流体电阻率测定装置数据采集系统设计

本文介绍了一种可用于流体电阻率测定的数据采集系统的设计方案.该系统具有51根装有测量电极的探棒,分上中下3层安装在流体模拟装置上,并用数据采集卡采集流体模拟装置上相邻两探棒之间的电压差信号.采集的数据上传上位机,上位机再根据实际标定所确定的电压-电阻率算法将电压差的采集值转换为最终的电阻率.文中重点介绍了测定的方法、多通道数据采集的方案以及探棒切换的控制.通过实验室的初步测试,该方案可行,并具有易于标定,高可靠性和造价低的特点.     

基于音频信号的气体钻井返出岩屑量监测方法研究

为了监测钻井过程中的井壁坍塌、井底岩爆等井下工况信息,进行了基于音频信号的气体钻井返出岩屑量监测方法研究。该方法利用音频采集系统采集返出岩屑在排砂管中运移所产生的音频信号,根据短时能量确定声音段的起止点并计算特征参数,建立声音的特征参数库,再利用神经网络算法排除干扰声音,然后分析排砂管内不同大小岩屑的声音特征,利用动态时间弯折算法识别岩屑的大小,计算岩屑流量,进而判断气体钻井携岩状态及井下工况。双探7井现场试验结果表明,该方法对干扰声音的分类成功率达到96.8%,对不同粒径岩屑的识别率达到85.0%。研究结果表明,基于音频信号的气体钻井返出岩屑量监测方法可以监测返出岩屑流量变化情况,有效判断气体钻井的井下工况,从而降低气体钻井作业风险。      

变内径钻柱中微波传输衰减规律

为确定钻柱内孔微波传输的最佳工作频点,获取微波信道的衰减规律及有效传输距离,将钻柱内孔视为超长不规则有耗圆波导,采用电磁波耦合理论计算了微波传输最佳工作频点,分析了波导中的微波模式,采用微波传输等效电路法建立了信道模型及信号衰减规律模型。针对超长钻柱,提出单位长度功率衰减系数从而对有效传输距离进行简化分析。研究表明,139.7 mm(5.5 in)和127.0 mm(5 in)API标准钻杆最佳工作频点分别为2.04 GHz和2.61GHz,钻柱内孔沿轴向存在多个内径渐变段和突变点,微波传输存在大量反射过程,信道的阻抗变化是影响传输性能的主要因素。室内及现场测试结果表明,建立的微波传输衰减规律模型计算结果准确,可用于微波传输随钻监测系统的设计。     

含油流体电阻率测定装置的研究与设计

文章介绍了一种可用于含油流体电阻率测定的实验装置。该装置的主体为流体模拟试验箱,箱上分上中下三层,安装了51根配有测量电极的探棒,并用数据采集卡采集流体模拟实验箱上相邻两探棒之间的电压差信号。采集的数据上传计算机,计算机再根据实际标定所确定的电压-电阻率算法将电压差的采集值转换为最终的电阻率。文中重点介绍了模拟实验箱的构造,测定方法,多通道数据采集方案以及探棒切换控制。通过实验室测试,该方案可行,并具有易于标定、高可靠性和造价低的特点。     

石油高校“工业控制网络”课程教学方法改革研究

根据新时期国家对"卓越工程师教育培养计划"的要求和石油石化行业的具体需求,针对石油高校"工业控制网络"课程的特点和在实际教学中存在的问题,在教学内容、教学方法、教材建设、实验课程建设和考核方法等方面进行了一系列的改革,以期能够根据现有的条件,尽可能地提高教学质量,满足石油石化行业对高质量测控技术工程师的需求。     

泵送式井下测压微球的研制与试验

井下压力计和随钻井下环空压力监测仪（PWD）是目前实现井下压力监测的仅有的两种仪器,但井下压力计仅能起钻后读取数据,延迟较长,无法真实反映当前井下动态,而PWD费用高昂,又无法实现低成本钻井。因此,既要满足降本需求,又要实现钻井中的井下压力测量,提出了一种新的井下压力测量技术,即在接单根时,投入测压微球,循环一周至地面回收,读取测量数据,为后续钻井作业提供参考;同时研制了抗压105MPa、耐温125℃的泵送式井下测压微球。模拟井试验表明：泵送式井下测压微球内部构件设计合理、测量数据完整;测量数据与上位机配套软件对接正常,初步能满足井下压力测量。泵送式井下测压微球的研制成功将对确保钻井井控安全起到重要的意义。     

钻柱内孔变径结构条件下微波传播衰减规律研究

为掌握钻柱內孔微波传输的最佳频点,获取微波信道的衰减规律及有效传输距离,将钻柱内孔视为超长不规则有耗圆波导,采用微波耦合理论计算了其微波最佳传输频点,分析了信道中的微波模式。采用微波传输等效电路法建立了信道模型,研究并建立了钻柱内孔微波信道信号衰减规律模型。同时针对超长钻柱,提出单位长度平均功率损耗系数对有效传输距离进行简化分析。研究结果表明,钻柱内孔沿轴向存在内径渐变段和突变点,微波传输存在大量反射过程,信道的阻抗变化是影响传输质量的主要因素。建立的衰减模型比仅考虑表面电阻涡流损耗的模型更准确,更具有现场指导意义。     

基于北斗卫星的油气田SCADA系统

北斗卫星系统是我国自主研发的卫星系统,该系统利用两颗地球同步卫星为用户提供全天候、区域性卫星定位及短报文通讯应用服务,非常有利于偏远地区、海洋作业的数据传输和定位.由多个现场智能终端、北斗卫星、北斗卫星地面接收站和油气田测控中心四个部分组成油气田SCADA系统.利用其通讯定位功能可摆脱地理、交通、电力的限制,在高危地区传输生产数据,能在常规专网、公网中断和国外卫星通信掐断的情况下,或是在突发地质灾害或重大事故时,确保油气田生产、运输正常,使国家公共安全得到保障.     

周期性钻柱内孔波导微波传播衰减规律研究

为掌握钻柱內孔微波传输的最佳频点,获取微波信道的衰减规律及有效传输距离,将钻柱内孔视为超长不规则有耗圆波导,采用电磁波耦合理论计算了微波最佳传输频点,分析了波导中的微波模式。采用微波传输等效电路法建立了信道模型,以及信号衰减规律模型。同时针对周期性超长钻柱,提出单位长度平均功率损耗系数对有效传输距离进行简化分析。研究结果表明,钻柱内孔沿轴向存在多个内径渐变段和突变点,微波传输存在大量反射过程,信道的阻抗变化是影响传输性能的主要因素,单位长度衰减系数小于0.3 d B/m。衰减模型比仅考虑表面电阻涡流损耗的模型更准确,对微波传输随钻监测系统的设计具有指导意义。     

基于多路移相时钟的瞬时测频模块设计

本文根据时钟数字移相原理,提出了一种新的瞬时测频方法,适用于捷变频雷达测频系统.该方案利用FPGA芯片内部的PLL产生了4路同频率但不同相位的移相时钟,结合等精度测频的原理,在实际闸门开启时段分别对每路时钟的脉冲个数计数,通过计数值相加和计算获得标准时钟计数值,等效为将单路标准时钟的频率提高4倍.实验板验证结果表明,该方案电路简单、成本低、性能稳定,能满足技术指标要求.