接触时能耐冲击和耐磨损；另外采用了离子束淀积技术，使该传感器具有精度高、能长期在恶劣环境下工作的特点。
2、技术指标
输出信号：4~20 mA
精度：±1.0 %，
工作温度： -40~+80 ℃；
工作电压： 20～28 V（DC），推荐工作电压 24 V（DC）。
3、安装和使用
引出脚接线规定
传感器为2线制，引出线是三芯线分别定义为：
红色 工作电源（24V）；
黄色 输出信号（4~20mA）。
黑色 接外壳
安装
为了使敏感元件不致于被粘稠物质粘上，安装时尽可能使传感器测压头部向下。
4、维护保养
使用时，不要用力拉拔传感器引线，不要用传感器引出线提拉传感器。
传感器和连接线点要采取防水、防污染等外部防护措施以提高其寿命和可靠性。
架接电缆以不防碍井场工作人员的现场操作和不易被砸碰、损坏、架设安全、可靠为原则。
五、温度传感器
1、原理
温度传感器主要由Pt100和变送器组成。Pt100是将钻井液的温度转换为电阻信号，而变送器则是将电阻信号转换为4～20mA标准电流信号。
2、技术指标
感温元件Pt100在0℃时的电阻值(R0)及其与在100℃时的阻值(R100)的比值: R0=100±0.1, R100/R0 =1.385±0.001
测温范围: 0~100℃
时间常数: <60秒
最小插入深度: >160mm
绝缘电阻: 20MΩ (100V)
测量精度: ±0.5% F.S
3、接线
温度传感器为二线制，分别定义为：+24VDC、4～20mA信号输出。
4、安装
进口温度传感器可用固定架固定于泥浆泵进口处的泥浆池内，出口温度传感器可用固定架固定于出口泥浆槽或振动筛的槽内。
5、维护和保养
泥浆粘附在温度传感器上，应及时清洗，保证传感器可靠、准确运行。
温度传感器在使用中发生故障，应检查电缆的断线和短路及接线头的脱落。
温度传感器发生故障，可用万用表的电阻档测量Pt100热敏电阻引线两端，应有100—140Ω之间的阻值，否则可怀疑传感器内铂丝开路或连接处接触不良。
六、密度传感器
1．工作原理
密度传感器采用微压差工作方式。其工作原理是利用两个带有波纹膜片的探头在不同深度检测液体所产生的压力差，该压力差的大小与液体的密度成正比。压力差信号由电路
转换、处理后，输出与液体密度成正比的标准电流信号。
2. 技术指标
测量范围： 0～3g/cm3，测量范围连续可调设定
输出电流： 4～20mA；
测量精度： ±0.5%；
电源电压： +24VDC；
环境温度： -40℃～+85℃；
分 辨 率： ±0.1%（表头显示设定为“%”时）；
3．接线
常用EJA118W型单晶硅谐振式密度传感器是二线制，分别为+24VDC、4～20mA信号输出。接线时，打开接线盒盖，其中+24VDC接“power”接线柱，4～20mA信号输出接“-”接线柱。
4、使用和维护
使用前应检查传感器外表是否完好,传压膜片有无损伤,电流输出是否正常。
传感器应垂直立于泥浆池中,否则会影响测量结果。
传感器的二个法兰盘要经常冲洗,若清洗不及时,淤泥堵塞法兰盘则影响测量结果。
传感器在设计上是耐冲击耐振动的。但也应尽量安装在冲击少和振动少的场所。
保管使用过的产品，应彻底洗净法兰高低压两侧内残留的液体。同时应确认转换部和测压部是否按要求坚固。
七、密度传感器
1、原理
钻井液电导率传感器的探头内有两个同心的线圈，发射线圈和接受线圈，发射线圈发射8kHz电磁波，在钻井液中产生交变电流，电流又感应出磁场被接受线圈接受产生电流，电流的大小与钻井液电导率有关，在变送器内转换并经过温度校正，补偿到该钻井液25℃时的电导率值。电导率变送器对传感器信号进行整形、放大处理、输出与电导率对应的4～20mA的标准直流电流信号。
2、技术指标
测量范围 0～300ms/cm
输出范围: DC: 4～20mA
供电电压: +24VDC
测量精度: 满量程的±1.0%
重 复 性: 满量程的±0.1%
3、接线
常用5081-T型电导率传感器为二线制，接线时打开密封盒护盖，接线柱16接电源正，接线柱15接信号输出。
