一种双向远程控制试井系统的研究与实现

其中模拟电路部分的主要功能为经低通滤波处理滤除经电缆传输后压力计信号中的高频分量，并将模拟信号进行数字化处理。
数字电路部分考虑到长线传输的系统频带限制，及压力计信号输出采用的部分响应基带传输方式，所以原始信号需经过硬件电路处理恢复出数据信号供主处理器处理。
数字信号首先经过去除毛刺后分成两路，一路未进行任何处理，另一路经过由两片FIFO寄存器和一片移位寄存器构成的移位电路，经过精确位移的信号与原信号进行异或操作，恢复出数据信号，再经过滤波处理然后直接送给主处理器进行相关处理，并在指定端口处发送出去。该电路中配备一定频率的振荡器，经分频后作为队列寄存器和移位寄存器的驱动时钟信号。
电源管理模块提供了系统各个模块所需的工作电压，并具有高温保护功能，当温度过高时电源自动断电，并在掉电时将滤波电路的反馈回路切断，当温度降低时可自动恢复工作，实现对滤波电路的温度控制。
压力计控制系统采用一套完备的压力计管理通信协议集，规定了数据的具体格式，包括帧分类方式、帧长度判定格式、帧数据意义定位等。该套通信协议集支撑了整个系统稳定可靠地工作，充分满足了井上井下交互通信及实际油井测试工作的需要。

4 应用实测
本文所述的远程控制试井测试系统已在渤海钻井平台得到多次实际应用。其中最新一次测试为2010年7月，测试井深2253．79m，测试井段2104．0～2109．0m，产量：油114．3m3／d，气11104m3／d，流压16．02Mpa，生产压差1．90Mpa，地层最大压力17．92Mpa，测点实测温度82．7℃。井下探测系统位于井深2045．42m处，测得数据经无线发射接收模块传至下井控制器，由地面计算机进行分析，同时借助下井控制器完成对井下探测器的实时控制。整个试井作业所记录的压力和温度变化过程曲线图如图8所示。

该系统实际测量曲线图，较准确地反映了该井整个操作流程所对应的变化趋势，并通过专用分析软件对该过程中初关井至二开井段压力曲线图进行了理论值拟合，如图9所示。
从图中可以看到，拟合结果如实地反映了实际测量压力的变化趋势，与实际油井相关操作基本吻合。包括初次关井压力值产生跳变并急速下降，之后迅速恢复接近静态压力。此后进行的一系列油井操作均如实地反映了在压力变化图中，直至二次开井压力值迅速抬高并马上恢复到最初压力值，随着油井采油作业直至结束，压力值逐渐恢复至零。

5 结论
本文所述系统在渤海多个平台实际应用，准确提取了井下石油的参数数据，并已申请受理了国家专利。从现场测试及应用表明，所设计的用于长线驱动的扩频通信方式，能够成功地将井下数据无误地传到井上，并同时将井上控制命令传至井下，完成井上井下双向远程控制操作。本文介绍系统所实现的最远传输距离基本满足国内现有的所有井深，传输方式可靠稳定。此外所采用的压力计实际模型及分段拟合等计算方式，通过实际测量数据表明能够如实准确地反映井下实际情况，且测量量程和精度很好地满足了实际需要。
由于不同油井的环境差异较大，会对系统的通信带来不可预知的影响，因而对其抗干扰性等方面需通过多次的实验研究进一步改进提高。另外由于实际测井周期需要，对系统供电要求较为苛刻，因此整个系统的功耗节能等也是今后需提高的主要方面。