机械式智能分层注水工艺技术研究与应用

针对目前海上油田注水技术存在调配工作量大,测调周期长,测调精度低,受井斜影响严重等问题,开展了机械式分层注水工艺技术研究。该工艺技术首次采用液压机械式控制方式,并集成了智能化井下监测、自动化工具调控等特点,实现了实时监测、在线测调的功能。此项工艺技术2017年6月在渤海某油田X井的成功应用,表明分层注水工具性能可靠,在线实时测调,提高了测调效率,可适用酸化、井间示踪剂等作业,为渤海油田分层注水开发技术提供了新的思路。     

一种新型免投捞周期性注水技术研制及应用

渤中25⁃1油田X井上返补孔后分两层注水,面临两大难题：首先是分层注入压力差达18 MPa,其次调换层位应用钢丝或连续油管作业周期长、费用高。为解决以上难题,应用一种新型免投捞周期性注水技术,采用地面液压控制调节井下注水层位和注水量的办法,配套防砂管柱和注水管柱优化设计,代替反复钢丝作业。问题得到解决,保障了大压差分层注水作业安全,并100％的节省钢丝调配作业时间及作业费用。     

注水井流量测量的研究

开发一种井下涡轮流量计并研究其在油田注水井分层流量测量中的应用．文中分析了一维流体空间流场分布特点,并详细阐述井下涡轮流量计设计及计算方法．     

无缆智能配水器流量测试系统的优化与改进

海上油田智能注水具有注水排量大、施工成本高的特点,智能配水器在现场应用前的性能测试显得尤为重要.设计了地面流量测试实验流程,对无缆智能配水器进行了不同排量下的流量测试实验,实验结果表明,该无缆智能配水器在低注入排量(小于300 m3/d)条件下流量测试性能可靠,在高注入排量(大于300 m3/d)条件下流量测试稳定性差、精度低.进一步建立了无缆智能配水器管道流动模拟仿真模型,对配水器内部流体流动形态进行了仿真模拟,结果表明,流量测试通道结构导致流速分布不均匀是流量测试不稳定的主要原因.在此基础上改进了配水器流量测试结构,并通过仿真模拟和地面实验验证了改进后的流量测试模块的稳定性和精确性.     

基于文丘里的井下流量计量

井下流量计量与控制技术已成为油田开发,以及智能油田技术不可缺少的重要分支技术,由其测得的井下相关数据为油田的生产和管理提供可靠的理论依据.本文基于井下油气水三相混合计量技术,阐述了井下文丘里流量计的工作原理,论述了其工作过程,尤其对硬件部分的设计作出了相应的推导,研发了一种新型的、能适应井下复杂环境的井下流量计量装置,该装置结构简单、无插件,不干扰流体流动、压损小、受流体物性变化影响小,便于实施,安全可靠;测量精度高,适合井下流量计量与控制.     

延长油田西部油区长6油藏开采技术政策研究

通过对延长油田西部油区三个典型工区长6油组的小层顶面构造特征、砂体展布特征、油层厚度分布特征、顶面构造与油层厚度、储层岩石学特征、孔隙结构特征的研究,建立了基础数据库,并采用petrel地质建模软件进行地质建模。依据分层数据、井斜数据、小层顶面构造图,建立构造三维模型。分析研究各小层的砂层展布特征及物性变化规律,在相控的基础上建立孔隙度、渗透率、饱和度三维地质属性模型;根据油藏工程方法和低渗透油田注水开发理论,结合动态监测资料,对西部长6油藏未注水老区进行井网适应性评价研究,确定了科学合理的注水开发技术政策。     