4、安装
电导率传感器经制作成一体化装置，安装很方便，只需把下半部的传感器部件放入待测液体中,再用支架固定，接上电缆便能工作。
5、维护和保养
电导率传感器由变送器及探头两大部分组成,探头带有保护罩,可防止探头意外受损，注意在测量过程中不使异物进入护罩(如温度传感器)。
应及时清洗传感器探头，以保证传感器可靠、准确运行。
八、体积传感器
1．工作原理
传感器由超声波发射、接收装置和变送器组成。超声波发射装置发射的超声波，被物
体表面反射回来后，由接收装置接收。变送器将超声波在发射与接收过程中所产生的信号转换为标准电流信号。
它是一种将传感技术与电信号处理结合在一起的超声波液位传感器。它用来测量敞开或密封容器中的液体液位。
传感器装有超声波传感器及温度感应元件。传感器由探头发射一系列超声波脉冲，而超声波脉冲遇到液面后返回，被传感器接收。传感器中的滤波装置可从来自声波、电波噪声及转动搅拌器浆叶噪声的各种假回波中分辨出从液面上返回的真回波，脉冲波从发射到液面、再返回到传感器所用的时间经温度补偿后，转换成可显示的距离，并转变为电流输出。
2、技术指标
供电电源：+24VDC
信号电流：4~20mA
测量范围（液体）：0.25m~5m
工作温度： 连续工作:-40~60℃
电流输出范围： 4~20mA
增 益： 正比或反比
精 度： 0.25%
分 辨 率： 3mm
3、接线
常用超声波传感器是二线制，分别为+24VDC、4～20mA信号输出。接线时，打开接线盒盖，其中+24VDC接“+”接线柱，4～20mA信号输出接“-”接线柱。
4、标定操作步骤
1）通电后，进入自动运行模式
2）同时按下20mA20和4mA 4 触摸键
3）当显示C4表示4mA标定初始化
4）等待3秒钟显示已存入的值，然后用按20mA20或4mA 4 键，上、下移动选择你所需要的值（=泥浆池高度+传感器端面到泥浆池顶面的距离），即松开键
5)等待6秒钟后，进入自动运行模式
6)连续同时按下20mA20和4mA 4 键两次，显示顺序C4-C20为止，松开键
7)当显示C20，表示20mA标定初始化
8)等待显示已存入的值，然后按20mA20和4mA 4 键，上、下移动选择所需要的值（=传感器端面到泥浆池顶面的距离），即松开键
9)重复第5步
10)连续同时按下20mA20和4mA 4 键三次，显示顺序：C4→C20→bL为止，松开键
11)当显示bL时表示盲区值的初始化标定
12)重复第4步，但选择所需要的值>25mm
13)重复第5步
14)连续同时按下20mA20和4mA 4 键四次，显示顺序：C4→C20→bL→SP为止，松开键
15)显示SP时，表示应答速度值的标定初始化
16)重复第4步，但一般选择所需要的值为2
17)重复第5步
18)连续同时按下20mA20和4mA 4 键五次，显示顺序C4→C20→bL→SP→FLS为止，松开键
19)当显示FLS时，表示过失保护标定初始化
20)重复第4步，选择所需要的值，一般为1或2
21)重复第五步
22)连续同时按下20mA20和4mA 4 键六次，显示顺序：C4→C20→bL→SP→FLS→FSE为止，松开键（该步也可忽略不做）
23)重复第4步，初始化标定失效保护维持时间
24)重复第5步，设定你所需要的值（在0~15可选任一值即可）
通过上述一系列步骤超声波传感器标定操作已经完成
* 注释：
（1） C4表示4mA
（2） C20表示20 mA
（3） BL：表示盲区，一般设定>25cm即可
（4） SP：应答速度指反射波对发射波反馈的速度，共有4种选择，一般设为2（对
搅拌器干扰有识别功能）
（5） 种即可
FLS：失效保护指：回波丢失或误操作时，输出方式共有3种选择，任选一
（6） UN：单位选择：共有2种选择，1为公制，2为英制
（7） FSE：失效保护维持时间，共有（0~15分钟）选择，任选一均可。
5、使用和维护
1)超声波液位传感器要安装在传感器安装架上。
