基于Labview的油气井出砂在线监测软件设计

在油气田开发过程中,出砂问题十分普遍,若不及时采取措施会引起严重危害,为此研究及设计了一种出砂在线监测软件。该软件利用粒子动能模型,将粒子动能与出砂信号幅值相联系,将微观量转换为可测的电压值。采用外置式超声检测方法,即压电陶瓷传感器获取砂粒撞击管壁的信号,然后通过采集电路传送到工控机上,通过设计的油气井出砂在线监测软件进行相应的滤波,转换等处理,实现含砂量、含砂率等出砂信息的实时显示及数据回放的功能,并能观测某一段时间油气井出砂变换趋势。由实验及相关数据验证,该软件可以很好地显示出砂变化趋势及出砂累积量,且误差控制在10%内。该软件可以提供一个安全生产参数,保证油气井正常工作。     

油井出砂实时监测技术研究

油井出砂会对油田的正常生产造成很大的危害,但油井出砂状况的实时监测仍然是一个技术难题。本文通过对管道流体中砂粒与管壁的碰撞效应,超声波传感器技术,数字信号处理技术的研究,研制了油井出砂实时监测系统。系统采用非接触式测量方法,通过传感器检测砂粒碰撞管壁产生的超声波信号并对信号进行处理,最后根据出砂信号与出砂量之间关系的理论模型和计算方法得到流体中的累积含砂量。该系统在实验室条件下进行了试验,取得了很好的效果,在油田现场对多口油井进行了出砂状况的实时监测,监测结果与油井的出砂情况基本相符,表明该系统可以用于油井出砂的实时监测。     

气井出砂动态监测技术研究

在天然气开采过程中,气井出砂十分普遍,出砂会导致井下管柱,工具及地面设备加快磨损,严重时会使气井减产甚至停产。本文利用微振动信号检测方法对气井出砂的动态监测技术进行了研究,监测系统采用工控机为主控处理单元,通过检测砂粒碰撞地面输气管壁所产生的微振动信号并对信号进行滤波、放大和采集处理,根据出砂信号与出砂量之间关系的理论模型动态监测井口的累积含砂量,为防砂方案的制定提供数据支持。该系统在实验室条件下进行了模拟试验,试验结果表明系统能够对气体携砂情况进行动态监测。     

油气井出砂信号的动态监测与处理

针对油气井出砂监测进行了研究，设计了“出砂动态监测系统”。该系统结合传统的振动测量思想与现代信号处理技术，突破了以往在出砂监测中将出砂信号视为静态信号，进而相应地采取静态信号处理的方法，运用功率谱、概率密度函数等数理统计方法，综合识别出砂信号。理论分析与实验研究表明，该实验系统在国内具有先进性。     

基于FPGA的双A/D高精度小信号采集系统

设计了一种基于FPGA的双A/D高精度小信号采集系统.该系统包括测试电流通道和保护电流通道.罗氏线圈输出的感应电动势通过共模扼流圈消除共模干扰后分别送入测试电流通道和保护电流通道,保护电流通道经过信号调理网络后直接送入ADC1中进行转换.为了提高测试电流通道的测量精度,调理后的信号经过PGA网络后送入ADC2中进行转换...     

基于DSP TMS320F2812涡街信号采集与谱分析系统

本文以TI公司TMS320F2812芯片为核心控制器,主要研究2812DSP的片上外设ADC模块和周期图谱算法。2812DSP的12位16通道ADC模块实现对涡街流量计传感器信号的采集;DFT的快速算法FFT对采集信号进行特征分析,提取有用信号。通过实验和仿真验证了该设计的可行性和正确性。2812ADC模块采样精度高,采样频率范围广。FFT周期谱图法分析频域范围宽,能够有效的提取出有用信号,适合抑制确定性噪声。该系统抗干扰性能强,控制简单。     

HHT算法在压电陶瓷驱动器的微纳米位移传感器中的应用

针对信号虽然经过了模拟滤波,采集到的信号经过数据采集系统后不可避免的含有随机噪声,噪声限制了传感器的分辨率和系统的动态范围。提出利用HHT算法的经验模态分解对用于压电陶瓷的微纳米传感器采集到的数字信号进行数字滤波,将采集到的微弱信号进行进一步处理,以提高微纳米传感器在稳态输出时信号的信噪比从而提高传感器的性能。采用两种方法进行处理。其中一种方法是滤掉经过模态分解后信号中的最高频噪声,另一种方法是滤掉经过模态分解后信号中的前两阶噪声。最后对比实验结果证实了此算法的有效性,它能够改善传感器的线性度。     

