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基于PIC16F877单片机的井下压力测量技术研究

作者:时间:2012-06-11来源:网络收藏

摘要:描述了以为主控制器的检测系统,它主要以惰性气体作为传递介质,在地面完成井口气体,然后通过井口压力的大小推算测压深度处压力大小。详细叙述了系统设计原理与软硬件的实现方法,整个系统包含数据采集、数据处理、数据存储和数据显示等。经过室内试验和现场试验验证,这种压力检测系统具有精度高、稳定性好、实时性强等优点,可满足现场环境的要求。
关键词:;测压;数据采集;实时显示

目前,我国油井主要采用的是电子式压力系统,由于电子压力传感器长期工作在高温环境中,所以存在漂移问题,而且可靠性不高。同时这种仪器大多数将采集的数据存储在存储器中,缺乏实时性测量的要求。而本文所介绍的压力采集系统是一种新型的压力测量系统,其主要是以惰性气体作为压力传递介质,在地面完成对井口气体压力的测量,然后通过井口压力的大小推算井下测压点处压力大小。其主要特点是所有的测量都在地面上进行,避免了井下复杂环境对测量结果造成的影响,同时也满足了系统的实时性要求。

1 井下压力测量系统工作原理
井下测压系统的基本原理是帕斯卡定理。整个套管设备在测压时被下放到井下测压点处,地面可以通过压力泵向传压筒内充放气体,为维持井液与高压气体接触的气液面平衡,传压筒里面的气体要定期进行补充。根据帕斯卡定理,传压筒内气体的压力等于井液的压力,将信号采集到中,在PIC16F877中根据相应的算法计算出井内的压力值,并进行存储、实时显示和数据回放。

2 硬件电路设计
压力检测系统主要由以下几部分组成,分别为数据采集电路、数据存储电路、数据显示以及数据回放。数据采集电路主要使用PIC16F 877对压力数据进行实时采集数据,存储电路使用型号FLASH存储芯片;数据显示使用的是智能显示器;数据回放采用RS-232串行接口,将存储在flash芯片中的数据回放到计算机中。图1为压力检测硬件电路的设计框图。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/171317.htm

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2.1 压力传感器的选取
压力的测量一直以来受到压力传感器的制约,其测量的准确程度取决于压力传感器的指标,根据压力检测系统的设计要求,最后决定选用德国HeLM公司生产的HM10高精度压阻式压力传感器,此传感器采用了最坚固可靠的压力敏感元件,特别适合于野外的压力测量。 HM10主要的性能指标如下:
1)工作温度:-40~85℃
2)冲 击:100 g,11 ms
3)振 动:10 gRMS.20~2 000 Hz条件下无变化
4)压力量程:-0.1 MPa~0~10 kPa…70 MPa

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