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基于CAN总线的套管阀阀底压力在线监测技术研究
资料介绍
针对企业委托的套管阀阀底压力在线监测系统课题,本文对井底压力的在线监测方法和产品设计进行了研究。提出了基于 CAN总线的套管阀阀底压力在线监测方法。开发了以单片机为核心,应用现代传感器,采用 CAN总线通讯的井底压力监测仪。该仪器带有温度补偿功能,适用于深度在10KM以内的套管阀底压力和温度的在线监测,并可存储数据。该课题经企业鉴定结论是:方案可行有效,解决了欠平衡钻井过程中套管阀底压力在线监测的难题,满足项目的要求。
首先对井底压力的监测方法进行了调研,全面了解了国内外井底压力的测量技术现状以及发展趋势。结合套管阀的特点,提出了采用压力传感器直接对阀底进行在线测量;确定了压力传感器的选型及其温度补偿方案:通过实验测得其温度特性曲线,采用最小二乘曲线拟合法和牛顿插值法逼近其温度特性曲线,计算出带有温度参数的数学补偿模型;应用 CAN总线技术,建立了井底和地面数据通讯系统,解决了远距离传输问题,提高了系统抗干扰性和动态特性;阐述了系统设计用到的关键技术,设计了基于单片机的硬件电路,其中包括压力和温度采集、调理电路, CAN总线通讯电路、外围电路控制单元、电源电路等;阐述了 LABVIEW和 IAR EW4305.3的编程方法,设计了上位机程序和下位机程序;设计了传感器的安装方法,最后对系统进行了实验室实验,分析了实验结果;结果表明,该方案可有效在线监测套管阀阀底的压力和温度。
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