HHT算法在压电陶瓷驱动器的微纳米位移传感器中的应用（英文）

从传感器中采集到的信号即使经过了模拟滤波,但是其通过数据采集系统后仍然会含有随机噪声。然而,这些随机噪声会限制传感器的分辨率和影响系统的动态范围。针对这一问题,利用HHT算法的经验模态分解对从基于压电陶瓷驱动的微纳米传感器中采集到的数字信号进行数字滤波,进而对采集到的微弱信号进行进一步处理,以提高微纳米传感器在稳态输出时信号的信噪比从而提高传感器的性能。主要采用两种方法:一种方法是滤掉经过模态分解后信号中的最高频噪声,另一种方法是滤掉经过模态分解后信号中的前两阶噪声。最后对比实验结果证实了此算法的有效性,其能够有效的改善传感器的线性度。     

基于FPGA的高速数据采集系统研究

为了提高数据的采集速率,增加数据采集的工作效率,研究了一种基于FPGA的高速数据采集系统.该系统是利用FPGA的Virtex系列芯片作为核心芯片,控制12位的A/D芯片ADC12D800,400MHZ的信号经过信号处理转变为差分信号,经过FPGA内部的锁相环倍频变成800MHZ的差分信号,ADC12D800用DES模式...     

基于PCI1714的高速撞击信号的数据采集系统设计

针对航天器很可能受到空间碎片的撞击,造成损伤时需要通过采集撞击信号,进行声发射无损检测的问题,设计了一种高速撞击信号采集系统方案;根据高速撞击信号时间极短的特点,系统选用研华的PCI-1714高速采集卡,改进其数字触发机制,借助其32位DLL驱动程序接口,采用可视化编程语言VC++进行数据的采集、传输和大量数据流的存储;实验结果证明,该系统在高速撞击下,不漏采,采集数据显示撞击过程清晰,为进一步损伤定位的数据分析提供了强有力的数据支持。     

油水井自动化系统在冀东油田的应用

中国石油油气生产物联网系统（油水井自动化系统）即通过传感、射频、通讯等技术,对油水井、计量间、油气站库等生产对象进行全面的感知,实现生产数据、设备状态信息在生产指挥中心及生产控制中心集中管理和控制,搭建规范、统一的数据管理平台,支持油气生产过程管理,进一步提高油气田生产决策的及时性和准确性的系统。文章介绍了在冀东油田建立的一套覆盖油气生产、处理等全过程的油水井自动化系统,实现了生产数据自动采集、关键过程联锁控制、工艺流程可视化展示、生产过程实时监测的综合信启,平台,达到强化安全管理、突出过程监控、优化管理模式,以实现优化组织结构、提高效益的日标。     

一种基于GPRS的油田远程无线SCADA系统设计

随着计算机技术、通信技术、检测与控制技术的发展,SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系统正逐步取代人工监控方式对原油生产和计量的各个环节实现远程监测、控制和管理。目前油气田正逐渐采用工业无线监控系统对油井、计量站的数据和运行状态进行远程监控,实时监控油田各项工作参数和故障,实现智能化监控与管理。     

基于TDC-GP22的超声波渡越时间测量方法研究

介绍了采用TDC-GP22用于超声波气体流量计信号接收和渡越时间(TOF)检测的实现方法。针对超声波信号接收电路,设计了带通滤波放大电路进行噪声抑制和放大处理,采用高速模数转换器(ADC)和数字电位器设计了增益控制电路,实现了对超声波接收信号的自动增益控制(AGC);针对超声波渡越时间检测,设计了阈值比较电路和高精度TDC-GP22时间检测电路。利用噪声阈值门限对TDC-GP22进行动态使能,避免了噪声引起的误检测。在音速喷嘴气体流量标准装置上进行了流量标定试验,试验结果证明了本测量系统具有良好的测量精度和测量稳定性。     

油气站场视频监控系统的设计与应用

安全监控系统的集成化、智能化升级是油气站场亟待解决的问题。针对当前系统的弊端,设计开发油气站场智能视频监控系统。利用宽动态技术,解决早期监控摄像头采集到的视频信号易受天气影响,画质不佳,有用信息不足等问题。并利用YOLO目标检测算法,实现对区域内人员未戴安全帽的行为进行监控。最后构建基于B/S架构的安防设备集成管理平台,将算法同监控视频画面集成,并显示站场三维地图,为后续站场数据可视化预留扩展接口。实践应用表明该系统能显著提升油气站场智能视频监控水平。     

