高温大容量井下存储式电子压力计的设计
基于单片机的井下存储回放式温度压力测量仪系统设计
基于单片机的井下存储回放式温度压力测量仪系统设计
栗一彤
【期刊名称】《科技创新与应用》
【年(卷),期】2013(000)021
【摘要】利用单片机设计了一种可在对井下温度、压力实时检测、存储的系统，
实验证明该系统运行可靠、功耗低、精度高，有很强的实用价值。
【总页数】1页(P55-55)
【作者】栗一彤
【作者单位】黑龙江八一农垦大学，工程学院，黑龙江大庆 163319
【正文语种】中文
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井下电子压力计基础知识
井下电子压力计基础知识井下电子压力计基础知识1. 什么是电子压力计电子压力计是一种精密的电子仪器，主要用于油气井的测试工作。
它的核心是一只采用硅—蓝宝石材料制作的高精度传感器。
（我公司现在使用硅-蓝宝石探头是瑞士KELLER公司生产），在外界压力和温度的作用下，压力计产生不同频率的振荡，并将处理过的频率值记录在压力计内含的存储器中。
使用压力计的检定系数进行换算，就能把采集到的频率值转换成真实的压力和温度数据提供给用户。
2．压力计的主要性能指标包括：压力计精度，分辨率和量程（1）精度：也称准确度，表示压力计表示值与实际真实值之间偏差大小的程度。
（2）分辨率：也称灵敏度，指仪表工作的最小信号感受值，分辨率的高低不仅反映了测试误差的大小，而且对压力传播半径和渗透率的测试值都有很大的影响。
（3）量程：仪表的量程指仪表刻度盘上的范围。
从最小刻度值到最大刻度值称为仪表的全量程。
3、电子压力计是做什么用的？电子压力计是油气井测试作业中的眼睛，它采集时间、压力、温度数据。
通过压力计所得到的时间、压力、温度数据，结合其他数据，就可以对油气井的各种情况进行分析和处理。
3. 目前我公司的各类压力计的种类、规格及其用途产地型号用途规格类别用途规格HL Y井下存储式电子压力计永久性存储压力测量范围：0MPa-60MPa、80MPa、100MPa可选温度测量范围：-40℃-125℃/-40℃-150℃ / -40℃-170℃ /温度测量精度：±0.5℃温度分辨率：0.002%（满量程）压力精度：0.024%（满量程）压力分辨率：0.0003%（满量程）DDI井下存储式电子压力计永久性存储压力测量范围：0MPa-60MPa、80MPa、100MPa可选温度测量范围：-40℃-125℃/-40℃-155℃ / -40℃-177℃ /温度测量精度：±0.5℃温度分辨率：0.002%（满量程）压力精度：0.024%（满量程）压力分辨率：0.0003%（满量程）双通道井口监测压力表存储式压力精度：0.024%（满量程）压力分辨率：0.0003%（满量程）压力漂移：＜3psi /年压力范围：6000psi温度精度：0.15%（满量程）温度分辨率：0.002%（满量程）工作温度：(-40～80)℃电源要求（伏特）：3.6V DC数据点数：每个通道大于500,000组最小取样率：2秒传感器类型：硅蓝宝石4. 电子压力计在现场的几种作业方式钢丝作业电缆作业随生产管串下井5. 电子压力计的组成压力计的基本组成是：探头、电路板、连接器、外筒存储压力计系统组成：数量名称及规格1 电子压力计 (存储式） 1 操作软件 1 存储接口箱 1 系数软盘 1 串口电缆2 O圈(易损件包) 1 锂电池，150℃ 1 回放电池盒 1 压力计箱 1 电池量电器 1 压力计连接接头 2扳手直读电子压力计系统组成：数量名称及规格1 电子压力计 (直读式） 1 操作软件1 直读接口箱USB 九针窜口 1 系数软盘 1 串口电缆 1 直读电源 1 直读测试电缆 1压力计箱6. 标定压力计的作用及标定的基本概念压力计的压力和温度探头的感应曲线都是有一定规律非线性变化曲线，标定的作用就是通过更高级别的压力和温度感应器来校对压力、温度变化曲线，使其在误差范围内接近线性变化。
试油、试井资料井下录取工具-电子压力计
2. 常用试油专业术语
压井液 环空 油压 套压 原始地层压力 压力系数 流压梯度 静压梯度 静液柱压力 静压
3. 压力计试油常用单位
压力单位：Mpa、Kpa、 压力单位：Mpa、Kpa、Psi 1 Mpa＝1000Kpa＝145.038Psi Mpa＝1000Kpa＝145.038Psi 温度单位：℃ 温度单位：℃、oF 5/9（华氏度－32）＝ 摄氏度 华氏度－32） 长度：m mm、 长度：m、mm、 英寸 1m＝1000mm 1英寸 ＝25.4mm 1000mm 25.
