井下工程参数测量系统的研究

赵勇（新疆油田公司准东采油厂井下技术作业公司，新疆 昌吉 831511）

井下工程参数测量系统的研究

赵勇（新疆油田公司准东采油厂井下技术作业公司，新疆 昌吉 831511）

作为对井下工程参数进行监控的主要途径，施工人员可以通过参数测量系统对井下的压力、温度等参数进行实时的掌控，并且在此基础上对施工状况进行分析，本文以井下工程参数测量的现状为出发点，运用理论与实际相结合的方式，对井下工程的参数测量系统设计进行了详细、科学的研究，供有关人员参考。

井下工程；参数测量系统；研究

现阶段，我国针对井下工程所开发的参数测试系统已经有了一定的进展，但是随着人们对天然气和石油的需求量日益增加，对新油田进行勘探需要在坏境相对恶劣的地区进行，这就导致系统将要面临高温、高压等多种不利因素的影响，因此，提高系统运行的安全性就显得尤为重要。以我国井下工程的现状为基础开展研究，可以发现对先进技术进行运用，可以提高系统运行的稳定性，为石油工业的发展奠定良好基础。

1 井下工程参数测量的现状

虽然近几年有关机构加大了对参数测量系统进行研究的力度，但其水平与发达国家相比仍旧存在一定差距，另外，测量多以地层为主，没有对井下工程的参数测量引起足够重视，想要通过有线实现对井下信号的输送至今未能实现，因此，大部分工程都是选择将参数进行储存回放的方式，为下一阶段工作的开展提供理论基础[1]。我国所使用的测量系统多是运用传感器进行测试，并且将最终结果显示在相应的指重表中，而该方法存在测量误差大的问题，由此可以看出未来的发展趋势是将MWD和测量所用的接头进行结合，保证能够对井下工程的施工状况进行实时反馈，这样做的好处在于可以在最大限度上减少事故的发生，在出现危险状况时，工作人员可以第一时间做出决策。

2 井下工程参数测量系统的设计研究

2.1 系统所运用的技术

2.1.1 体积小

由于该系统主要是针对井下工程的工程参数进行测量，因此，将传感器进行连接，以此来保证信号采集工作的顺利开展是必须的，另外，传感器和钻头间的距离应当在保证设备有效性的基础上最大限度进行缩小，通过上述内容可以发现，该系统所采用元件大部分体积较小是符合行业要求的。

2.1.2 耐高温

由于在井下工程的过程中，随着深度的增加，在钻具附近所产生的温度就会有所提高，另外，系统在运行的过程中会自发产生一定的热量，因此，所用元件对温度的承受能力就显得尤为重要。

2.1.3 抗振动

作为井下工程最显著的特点，高频率的振动会对测量设备产生较大影响，严重时甚至会导致设备系统出现一定的损坏，因此，对振动的抵抗性是该系统必须具备的性能。

2.1.4 耗电少

（3）桁架平台正式提升前，要在一个层高的范围内上下进行提升实验，提升实验完成后，必须检查桁架主梁与电动平台三角梁连接处有无变形情况，检查主梁次梁有无变形情况，检查电动平台三角梁与立柱导向是否正常，检查电机是否过热（判断是否超负荷运转）。如果以上检查均正常视为提升实验合格。

井下工程所需时间较长，因此，根据不同的工程量对工作用时进行设计，并且通过对耗电速度进行研究，最终确定井下电池的容量，以保证所运用的设备能够在工作过程中具有足够的电量是非常有必要的。

2.1.5 耐高压

在井下工程的过程中会产生很大的压力，例如侧向压力、钻井压力、环空压力等，因此，该系统的耐高压能力是保证工作顺利进行的基础。

2.1.6 双系统

想要保证双系统的有效构建，针对井下工程的特征选择相应冗余方式是基础，这样做的好处在于通过对时间、软件、信息等冗余方式的科学运用，避免在配合过程中出现排斥的问题[2]。

2.2 系统的框架

2.3 系统的硬件设施

2.3.1 参数采集及储存

这一部分主要是通过转换工程信号的方式，将参数进行储存，因此，为了避免容量不足的情况发生，现阶段所使用的参数测量系统通常采用8路AD单片机，而储存器则采用安全系数极高的32MBFLASH储存区，将二者通过SPI串口进行连接。

2.3.2 参数传输

想要保证井下工程的通信质量，该系统选择将经由系统串口测得的参数对系统进行传输，一旦计算机开始进行单片机的寻址，那么单片机则会将有关参数进行传输。另外，从机只有在保证接收主机命令的基础上，才能经由主机的总线将参数进行返回，否则不得擅自使用总线发送参数[3]。

2.4 系统的软件设施

该系统的软件共分为计算机处理和测试系统两个部分，计算机处理主要是通过运用LabVIEW的方式，将对有关参数进行读取和分析的功能进行最大化展示，而测试系统主要包括主系统和备用系统的单片机，即通过对系统最初所使用模块进行建立的方式，对系统运行所需的参数和环境进行设置，另外该系用还包括定时和监视中断处理模块，这一部分存在的意义在于保证单片机对数据进行采集和传输的功能。

3 结语

综上所述，文章以现阶段我国井下工程的参数测量工作开展为背景，从技术、框架、软硬件设施和传输五个方面对所使用的系统进行了深入分析，并且结合当今社会的实际情况，对应当运用的元件进行了列举，在满足相关行业要求的基础上，最大限度提高了参数测定的准确率，保证井下工程的顺利开展。

[1]苏毅,齐昕,刘阳,张金光.基于载波通信原理的电磁波随钻测量技术[J].石油勘探与开发,2013,02:226-231.

[2]葛亮,胡泽,陈平.井下工程参数随钻测试系统设计[J].传感器与微系统,2013,08:105-107.

[3]胡越发,杨春国,高炳堂,王立双.井下电磁中继传输技术研究及应用[J].科技导报,2015,15:66-71.