2)安装时注意声波传播路线应无障碍且垂直于液体表面，要注意声波传播路线不要横穿在填装口、管线、焊口、梯子边等，也不要接触壁面。
3)安装中，要保持传感器面与最高液位距离至少在25cm以上。
4)该传感器注意保持清洁，不得有水汽及油污进入操作面板，一般安装在密封的防护盒罩住整传感器，平常工作不需在外面。只有校验及调整时才打开保护盒罩。
5)感器信号电缆进线口要注意密封，防止水及其油污。
九、流量传感器
1、原理
流量传感器利用泥浆流量与档板之间的函数关系，以单圈电位器阻值的变化反映档板
角位移的变化，从而测得泥浆流量的相对变化，另有一级变送器将电位器输出的电阻信号转变为标准电流信号。
2、技术指标
供电电压：24VDC
输出信号：4～20mA
工作温度：-55℃～+100℃
档板张开角度：０～45°
测量范围：0～100%（相对变化，无绝对量程）
测量精度：±2％F.S
3、接线
流量传感器为二线制，分别定义为：+24VDC、4～20mA 信号输出。
4、安装
将传感器所附固定框架焊接在准备好适当槽孔的出口管线上，然后将传感器用螺栓固定在框架上；也可用固定架固定在泥浆出口处的泥浆槽内。档板的浸入深度以不被沉砂搁滞为宜，且在安装后，应检查档板可在管内空间自由摆动，不与管线内壁相碰。否则影响
传感器输出信号正确性。
5、维护和保养
凡出厂产品都已经调试过。若零位或满度出现偏差，可拧开防爆接线盒，调节S（满度）与Z（零位）旋钮。
钻井液粘附于传感器上，要及时清洗，保证传感器可靠、准确运行。
如档板有卡滞现象，而不改变角度，应拆开上部不锈钢罩，检查内部机械部件，排除机械传动部分的故障后，在活动的机械部位加注润滑油。
十、硫化氢传感器
1、原理
硫化氢传感器可用来固定连续地测量环境中硫化氢气体浓度，并输出与被测气体浓度成正比的4～20mA标准信号。
2、技术指标
测量范围 0～100ppm
精确度: 被测气体的±2ppm或±10%
供电电压: +24VDC
响应时间: 小于60秒
输出信号： 4～20mA
工作环境: 温度-40℃～60℃，湿度10～90%RH
传感器寿命： 3～5年
3、接线
常用无锡格林通S214、S214-4K型硫化氢传感器均为三线制，分别定义为：+24VDC、4～20mA 信号输出、公共地。
接线时，打开密封盒盖，S214型接线端子“1”接4～20mA 信号线，接线端子“6”接公共地，接线端子“7”接+24VDC。S214-4K型接线端子“1”接4～20mA 信号线，接线端子“8”接公共地，接线端子“9”接+24VDC。
4、安装
传感器应安装在硫化氢气体易泄露和易积聚的地方。
硫化氢传感器探头必须朝下，以防止水和灰尘落在传感器防爆片上。
传感器尽量不要安装在靠近无线电发射或类似设备附近。
根据传感器的工作温度，尽可能安装在远离热源的地方。
传感器尽可能安装在无风、无尘、无水、无冲击、无震动的地方。
室外安装时，必须使用厂家提供的防雨罩。
7、传感器外壳必须可靠接地，并在断电后开盖。
十一、电扭矩传感器
1、工作原理
电扭矩传感器是通过测试驱动电机的供电电流来获得转盘扭矩参数的传感器，采用了夹钳式结构，便于安装使用，输出4～20mA标准电流信号。
2、技术指标
测量范围 0～1000A
频响应 0～1000Hz
测量精度 ≤2.5%FS
工作温度 -40～85℃
输出信号 4～20mA
电源电压 24±4VDC
最大耗电电流 ≤60mA
3、安装
松开测量环螺丝，将被测电流导线用适当厚度的泡沫塑料等弹性绝缘物包裹后，放入测量环，拧上螺丝。使被测导体固定在测量环中间，传感器应安装在安全区域。
4、接线
常用电扭矩传感器是三线制，分别定义为：+24VDC、4～20mA 信号输出、0V。
常用XL-6007型信号线定义为：黄：+24VDC、兰：4～20mA 信号输出、棕：0V
5、日常维护和故障维修
该传感器采用了工程塑料外壳，虽有一定的强度，但经不起强力冲击和摔打，使用时要注意。由于传感器和变送器是一体化封装，如遇意外损坏，只能更换新传感器。