直读式电力压力计
1.直读式电子压力计试井作业类型 1.直读式电子压力计试井作业类型
梯度测试 压恢力计试井作业方式— 直读式电子压力计试井作业方式—电缆设备 直读式电子压力计的操作 直读式电子压力计资料处理 直读式电子压力计的保养
祝贺你已经具备了成为华油人的必备技能
试油基础知识
1.试油 1.试油 1.1试油的定义 1.1试油的定义
对油井目的层进行诱导，使地层流体流入井内，取得流体产量、压力、 温度和流体与油层的性质、物理参数等资料数据的一整套工艺过程统称为试 油。
1.2试油的目的和任务 1.2试油的目的和任务
探明新区、新构造是否有工业性油气流； 查明油气层含油气面积和油水边界、油气藏的储量； 验证储油层的含油气情况和测井解释的可靠程度； 通过分层试油，取得各类分层测试资料，为计算油气田储量和编制开发 方案提供依据，为新区勘探指明方向。
电子压力计的功用
压力计是油气井测试作业中的眼睛，它采集时间、 压力、温度数据。通过压力计所得到的时间、压 力、温度数据，结合油井或油藏的其他数据，就 可以对油气井的各种情况进行分析和处理，了解 和掌握油气井或油气藏的动态特征。
井下压力计
OTKJ电子压力计是直读式电子压力计。
目前存储式电子压力计已广泛应用于国内各矿业石油井下压力和温度的测量。
存储式电子压力计在工作过程中，仪器内的单片机系统和各种传感器共同完成井下压力和温度的采集，并以数字量形式存储于电可改写型内存中，待测试过程完成后，再将压力计返回地面，用专门配套研制的数据回放仪与压力计连接，通过软件和硬件接口通讯进行数据的接收、回放和处理，使用很不方便，影响生产。
因此，为克服存储式电子压力计的上述缺点，提高生产效率，提升电子压力计在测井领域的市场竞争力，我公司研制了一种在井下高温、高压、远距离条件下，实现压力、温度数据实时可靠采集、传输、分析的压力计——直读式电子压力计。
OTKJ井下电子压力计
当代国际先进的蓝宝石压力传感技术，具有以下特点：
■■高精度、长期稳定，无运动部件，无需维护，防腐性能好！
■■可在高温高压环境下工作，最高温度120°C，最高压力32Mpa。
■■适用于煤矿、石油、天然气等各种矿井下压力、液位、温度精确测量■■具有体积小，重量轻安装方便等特点。
基于存储式高精度井温仪的微梁传感器设计
第 三 代微 梁温 度传 感器 的光 路 图和 第 二代相 同 ，
设计 加 工完 成后 ， 们对 其进 行 了系 列实验 测试 ，实 我
验结 果与 理论 分析 很 接近 ， 路设 计 也较合 理 ， 决 光 解 了前 两代 传感 器 中碰 到 的几 个 问题 ， 到 了实 验室 测 达 试 的技术 指标 ，完全 满足 井下 仪器 使用 的各 种 条件 。
第 一代微 悬臂 梁温 度传 感器 的具体 执行 光路如 图 ３所 示 ， 光 光路 需要 精确 调 节 ，所 以应 确保 它具 有 一定 激 的 自由度 ，由前面 的设 计 图可 知 ，大 套筒有 一个 自由 度 ， 度 探头 与 内壳 间有 一个 自由度 ，这 可 以确保 光 温 束 能垂 直打 到梁 上 。卡槽 与 内壳 问有 一个 自由度 ，卡 槽可 以沿 内壳 上下移 动 ， 通 过对 小套 筒 的旋转 ，则 再 可 以确 保反 射 光束 能进 入 Ｐ Ｄ接 收靶 面 的中心 位 置 。 Ｓ 在 第 一套微 悬 臂梁温 度 传感 器设 计 加工 完成后 ， 们 我
利用该 传 感器设 计 的仪器 适 于在 ５ ０℃ 以内 的水井 中 进行使 用 ， 用其 分辨 率很 高 的特点 ， 望 为井温 试 利 有 井提 供更 加准 确 的基础 资料 。 参 考 文 献
［］Ｓｎ ａ ｎ ｎ Ｓ Ｌ Ｍｉ ｘＭ ， Ｌ ｎ ， ｅ ａ Ｂ ｍａ ｒ ｌ １ ｉｇｍａｅｉ ， ｅ ｅ Ｃ ｕ ａｇＨＰ ｔ１ ｉ ｔ ｉ ． ｅａ ｍｉ ｏａ ｔｅｅｓ ｓａｈ ｂｉ ｓｎ ｉ ｌｆｒ ［ ． ｄ ａ ｃｄ ｃ ｃｎｉ ｖｒ ａ ｙ ｒ ｅｓ ｇｐａ ｏｍ Ｊ Ａ ｖｎ ｅ ｒ ｌ ｄ ｎ ｔ ］
井下高精度压力计原理
井下高精度压力计原理今天来聊聊井下高精度压力计原理的那些事儿。
你知道吗？咱们日常生活里就有一些类似压力感知的现象。
就像用打气筒给自行车打气的时候，你能感受到随着打气的进行，气筒会越来越难压下去，这其实就是压力在增加。
那井下高精度压力计呢，和这有点类似，但是要精密得多。