Novel two-step filtering scheme for a logging-while-drilling system

A logging-while-drilling (LWD) system is usually deployed in the oil drilling process in order to provide real-time monitoring of the position and orientation of a hole. Encoded signals including the data coming from down-hole sensors are inevitably contaminated during their collection and transmission to the surface. Before decoding the signals into different physical parameters, the noise should be filtered out to guarantee that correct parameter values could be acquired. In this paper, according to the characteristics of LWD signals, we propose a novel two-step filtering scheme in which a dynamic part mean filtering algorithm is proposed to separate the direct current components and a windowed limited impulse response (FIR) algorithm is deployed to filter out the high-frequency noise. The scheme has been integrated into the surface processing software and the whole LWD system for the horizontal well drilling. Some experimental results are presented to show the feasibility and good performance of the proposed two-step filtering scheme.     

缸内直喷发动机油气分离器模拟分析及试验验证

为分析3种不同结构迷宫式油气分离器的流动分布和压力损失,使用CFD仿真分析软件对某缸内直喷发动机油气分离器内气液两相流场进行数值模拟．采用离散模型模拟油滴粒子喷射,假定油滴粒子与壁面碰撞后即被捕捉,计算得到不同直径油滴的油气分离效率,并设计简单而有效的试验方法对油气分离器分离效率进行间接验证．结果表明,采用CFD软件模拟计算方法能够计算油气分离器油气分离效率,反映流动的本质．根据给定的油气分离效率可优化设计油气分离结构,改进生产方案．     

油井生产监测与数据发布系统

油井维护巡视的劳动强度大,利用远程监控系统,可以实现油井工况参数的实时检测与自动采集、油井示功图的分析诊断等以及油现场的视频监控,同时,借助通信公司丰富的光纤网络资源把采集数据自动加载到厂级实时数据库,为各级管理部门应用提供开放的数据平台,使生产和管理人员及时控制和掌握生产动态,从而实现整个油井生产过程的自动化。     

小波包去噪方法在海底石油管道超声检测中的应用

通过分析海底石油管道超声检测回波信号,部分有效信号混在噪声信号里,本文研究了具有任意多尺度分解特性的小波包去噪方法。首先介绍了小波包的基本理论以及去噪声理论,然后运用小波包分析对实际测量的超声回波信号进行。处理。仿真结果表明,小波包去噪法能更好地抑制噪声,明显提高信噪比。     

Parallel Dantzig–Wolfe decomposition for real-time optimization—Applied to a complex oil field

This paper studies Dantzig–Wolfe decomposition for real-time optimization of process systems with a decentralized structure. The idea is to improve computational efficiency and transparency of a solution. The contribution lies in the application of the Dantzig–Wolfe method which allows us to efficiently decompose an optimization problem into parts. Moreover, we show how the algorithm can be parallelized for even higher efficiency. The nonlinear system is modeled by piecewise linear models with the added benefit that error bounds can be computed. In this context alternative parameterizations are discussed.The properties of the method are studied by applying it to a model of a complex petroleum field with severe production optimization challenges due to rate dependent gas-coning wells. The model resembles the Troll west oil rim, a huge gas and oil field on the Norwegian Continental shelf.Finally, the paper discusses workflows in production optimization as a means to explain how the proposed methodology can be applied in practice.     

On Generalized Reduced Gradient method with multi-start and self-optimizing control structure for gas lift allocation optimization

In most of the gas lifted oil fields, multiple oil wells share lift gas from a common gas distribution source. The lift gas should be distributed optimally among the wells to maximize total oil production. In this paper, a nonlinear dynamic model of the oil field is developed from first principles modeling. One of the objectives of this paper is to solve the optimal lift gas distribution problem using the Generalized Reduced Gradient (GRG) method. In addition, multi-start search routine is developed to ensure that the local optimal solution is closer to the global solution. Sensitivity of the optimal solution to changes in oil field parameters like reservoir pressure, Productivity Indices (PI), total lift gas supply (input disturbance) and separator pressure is studied. It is shown that the available lift gas is distributed among the wells according to the PI values of the wells and the optimal values are highly sensitive to the changes in PI values. A self-optimizing control structure using simple controllers is designed which is capable of keeping the oil field in optimal operating conditions without having to re-optimize the whole process when the input disturbance occur in the system. The simulation results show that the outcome of optimization is increased total oil production which leads to increased profit.