专利名称：驻井式井下压力参数采集单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种油田生产及油藏模拟工程数据采集装置，具体地说，涉及一种机电一体化的由传感器、传送电缆和与计算机联接的接口装置组成的油井井下数据采集单元，属于现代测试技术领域。
在石油勘探开发过程中，必须随时对油井、钻机和地质构造等相关的各项参数不断进行采集、记录和分析，作为油田规划、开发和均衡生产的技术依据。而油井井下数据的采集是石油油藏储量模拟工程的基�。壳跋钟械挠途馐约锹忌璞钢荒芡ü诩屏慷饩鼍谑莸牟杉杂谟途率莸氖凳辈杉弈芪Γ蚁钟杏筒啬Ｄ夤こ淌堇醋匀斯げ陕迹荒芄钩梢桓鐾暾奶逑担庑┒杂谌婵⒂吞镂抟稍黾恿嗣つ啃院头羌苹�。而且，现有的测试装置设备结构复杂，造价昂贵;其内部装配的各种参数误差调整补偿和自动控制、传输、记录和电子线路，使得仪器成本提高，调整和维护的工作量大，技术要求高，必须要由专业技术人员到现场配合特种作业队才能开展工作。这样，就很难在油井现场得到普及应用。
本发明的目的是提供一种能够实现井下压力参数的实时测定的数据采集单元，从而大大提高油藏模拟工程的数据质量。
本发明由传感器、超低频传输电缆和与传感器相对应的输入�？槿糠肿槌桑渲写衅髦苯又糜诰鹿ぷ髅妫⑼ü推档缋掠刖谏厦嫦喽杂Φ氖淙肽？榱樱庑椭瞥杉傻缏纺Ｊ降氖淙肽？椴逶谖挥谟途浇谋曜脊ひ悼刂平槊鍾TU中的插槽里，工业控制介面RTU则与能够执行全部规定采集操作控制和存储相关的全部软件的计算机(又称数据处理机)相联接。
图1是本发明硬件结构系统的配置图。图中1是位于井下的压力参数传感器，在其外壳内装有一个受压后能改变基振频率的压敏石英晶体8-敏感器件、分频器9和整形驱动电路10，传感器1又通过超低频传输电缆2和插在标准工业控制介面RTU4中的压力输入�？�3相连接，由此组成一个井下压力参数采集单元。同样，5是位于井下的温度参数传感器，它与压力参数传感器一样都直接置于井下工作面上，它所敏感到的温度参数也转变为相应的模拟或数字电信号，同样通过超低频传输电缆2和插在标准工业控制界面“RTU”4中的温度输入�？�6相连接，由此组成一个井下温度参数采集单元。因为工业控制界面RTU4通常就在油井的附近安置，所以，本发明称作驻井式井下压力参数采集单元。工业控制介面4通过串行通讯接口与计算机7相连通。
本发明的工作原理是装于井下需要监测部位的压力传感器中的压敏石英晶体敏感元件，其自然基振频率应该不低于5MHZ，分频器则可以是产生超低频脉冲的＞＝2级分频。当石英晶体敏感元件受压后其基振频率就会增高，而其频率的增量F应与压力成正比，经分频后的超低频脉冲经整形和驱动后，由传输电缆把信号从井下传到地面，接到插在工业控制界面RTU中的输入模块，组成井下压力参数采集单元。通过RTU接至数据处理机，联入油井数据综合采录系统装置。另外，井下的温度采集单元同样将其敏感到的温度参数，通过传输电缆传到地面上的RTU和数据处理机，构成井下温度参数采集单元。由于在测试井下压力参数的同时也将井下温度实时采集，并由数据处理机内储存的软件程序把由温度引起的非线性影响进行分析、修正和处理，从而得到更加精确的井下压力数据，为整个油井的更好开采地下油藏提供了有效的技术保证。
