一種雙向遠(yuǎn)程控制試井系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)

其中模擬電路部分的主要功能為經(jīng)低通濾波處理濾除經(jīng)電纜傳輸后壓力計(jì)信號(hào)中的高頻分量，并將模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理。
數(shù)字電路部分考慮到長(zhǎng)線傳輸?shù)?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/系統(tǒng)">系統(tǒng)頻帶限制，及壓力計(jì)信號(hào)輸出采用的部分響應(yīng)基帶傳輸方式，所以原始信號(hào)需經(jīng)過硬件電路處理恢復(fù)出數(shù)據(jù)信號(hào)供主處理器處理。
數(shù)字信號(hào)首先經(jīng)過去除毛刺后分成兩路，一路未進(jìn)行任何處理，另一路經(jīng)過由兩片F(xiàn)IFO寄存器和一片移位寄存器構(gòu)成的移位電路，經(jīng)過精確位移的信號(hào)與原信號(hào)進(jìn)行異或操作，恢復(fù)出數(shù)據(jù)信號(hào)，再經(jīng)過濾波處理然后直接送給主處理器進(jìn)行相關(guān)處理，并在指定端口處發(fā)送出去。該電路中配備一定頻率的振蕩器，經(jīng)分頻后作為隊(duì)列寄存器和移位寄存器的驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘信號(hào)。
電源管理模塊提供了系統(tǒng)各個(gè)模塊所需的工作電壓，并具有高溫保護(hù)功能，當(dāng)溫度過高時(shí)電源自動(dòng)斷電，并在掉電時(shí)將濾波電路的反饋回路切斷，當(dāng)溫度降低時(shí)可自動(dòng)恢復(fù)工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)濾波電路的溫度控制。
壓力計(jì)控制系統(tǒng)采用一套完備的壓力計(jì)管理通信協(xié)議集，規(guī)定了數(shù)據(jù)的具體格式，包括幀分類方式、幀長(zhǎng)度判定格式、幀數(shù)據(jù)意義定位等。該套通信協(xié)議集支撐了整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠地工作，充分滿足了井上井下交互通信及實(shí)際油井測(cè)試工作的需要。

4 應(yīng)用實(shí)測(cè)
本文所述的遠(yuǎn)程控制試井測(cè)試系統(tǒng)已在渤海鉆井平臺(tái)得到多次實(shí)際應(yīng)用。其中最新一次測(cè)試為2010年7月，測(cè)試井深2253．79m，測(cè)試井段2104．0～2109．0m，產(chǎn)量：油114．3m3／d，氣11104m3／d，流壓16．02Mpa，生產(chǎn)壓差1．90Mpa，地層最大壓力17．92Mpa，測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)溫度82．7℃。井下探測(cè)系統(tǒng)位于井深2045．42m處，測(cè)得數(shù)據(jù)經(jīng)無線發(fā)射接收模塊傳至下井控制器，由地面計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析，同時(shí)借助下井控制器完成對(duì)井下探測(cè)器的實(shí)時(shí)控制。整個(gè)試井作業(yè)所記錄的壓力和溫度變化過程曲線圖如圖8所示。

該系統(tǒng)實(shí)際測(cè)量曲線圖，較準(zhǔn)確地反映了該井整個(gè)操作流程所對(duì)應(yīng)的變化趨勢(shì)，并通過專用分析軟件對(duì)該過程中初關(guān)井至二開井段壓力曲線圖進(jìn)行了理論值擬合，如圖9所示。
從圖中可以看到，擬合結(jié)果如實(shí)地反映了實(shí)際測(cè)量壓力的變化趨勢(shì)，與實(shí)際油井相關(guān)操作基本吻合。包括初次關(guān)井壓力值產(chǎn)生跳變并急速下降，之后迅速恢復(fù)接近靜態(tài)壓力。此后進(jìn)行的一系列油井操作均如實(shí)地反映了在壓力變化圖中，直至二次開井壓力值迅速抬高并馬上恢復(fù)到最初壓力值，隨著油井采油作業(yè)直至結(jié)束，壓力值逐漸恢復(fù)至零。

5 結(jié)論
本文所述系統(tǒng)在渤海多個(gè)平臺(tái)實(shí)際應(yīng)用，準(zhǔn)確提取了井下石油的參數(shù)數(shù)據(jù)，并已申請(qǐng)受理了國(guó)家專利。從現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試及應(yīng)用表明，所設(shè)計(jì)的用于長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)的擴(kuò)頻通信方式，能夠成功地將井下數(shù)據(jù)無誤地傳到井上，并同時(shí)將井上控制命令傳至井下，完成井上井下雙向遠(yuǎn)程控制操作。本文介紹系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的最遠(yuǎn)傳輸距離基本滿足國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的所有井深，傳輸方式可靠穩(wěn)定。此外所采用的壓力計(jì)實(shí)際模型及分段擬合等計(jì)算方式，通過實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)表明能夠如實(shí)準(zhǔn)確地反映井下實(shí)際情況，且測(cè)量量程和精度很好地滿足了實(shí)際需要。
由于不同油井的環(huán)境差異較大，會(huì)對(duì)系統(tǒng)的通信帶來不可預(yù)知的影響，因而對(duì)其抗干擾性等方面需通過多次的實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)一步改進(jìn)提高。另外由于實(shí)際測(cè)井周期需要，對(duì)系統(tǒng)供電要求較為苛刻，因此整個(gè)系統(tǒng)的功耗節(jié)能等也是今后需提高的主要方面。