如果把井下想象成一个大“池子”，这个“池子”里面装着各种液体、气体啥的，它们对周围的环境就有一定压力，就像在游泳池里，越深的地方你会感觉水对你的压力越大。
井下高精度压力计要做的，就是准确地“感受”到这种压力。
这里涉及到一个原理是应变原理，简单来说，压力变化会引起物体形状的微小改变。
就好比你用力捏一块橡皮，橡皮会变形。
在压力计内部有一些敏感元件，当受到井下压力时，就会像橡皮一样发生应变。
这时候，再利用一些技术，比如把这种应变转化为电信号。
我一开始理解这个过程的时候可头疼了，就在想这变形怎么就能变成电信号了呢？后来才知道，是通过一种叫做压阻效应的东西。
这就像有一种特殊的材料，你捏它一下，它不仅形状变了，电阻也跟着变了，通过监测电阻的变化就能知道压力的大小了。
实际应用这个原理，在石油开采行业可太有用了。
比如说在井下不同深度处监测压力，就能知道石油储量的多少啦，还能知道油藏动态，根据压力变化及时调整开采策略，避免一些危险情况。
有意思的是，咱们虽然了解大概原理，但实际上这其中还有好多细微之处得注意。
比如说井下的温度、湿度还有环境的腐蚀性等，都会影响压力计的准确性。
实际上就好像你在户外用温度计，如果风很大或者周围湿度很大，都可能影响你测量体温准不准。
那对于井下的压力计来说，研发人员就得想办法克服这些影响。
说到这里，你可能会问了，那怎么确保压力计在那么复杂环境下长期准确工作呢？这就涉及到好多高科技手段了，像特殊的密封、抗震和抗腐蚀材料之类的，这些又是另一大堆知识了。
我也是研究到现在，觉得自己才刚摸到点儿门道，还有很多东西等待探索。
像现在随着科技发展，井下压力计朝着耐高温、更高精度方向发展，这里面又有不少新原理和技术要去学习。
电子压力计使用说明书
电子压力计使用说明书一、电子压力计说明书电子压力计是一款低功耗、高精度、高分辨率的蓝宝石井下存储电子压力计，具有良好的密封性，抗腐蚀性。
可以在高温、高压等恶劣环境下，正常工作。
电子压力计1、电子压力计各部件说明及标准配置。
<1> 电池筒：<2> 导锥<3>、压力计<4>、绳帽：<5>、电池<6>、连接线<7>、接口箱每箱电子压力计标准配置：两只电子压力计两个电池筒两个个导锥一个绳帽一个维修包（包括6个特别的O圈）一个USB接口箱（两只电子压力计配一个）标定证书操作软件两节节锂电池2、电子压力计工作模式电子压力计被设计成在低耗电量下工作，因此可以延长电池的寿命，以节省用户的开支。
<1> 采样模式：当电池接上压力计时压力计便进入了采样模式，而不是接口箱或连接线缆接上压力计时。
在正常操作的情况下，压力计会在现场被编程，然后运到井口，下井之前压力计应该是工作正常，且电池与压力计是连接在一起的，压力计执行相关的程序，这些程序是事先编辑好并保存在压力计里的。
<2> 休眠模式：当压力计没有采样时就会处于休眠状态（例如，两个采样点之间的时间）。
所有的压力计都被设计为：当一次采样完成之后，就会自动的转换到休眠模式。
<3> 通信模式：当接口箱和连接线把压力计连接到计算机上时，压力计就处于了通信模式。
通信模式用于压力计编程，下载数据文件，上传标定信息以及通过操作软件做一些与操作相关的其它事情。
3、装配和操作一旦编程被保存到压力计里，在操作能够发生之前，在压力计的装配上会有一个简单的步骤。
<1> 把电池连接到压力计之前，用我们的电池测试器检测它的电压。
任何一组新的标准的150℃AA锂电池的电量是3.6V-3.9V。
当电池的起始电压低于厂家所要求的值时，不要再使用该电池。
如果一组新电池的电压低于它所预期的值时，这也许是电池的钝化层所引起的。
高温永置式井下数据采集系统设计
高温永置式井下数据采集系统设计张庆军;霍云华【摘要】High temperature permanently installed down-hole data acquisition system is the supplementary data monitoring system of electric submersible oil pump, to achieve real-time monitoring of oil well production; it is significant for predicting the faults, improving the operating efficiency of electric submersible oil pump, and