井下工程參數測量系統的研究

趙勇（新疆油田公司準東采油廠井下技術作業公司，新疆 昌吉 831511）

井下工程參數測量系統的研究

趙勇（新疆油田公司準東采油廠井下技術作業公司，新疆 昌吉 831511）

作為對井下工程參數進行監控的主要途徑，施工人員可以通過參數測量系統對井下的壓力、溫度等參數進行實時的掌控，并且在此基礎上對施工狀況進行分析，本文以井下工程參數測量的現狀為出發點，運用理論與實際相結合的方式，對井下工程的參數測量系統設計進行了詳細、科學的研究，供有關人員參考。

井下工程；參數測量系統；研究

現階段，我國針對井下工程所開發的參數測試系統已經有了一定的進展，但是隨著人們對天然氣和石油的需求量日益增加，對新油田進行勘探需要在壞境相對惡劣的地區進行，這就導致系統將要面臨高溫、高壓等多種不利因素的影響，因此，提高系統運行的安全性就顯得尤為重要。以我國井下工程的現狀為基礎開展研究，可以發現對先進技術進行運用，可以提高系統運行的穩定性，為石油工業的發展奠定良好基礎。

1 井下工程參數測量的現狀

雖然近幾年有關機構加大了對參數測量系統進行研究的力度，但其水平與發達國家相比仍舊存在一定差距，另外，測量多以地層為主，沒有對井下工程的參數測量引起足夠重視，想要通過有線實現對井下信號的輸送至今未能實現，因此，大部分工程都是選擇將參數進行儲存回放的方式，為下一階段工作的開展提供理論基礎[1]。我國所使用的測量系統多是運用傳感器進行測試，并且將最終結果顯示在相應的指重表中，而該方法存在測量誤差大的問題，由此可以看出未來的發展趨勢是將MWD和測量所用的接頭進行結合，保證能夠對井下工程的施工狀況進行實時反饋，這樣做的好處在于可以在最大限度上減少事故的發生，在出現危險狀況時，工作人員可以第一時間做出決策。

2 井下工程參數測量系統的設計研究

2.1 系統所運用的技術

2.1.1 體積小

由于該系統主要是針對井下工程的工程參數進行測量，因此，將傳感器進行連接，以此來保證信號采集工作的順利開展是必須的，另外，傳感器和鉆頭間的距離應當在保證設備有效性的基礎上最大限度進行縮小，通過上述內容可以發現，該系統所采用元件大部分體積較小是符合行業要求的。

2.1.2 耐高溫

由于在井下工程的過程中，隨著深度的增加，在鉆具附近所產生的溫度就會有所提高，另外，系統在運行的過程中會自發產生一定的熱量，因此，所用元件對溫度的承受能力就顯得尤為重要。

2.1.3 抗振動

作為井下工程最顯著的特點，高頻率的振動會對測量設備產生較大影響，嚴重時甚至會導致設備系統出現一定的損壞，因此，對振動的抵抗性是該系統必須具備的性能。

2.1.4 耗電少

（3）桁架平臺正式提升前，要在一個層高的范圍內上下進行提升實驗，提升實驗完成后，必須檢查桁架主梁與電動平臺三角梁連接處有無變形情況，檢查主梁次梁有無變形情況，檢查電動平臺三角梁與立柱導向是否正常，檢查電機是否過熱（判斷是否超負荷運轉）。如果以上檢查均正常視為提升實驗合格。

井下工程所需時間較長，因此，根據不同的工程量對工作用時進行設計，并且通過對耗電速度進行研究，最終確定井下電池的容量，以保證所運用的設備能夠在工作過程中具有足夠的電量是非常有必要的。

2.1.5 耐高壓

在井下工程的過程中會產生很大的壓力，例如側向壓力、鉆井壓力、環空壓力等，因此，該系統的耐高壓能力是保證工作順利進行的基礎。

2.1.6 雙系統

想要保證雙系統的有效構建，針對井下工程的特征選擇相應冗余方式是基礎，這樣做的好處在于通過對時間、軟件、信息等冗余方式的科學運用，避免在配合過程中出現排斥的問題[2]。

2.2 系統的框架

2.3 系統的硬件設施

2.3.1 參數采集及儲存

這一部分主要是通過轉換工程信號的方式，將參數進行儲存，因此，為了避免容量不足的情況發生，現階段所使用的參數測量系統通常采用8路AD單片機，而儲存器則采用安全系數極高的32MBFLASH儲存區，將二者通過SPI串口進行連接。

2.3.2 參數傳輸

想要保證井下工程的通信質量，該系統選擇將經由系統串口測得的參數對系統進行傳輸，一旦計算機開始進行單片機的尋址，那么單片機則會將有關參數進行傳輸。另外，從機只有在保證接收主機命令的基礎上，才能經由主機的總線將參數進行返回，否則不得擅自使用總線發送參數[3]。

2.4 系統的軟件設施

該系統的軟件共分為計算機處理和測試系統兩個部分，計算機處理主要是通過運用LabVIEW的方式，將對有關參數進行讀取和分析的功能進行最大化展示，而測試系統主要包括主系統和備用系統的單片機，即通過對系統最初所使用模塊進行建立的方式，對系統運行所需的參數和環境進行設置，另外該系用還包括定時和監視中斷處理模塊，這一部分存在的意義在于保證單片機對數據進行采集和傳輸的功能。

3 結語

綜上所述，文章以現階段我國井下工程的參數測量工作開展為背景，從技術、框架、軟硬件設施和傳輸五個方面對所使用的系統進行了深入分析，并且結合當今社會的實際情況，對應當運用的元件進行了列舉，在滿足相關行業要求的基礎上，最大限度提高了參數測定的準確率，保證井下工程的順利開展。

[1]蘇毅,齊昕,劉陽,張金光.基于載波通信原理的電磁波隨鉆測量技術[J].石油勘探與開發,2013,02:226-231.

[2]葛亮,胡澤,陳平.井下工程參數隨鉆測試系統設計[J].傳感器與微系統,2013,08:105-107.

[3]胡越發,楊春國,高炳堂,王立雙.井下電磁中繼傳輸技術研究及應用[J].科技導報,2015,15:66-71.