一種井下壓力溫度測量系統設計

【摘要】在油田整個勘探開發過程中，試井發揮著不可缺少的作用。試井基本內容之一是測壓和測溫。壓力和溫度資料在油田開發開采過程中是一項極重要的資料。本文設計了一種井下壓力溫度測量系統，可以實現井下壓力和溫度的測量、數據處理和顯示功能。研究了油井惡劣環境下的總體硬件方案，詳細分析了軟件工作流程，成功應用在油田的測井實驗中。

【關鍵詞】井下測試壓力溫度測量系統

在油田整個勘探開發過程中，試井發揮著不可缺少的作用。從一個新油區的發現開始，到落實油田的儲量、進行開發建設、直至油田開發生產的整個過程中，在確認油層的存在、測取油井的產能、了解儲層的地層參數、進行油田的開發方案設計和投入開發后的動態分析等方面，無一不依靠試井。試井基本內容之一是測壓和測溫。壓力和溫度資料在油田開發開采過程中是一項極重要的資料。因此，研發井下壓力溫度測量系統具有十分重要的作用和意義。

一、系統硬件框架設計

經過設計，得到如下圖1所示系統硬件框圖。

（1）溫度和壓力傳感器：測量井底的溫度和壓力信號，并將感應到信號送給放大電路；（2）AD620：由于傳感器感應出來的信號非常小，所以需要用儀用放大器將傳感器傳來的小信號進行放大，以便利用A/D轉換器的滿量程分辨率；（3）A/D轉換器AD574：將采集到的模擬信號轉化成數字信號，送給主控單元；（4）STC89C51：將A/D轉換器傳來的數據進行處理，處理后的結果送至顯示單元進行顯示；（5）存儲器：存儲采集的溫度和壓力數據。

二、系統軟件設計

程序運行流程圖如圖2所示。

（1）A/D轉換器的驅動程序：驅動A/D轉換器使其進行工作，控制其讀寫方式；（2）讀取A/D轉換器結果程序：A/D轉換結束后，單片機通過程序控制，來讀取來自A/D的轉換結果，并送給處理程序進行處理；（3）數據處理程序：將讀取到單片機的數據進行線性運算，將采集到的電壓信號值轉化成壓力信號值，并進行誤差的簡單處理；（4）顯示程序：將單片機處理后的結果顯示出來；（5）人工操作程序：控制整個系統的啟動，復位等。

三、系統測試

測試時下入同心直讀驗封壓力計，分別將儀器從上到下坐入同心配水器，操作地面注水閘門，改變井內注水壓力，測試封隔器的密封情況，然后上提/取出儀器，回放數據并保存，完成驗封測試，數據曲線如下圖3所示。

四、結論

本文主要論述了可以在千米油井惡劣環境下能對壓力和溫度進行動態測試的雙通道石油井下測試系統的設計原理和總體方案，重點闡述了此測試系統的硬件設計，軟件功能的設計，并使儀器在實測中得到了驗證和應用。

參考文獻

[1]張杰.石油井下測試系統的研究及數據處理.中北大學碩士學位論文，太原：中北大學，2008

[2]周靜，劉塞立，強琳.井下儲存式電子壓力計的軟件設計.測井技術[J]，1993，18（4）：281-287

[3]王華，祖靜，楊志剛.石油井下電子測壓器的新發展.中國兵工學會第六屆測試技術學術年會論文集.北京：兵器工業出版社，1992：374-353

[4]李新宇.四通道石油井下測試儀的研究.中北大學碩士學位論文，太原：中北大學，2006