ICS 75.180 CCS E90
中华人民共和国石油天然气行业标准
SY/T 6814—2025
代替SY/T 6814—2010
双频道回声测试仪校准方法
The calibration method of the double-channel echo instrument
2025—09-28发布 2026—03-28实施
国家能源局 发 布
SY/T 6814—2025
目 次
SY/T 6814—2025
前 言
本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规 定起草。
本文件代替SY/T 6814—2010《双频道回声测试仪校准方法》,与SY/T 6814—2010相比，除结 构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：
a) 删除了双频道回声测试仪的概述(见2010年版的第2章);
b) 删除了记录仪相关内容(见2010年版的3.1.2、3.1.3、3.1.5、3.4);
c) 删除了绝缘电阻相关内容(见2010年版的3.1.4);
d) 增加了防爆标识的检查(见4.1.1);
e) 更改了井口连接器的技术要求及检查方式(见4.2、4.3、6.2.2、6.2.3,2010年版的3.2、 5.2.2);
f) 更改了液面深度的技术要求(见4.4,2010年版的3.5);
g) 更改了工作温度的表达方式及技术要求(见4.5、6.1、6.2.5,2010年版的3.6、5.1、5.2.6);
h) 增加了稳定性考核(见4.6、6.1、6.2.6);
i) 更改了标准器和主要配套设备(见5.2,2010年版的4.2);
j) 增加了模拟井法校准液面深度(见6.2.4.2);
k) 增加了标准信号法校准液面深度(见6.2.4.3)。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由石油工业标准化技术委员会石油专用计量器具校准规范直属工作组(CPSC/WG1) 提出 并归口。
本文件起草单位：大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司、大庆油田有限责任公司技术监督 中心、东北石油大学、大庆油田有限责任公司重庆分公司、沈阳新石科技有限公司。
本文件主要起草人：王东红、宋延彰、袁海滨、李明、孙鹏飞、张秋平、彭绍章、邓潇月、李浩 然、徐清波、于秀娟、林中雨、王忠杰、岳强。
本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为：
——1991年首次发布为JJG ( 石油)10-1991,2000年第一次修订;
——2010年第二次修订为SY/T 6814—2010;
——本次为第三次修订。
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双频道回声测试仪校准方法
1 范 围
本文件规定了双频道回声测试仪(以下简称“回声仪”)的技术要求、校准条件、校准项目、校 准方法、校准结果处理及复校时间间隔。
本文件适用于新制造、使用中和修理后的双频道回声测试仪的校准。与双频道回声测试仪工作原 理和性能类似仪器的校准方法可参照本文件执行。
2 规范性引用文件
本文件没有规范性引用文件。
3 术语和定义
本文件没有需要界定的术语和定义。
4 技术要求
4.1 外观
4.1.1 回声仪面板应有铭牌，标有名称、型号、出厂编号、制造厂家，具有防爆功能的，应具有防爆 合格证书。
4.1.2 回声仪指示灯应完好。回声仪的电缆、插头应完好无破损。
4.1.3 回声仪井口连接器接头清洁、无油污，各部件无松动，传声通道畅通。
4.2 通信
回声仪在激励源作用下，液面测试曲线应有响应。
4.3 密封性
给井口连接器加压后，稳压过程中压力下降不能超过0.1 MPa。
4.4 液面深度
液面深度的测量误差应符合表1的要求。
表1回声仪液面深度技术指标表
4.5 耐温性
回声仪在工作环境温度范围内，仪器应正常工作。
4.6 稳定性
回声仪稳定性允许变化量应小于液面深度最大允许误差的绝对值。
5 校准条件
5.1 环境条件
5.1.1 环境温度20℃±5℃;环境湿度≤80%RH。
5.1.2 室内应清洁，无影响校准装置计量性能的噪声、震动和电磁干扰。
5.2 主要设备
标准器和主要配套设备技术指标应满足表2的要求。
表2标准器和主要配套设备技术指标表
6 校准项目及校准方法
6.1 校准项目
回声仪的校准项目应满足表3要求。
表3回声仪校准项目表
