基于MSP430的石油井下壓力測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1 引言
壓力數(shù)據(jù)在油田開采過程中是一項(xiàng)極重要的資料。而這其中的射孔工藝是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其對高質(zhì)量打開油氣層，提高油氣井產(chǎn)能都有重要影響。射孔是打開油氣層讓地層流體流入井內(nèi)的主要完井工序。測取射孔瞬間動(dòng)態(tài)壓力參數(shù)具有重要意義；確定每次射孔的施工效果；結(jié)合其他測試參數(shù)評價(jià)地質(zhì)效果：研究射孔工藝機(jī)理，為我國射孔理論水平的發(fā)展創(chuàng)造有利條件。該參數(shù)的測取也是研究油氣層特征，掌握油氣層動(dòng)態(tài)。檢查地面采油工藝流程的重要手段。為此，必須借助于各種精密的壓力測量儀表。以獲得精確的壓力數(shù)據(jù)。

2 測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2．1 存儲測試原理簡介
存儲測試系統(tǒng)是用以完成存儲測試的物理系統(tǒng)，可工作在高溫、高壓、強(qiáng)沖擊振動(dòng)、高過載等惡劣環(huán)境下，自動(dòng)完成被測信息的實(shí)時(shí)采集與存儲記憶。它將傳感器、適配電路、數(shù)字化存儲記錄電路、通訊接口、控制指示單元和電源集成為一體，構(gòu)成一個(gè)小型化的、可安裝在被測體內(nèi)(相對)獨(dú)立丁作的測試系統(tǒng)。由于存儲測試系統(tǒng)具有體積小、功耗低、可重復(fù)使用、抗干擾性好及能適應(yīng)特殊環(huán)境等特點(diǎn)，所以對于工程測試，特別是在野外惡劣的環(huán)境下，存儲測試系統(tǒng)提供了一個(gè)很好的解決方案。
這里設(shè)計(jì)的儀器必須能夠在高溫、高壓、高沖擊的油井中安全、可靠的取得射孔壓裂數(shù)據(jù)，且能保持?jǐn)?shù)據(jù)長時(shí)間不丟失，可順利回收被測信息。因此該系統(tǒng)除需能耐高溫、高壓、高沖擊振動(dòng)的電路外，還必須對其保護(hù)，防止儀器損壞。
2．2 系統(tǒng)工作原理
系統(tǒng)原理框圖如圖1所示。

石油井下射孔壓力測試系統(tǒng)選用編程自適應(yīng)分段均勻采樣策略，即通過事先編程確定記錄過程分為若干個(gè)均勻采樣階段，每一階段的開始時(shí)間、采樣頻率、存儲點(diǎn)數(shù)是根據(jù)被測信號的變化自適應(yīng)調(diào)整的。此系統(tǒng)在單片機(jī)程序的控制下，上電延時(shí)50 s后，在觸發(fā)信號到來之前，以1 Hz的采樣頻率進(jìn)行低頻采樣A／D轉(zhuǎn)換，并將MD轉(zhuǎn)換輸出的數(shù)據(jù)存人存儲器。觸發(fā)信號到來后，開始以100 kHz的采樣頻率采樣，連續(xù)采樣滿128 K字?jǐn)?shù)據(jù)，再以500 Hz采樣，至采滿256 K字，數(shù)據(jù)停止采樣。當(dāng)電路回收后，可通過RS232接口將存儲器中的數(shù)據(jù)讀至計(jì)算機(jī)．以便后續(xù)處理。