本发明的传感器里只有一个敏感器件(如压敏石英晶体)和其信号变换电路，利用当代高度发达的半导体器件技术的高技术优势而全部加工成集成化的组件，器件性能相当稳定，没有调整的电子线路和另部件，不需要安装调校，大大提高了使用的可靠性和稳定性，并有效提高了测试精度，还使设备的投资开支大大减少，将通常因测试仪表昂贵而无法实现或推广的采录数据提供了机电一体化的工程实施条件，使得有可能为每口油井都配备相应的井下压力参数采集单元，为使油井始终处于最高效率的工作状况提供了技术装备的一个保证措施。另外，因信号已降为超低频，近似于直流信号，使电缆的传输要求大大降低，这也是有利于提高测量精度和降低设备开支。
再者，由于“机电一体化”概念已经被普遍认可和开始具备实施的可能和条件。不久，计算机也要安装到石油勘探钻井的现场作业区域，钻井设备实现机电一体化将成为技术发展的必然。本发明的硬件配置就会成为整套钻井机电装备的有机组成部分，而其中的工业控制界面(RTU)和数据处理机(计算机)是整个钻井装置所共享的，本发明的关健是只要配置安装在井下工作面的传感器、超低频传输电缆和与传感器相对应的输入模块组成的采集单元群作为数据处理机的外围输入装置以及开发相应配套的调整、补偿和记录参数的应用软件包与综合均衡的程序和数据。硬件配置化费很少。
本发明充分运用微电子技术和以微计算机为代表的信息产业的高技术优势，采集单元机电一体化，采集单元只承担敏感和传递基本物理参数，其他处理、调校等高级工作均由计算机和工业控制介面配合完成，使得硬件结构大大简化，维护工作也显著减少。而微机的工作特点使得测试能够连续化、自动化，并且消除了附加的温度漂移引起的压差变化，精度高，响应快、耗能少，并具有“人工智能”管理的特性。总之，本发明为提高油藏储量模拟工程的数据质量提供了一项机电一体化技术装备措施，使油藏模拟工程的数据采集和整理摆脱了人工采录的局限而构成一个完整的体系。
权利要求
1.一种驻井式井下压力参数采集单元，其特征是由传感器、超低频传输电缆和与传感器相对应的输入�？槿糠肿槌桑渲写衅髦苯又糜诰鹿ぷ髅娌⑼ü缋掠胂喽杂Φ氖淙肽？榱樱庑椭瞥杉傻缏纺Ｊ降氖淙肽？椴逶谖挥谧昃浇谋曜脊ひ悼刂平缑妗癛TU”中的插槽里。
2.如权利要求1所述的井下压力参数采集单元，其特征是工业控制界面“RTU”与能够执行全部规定操作控制和存储相应的全部软件的数据处理机相连接。
3.如权利要求1所述的井下压力参数采集单元，其特征是压力传感器是由封装于壳体内的一个受压后能改变基振频率的压敏石英晶体，分频器和整形驱动电路所组成。
4.如权利要求1或3所述的井下压力参数采集单元，其特征是压力传感器中的压敏石英晶体的自然基振应为不低于5M赫兹(HZ)，分频器则为产生超低频脉冲的＞＝2级分频器。
全文摘要
一种机电一体化的驻井式井下压力参数采集单元是在今后油田开发系统共有的计算机、工业控制界面等基础上，再配置安装于井下工作面的传感器，传输电缆和相应的插在控制界面里的输入�？榈扔布胧凳辈馐院涂刂频淖ㄓ萌砑槌�。使得实时采集井下压力参数成为可能。使油藏模拟工程的数据采集和整理构成一个完整体系，而且硬件配置标准化、通用化和化费少，不需专业人员维护，采录数据能做到连续化、自动化和智能化。
文档编号G01L1/10GK1053293SQ90100048
公开日1991年7月24日 申请日期1990年1月12日 优先权日1990年1月12日
发明者石行, 尤装 申请人:北京市西城新开通用试验厂
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