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6.2 校准方法
6.2.1 外观检查
目测检查回声仪外观，应符合4.1的要求。
6.2.2 通信检查
连接主机和井口连接器，进入液面测试状态，激发井口连接器，连续5次，应符合4.2的要求。
6.2.3 密封性检查
将回声仪井口连接器与加压装置连接，缓慢加压至2.0 MPa, 稳压10 min, 然后缓慢加压至额定 工作压力上限，稳压10 min, 应符合4.3的要求。
6.2.4 液面深度校准
6.2.4.1 标准井法
6.2.4.1.1 井口连接器安装在标准井的套管接头处，主机和井口连接器相连。
6.2.4.1.2 打开套管阀门和主机电源，进入液面测试状态，记录测试曲线。
6.2.4.1.3 按公式(1)计算标准井中声波传播的速度。
……………………………………
(1)
式中：
v。——声波在标准井中传播的速度，单位为米每秒( m/s); L——油管平均长度(已知),单位为米 (m);
n——区段内油管数目;
t, ——n 根油管接箍波传播时间，单位为秒(s)。
注：传播时间是指波从发出到反射回的往返时间。
6.2.4.1.4 按公式(2)计算液面深度。
…………………………………………………
(2)
式中：
H—— 标准井中液面测试深度，单位为米(m);
v——声波在标准井中传播的速度，单位为米每秒(m/s); ty ——标准井中液面波的传播时间，单位为秒 (s)。
6.2.4.1.5 按公式(3)计算液面深度测量误差。
……………………………………………
(3)
式中：
δ—液面深度的测量误差，用百分数表示;
H—— 标准井中液面测试深度，单位为米( m);
H₆——标准井标准液面的深度值(已知),单位为米 ( m)。
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6.2.4.1.6 如果回声仪可以直接读出液面深度，则应按公式(3)计算液面深度测量误差。
6.2.4.1.7 重复测量3次，δ绝对值最大的作为液面深度的测量误差。
6.2.4.2 模拟井法
6.2.4.2.1 井口连接器安装在模拟井的套管接头处，主机和井口连接器相连。
6.2.4.2.2 给模拟井管路加压，尽可能模拟回声仪的工作环境压力。
6.2.4.2.3 打开套管阀门和主机电源，进入液面测试状态，记录测试曲线。
6.2.4.2.4 参照6.2.4.1.3的方法计算模拟井中声波传播的速度。
6.2.4.2.5 按公式(4)计算模拟井中液面深度。
…………………………………………………
(4)
式中：
Hmy-——模拟井中液面测试深度，单位为米 (m);
vm——声波在模拟井中传播的速度，单位为米每秒(m/s); tm——模拟井中液面波的传播时间，单位为秒( s)。
6.2.4.2.6 按公式(5)计算液面深度测量误差。
…………………………………………
(5)
式中：
δ——液面深度测量误差，用百分数表示;
Hm-— 模拟井中液面测试深度，单位为米 (m);
Hm——模拟井标准液面的深度值(已知),单位为米(m)。
6.2.4.2.7 如果回声仪可以直接读出液面深度，则应按公式(5)计算液面深度测量误差。
6.2.4.2.8 调整3个不同的液面深度进行测试，δ绝对值最大的作为液面深度的测量误差。
6.2.4.3 标准信号法
6.2.4.3.1 井口连接器安装在标准信号装置上，主机和井口连接器相连。
6.2.4.3.2 开启标准信号装置，使其产生标准信号。
6.2.4.3.3 回声仪录取液面测试曲线，选取3段周期清晰可辨、无干扰的液面测试波，分别读取每段 测试波起始和终止点的波峰对应的液面深度，液面深度差作为该段测试波的长度。
6.2.4.3.4 如果回声仪不能直接读取液面深度，只能读取液面波的传播时间，则分别读取每段测试波 起始和终止点的波峰对应的时间，该段测试波的测量长度按公式(6)计算。
2△H=v△t(i=1 、2 、3) (6)
式中：
△H—— 第 i 段测试波的测量长度，单位为米 (m);
v——测试波在空气中传播的速度，单位为米每秒(m/s);
△t,——第i 段测试波起始点到终止点的传播时间，单位为秒 (s)。
注 ：每段测试波起始点和终止点应包含n个完整的测试波，n 应尽可能大，一般不小于10个。标准信号源为5 Hz, 则周期为0.2 s, 如果选取25个完整测试波，即传播时间为△t=5 s, 假设音速为v=340 m/s, 则测试波的标准长度 为1700m。计算测试波的测量长度和测试波的标准长度时，应使用相同的音速值。