optimizing the production plan. In order to make the data acquisition system can be used in down-hole high temperature environment to ensure good reliability, and the electronic devices can be operated with long-term reliability, the advanced high temperature electronic components at home and abroad are selected for designing the hardware circuitry. By using the conditioning circuit, the voltage ranges of collected signals are conditioned to the range that the circuitry design requests. In order to detect multiple parameters of down hole, through programmable control of single chip computer, the sampling signals are output by analog multiplexer in time sequencing, and the voltages are converted into current signals by V/A conversion circuit, and transmitted to the ground by 3-phase cables, thus the underground environment temperature, pressure, outlet pressure of the pumps, and the motor winding temperature, etc., can be monitored in real time on the ground. By comparing and analyzing the signal waveforms collected from down-hole and on the ground, it is found that the data on the ground can reflect the changes of data of down hole. The simulation experiments andfield applications show that the system designed meets the requirements of real-time monitoring of submersible oil pumps.%高温永置式井下数据采集系统是潜油电泵配套井下数据监测系统,能够实现对油井生产状态的实时监测,对采油系统的故障预测、提高潜油电泵运行效率、优化采油方案具有重要意义.为了使数据采集系统能够在井下高温环境中具备良好的可靠性,保证电子器件能够长期可靠运行,选用了高温电子元器件进行硬件电路设计,利用调理电路将采集信号调理为电路设计所需要的电压范围.为了实现井下多参数的检测,通过高温单片机程序控制模拟多路开关分时输出采样信号,并将信号通过电压电流转换电路转换成电流信号,利用三相电缆传输到地面,实现了地面对井下环境压力、环境温度、泵出口压力以及潜油电机绕组温度等参数的实时监测.通过对比分析井下、井上信号采集波形,井上采集的信号,得到井下采集数据的变化情况.模拟试验及现场应用表明,所设计系统能够满足潜油电泵实时监测相应数据的要求.【期刊名称】《自动化仪表》【年(卷),期】2017(038)011【总页数】4页(P40-42,45)【关键词】潜油电泵;高温油井;数据采集;分时控制;远距离传输;实时监测【作者】张庆军;霍云华【作者单位】大庆油田力神泵业有限公司技术研发中心,黑龙江大庆 163000;大庆油田力神泵业有限公司技术研发中心,黑龙江大庆 163000【正文语种】中文【中图分类】TH812;TP216随着我国油田开发向后期演化，对于油田老区块的开发不断深入。