胡 泽 肖宇恒 葛 亮 张 韬

(西南石油大学电气信息学院，四川 成都 610500)

0 引言

为适应现代油气勘探开发需求，复杂结构井已经成为当前国际石油工业的研究前沿［1］。与此同时，旋转导向钻井技术应运而生。旋转导向钻井技术能够成功实现旋转导向的关键技术之一就是要能够实时测量出近钻头处的钻井参数［2］。

应变式井下工程参数测量传感器能够实现测量钻压、扭矩和钻头侧向力等参数，从而为现场技术人员提供实时掌握井下钻压、扭矩和钻头侧向力的手段。该传感器采用镍铬铝合金制作的金属箔式应变片，具有抗高温、抗蠕变、耐腐蚀等特点，能够适应井下恶劣环境［3］，从而为分析井下钻头的实际工作情况提供了非常直观的手段。该传感器可以减少和消除井下复杂事故，缩短钻井时间，提高钻井速度［4］。

1 应变式传感器设计

基于应变式传感器的作用机理变片，将弹性体的形变转化为应变片的形变［5］。本文设计的传感器是在钻柱上加入一节测量主轴作为弹性体，在测量主轴上进行应变片的布片组桥。

布片组及测试点位置示意图如图1所示。

图1 布片组及测试点位置示意图Fig.1 Schematic of arranging group and measuring point location

该测试共有16个测试点，每组测量电桥使用4个测试点，分别放置在圆周上且相互间隔90°。每个测试点分别贴有2枚应变片，即每组测量电桥包含8枚应变片，4组电桥总共有32枚应变片。这32枚应变片属于同一批次，灵敏系数为 2.4 ～2.6、电阻系数为1.24 ～1.42 Ω·mm2/m、电阻温度系数为 ±20 ×10－6℃。4 组电桥分别是钻压测量电桥、扭矩测量电桥和侧向力测量所需的两组电桥。……