6.2.4.3.5 按公式(7)计算液面深度测量误差。
(i=1 、2 、3)………………………………(7)
式中：
δ——第i 段液面深度测量误差，用百分数表示;
△H—— 第i 段测试波的测量长度，单位为米(m);
H—— 第i 段测试波的标准长度，单位为米( m)。
6.2.4.3.6 δ,绝对值最大值作为液面深度的测量误差。
6.2.5 耐温检查
将回声仪置于恒温箱内，依据仪器工作温度，设置工作温度上限和下限2个温度点，分别恒温1h, 取出后迅速按照6.2.2进行通信检查，应在5min内完成，应符合4.5的要求。
6.2.6 稳定性考核
按照6.2.4重复测量至少5次，平均值作为本次的测量值。相邻2次的稳定性测量值的差值，应 符合4.6的要求。
7 校准结果处理
填写校准记录，记录格式参见附录A; 出具校准证书，校准证书内页格式参见附录B。不确定度 评定示例参见附录C。
8 复校时间间隔
回声仪复校时间间隔可根据实际使用情况自行确定，复校时间间隔不宜超过6个月。
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附 录 A
(资料性)
双频道回声测试仪校准记录格式
双频道回声测试仪校准记录见表A.1、表 A.2 和表A.3。
表A.1双频道回声测试仪(标准井法)校准记录格式
校准人： 复核人： 校准日期： 证书编号：
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表A.2双频道回声测试仪(模拟井法)校准记录格式
校准人： 复核人： 校准日期： 证书编号：
表A.3双频道回声测试仪(标准信号法)校准记录格式
校准人： 复核人： 校准日期： 证书编号：
附 录 B
( 资料性)
校准证书内页内容(格式)
校准证书内页内容(格式)见表B.1。
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附 录 C
(资料性)
双频道回声测试仪校准不确定度评定示例
提示：本附录以用标准信号法校准准确度等级为1.0级的双频道回声测试仪的示值检测结果为 例，对测量结果的不确定度进行分析。
C.1 概述
C.1.1 测量依据：SY/T 6814—2025《双频道回声测试仪校准方法》。
C.1.2 环境条件：温度20℃±5℃,相对湿度≤80%。
C.1.3 测量标准：准确度等级为0.02级，标准信号频率5 Hz的标准信号装置。
C.1.4 被测对象：准确度等级为1.0级的双频道回声测试仪。
C.1.5 测量方法：将标准频率信号经功率放大器放大后驱动振动单元产生一个振动源，作用于液面 测试仪的井口装置，通过读取一定周期的液面测试曲线的深度示值与标准深度计算误差。
C.2 建立数学模型
P=P刹-P 标
式中：
P——示值误差测量结果，单位为米( m);
P——1.0 级的双频道回声测试仪测得值，单位为米( m);
P 标—标准信号装置标准值，单位为米(m)。
C.3 uA的评定
在0.02级，标准信号频率5 Hz的标准信号装置标准示值为680 m 时，被测的1.0级的双频道回 声测试仪在此示值处重复测量10次，各点值分别为：
x₁=680.34 m,x₂=680.53m,x₂=680.42 m,x₄=680.55m,x₅=680.29m,
x₆=680.41m,x₇=680.32 m,xg=680.34 m,x₉=680.37 m,x₁₀=680.45m。
则x=680.402 m。
日常工作中会选取3段液面测试波读取相应波段长度，即测量3次，因此，深度校准结果重复性 引入的不确定度：
C.4 uB的评定
0.02级标准信号频率5Hz的标准信号装置引入的不确定度ugo
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式中：
n——测试波数;
t— 一个测试波的时长(周期),单位为秒 (s);
v——声波在空气中的传播速度，单位为米每秒(m/s)。
C.5 合成标准不确定度uc 的确定
P=P -P 标
因为上述各不确定度分量独立不相关，按下式计算合成标准不确定度：
uc=√Cua²+(C,Hm)²=√0.0506²+0.0783=0.097(m)
C.6 扩展不确定度的确定
U=k×uc=2× 0.097=0.193(m) ( 取k=2) C.7 测量结果的不确定度确定
x=(680.402±0.193)(m) (取 k=2)
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