单对电极的井下环空电磁流量测量系统的优化方法

随着石油资源的不断钻采,尤其是在窄安全密度窗口地区钻井时,由于对井下流量信息的缺失,导致溢流和井喷问题。采用井下微流量控制钻井技术可以有效解决窄安全密度窗口钻井中出现的溢流和井喷问题,而使用井下环空流量测量技术实时获取井下的环空流量信息是实现井下微流量控制钻井技术的最核心部分及保证。近年来快速发展的电磁流量计研究为井下环空流量测量提供了机遇,作者基于数字优化技术对井下环空流量测量系统进行了优化研究。首先,提出钻井过程中单对电极的井下环空流量电磁测量基础理论模型和优化原理,并基于Bevir的矢量权重函数理论实现环空流道电磁流量测量系统虚电流电势和虚电流密度求解。权函数值与磁感应强度和虚电流密度有关,当电极的尺寸和结构固定时,即虚电流密度为定值,通过优化励磁结构来使权函数值接近常数。其次,为了实现井下环空电磁流量系统的最优设计,作者基于多耦合场软件COMSOL仿真模型对建立的环空电磁流量测量系统的关键结构尺寸因素进行了仿真,通过对单对线圈励磁结构COMSOL仿真数据进行分析,结合矢量权重函数的评价指标进行综合权衡,得出最优励磁结构参数。再根据不同的边界条件实现环空流道电磁流量测量系统虚电流电势和虚电流密度求解,掌握了虚电流密度分布规律。经过建立理论模型、仿真优化、分析评价指标,最终得出单对电极的井下环空电磁测量系统的最优励磁结构参数,该参数有利于提高系统的测量精度。     

坪北油田油套分注工艺技术的推广应用

坪北油田针对油田常规分层注水工艺普遍存在封隔器密封有效期短、注水管柱蠕动、投捞测试成功率不高、分层计量不准等问题,特别是对斜井、小排量的分层注水工艺难题进行了攻关,研制出了油套分注工艺技术,较好的解决了一级两层分层注水问题,提高了分层注水有效率,使地质配注方案能得以准确有效的实施,对提高油田注水开发效果,控水稳油、维持油田稳产高产起到了良好作用,取得了良好的经济效益。     

基于电容法的管内低温流体液膜厚度测量方法

研制基于电容方法测量液氮/氮蒸汽分层两相流液膜厚度的装置.电容传感器采用双曲面板大包围对称结构,通过有限元模型对环向角、曲面轴向宽度等主要结构参数进行优化;以ADI公司的24位电容数字转换芯片AD7746为核心,建立电容采集电路,有效地减小了导线带来的杂散电容,构成了一个实时的高精度液膜厚度动态检测系统.通过实验测量液氮/氮蒸汽在倾斜透明石英玻璃管内流动过程的液膜厚度,与根据流量计算的理论值进行对比.结果显示,当采集频率达到16Hz时,液面高度采集误差小于0.5mm.     

基于TDC-GP22的高精度超声波热量表设计

针对热量表精度低的问题,设计了一种高精度超声波热量表。基于V型反射时差法测流量原理,选用高精度时间测量芯片TDC-GP22、低功耗MSP43-F149单片机、Pt1000温度传感器和超声波换能器,实现流量和温度的高精度测量。利用TDC-GP22第一波检测技术对测量精度进行优化,根据温度变化调整参数取值,进一步降低误差,提高系统测量精度。实验结果表明,该热量表测量精度高,稳定性好,达到了2级表的行业标准。     

一种温度自动补偿的多功能水分仪

介绍了一种有温度自动补偿功能并能测试多种物质水分的双圆筒电容式水分仪,该水分仪能实时显示温度,实验结果表明,仪器具有测试速度快,操作简便,精度高,湿滞回差小等特点。     

基于模糊温度补偿的高压气密性检测系统

压力检测在工业生产自动化控制中一直占据非常重要的位置。为提高测压系统输出特性曲线的线性度和控制精度特性,采用模糊算法和PID算法相结合来对压力检测系统进行程序设计,依赖模糊控制技术建立一种新的温度补偿算法,同时使用工控机结合Lab VIEW软件平台来进行界面控制,完成对整个系统硬件软件的设计。该系统可以克服温度变化在压力检测系统中产生的严重偏差,并且可以通过提高采样频率来提升控制效果和控制精度,以满足实际应用中的控制需求。精度高、结构简单、使用芯片较少,大大的降低了成本开支。调试检测结果显示本控制系统满足在精度高、稳定性好的自动检测系统中对压力的检测,其检测精度可达到0.1%。     

基于微射流抛光系统的温度精密控制系统的设计

提出了一种超调制冷热补偿技术,解决了由于大功率制冷源导致的控制系统惯性大,系统稳态时间长的难题。该方法克服了传统PID算法参数调整复杂,超调量大的缺点,将传统大惯量时滞温控系统的开机预热稳定平衡时间大范围缩短。运用该技术进行抛光液恒温供给系统的设计,最终实现了液体的温度超高精度的控制。实验结果表明,当系统设定值与环境温度温差值在10℃以内时,采用超调制冷热补偿方法,开机预热时间控制在10min以内,同时系统能够获得优于0.01℃的稳态精度和良好的动态特性,能够满足工业控制领域恒温系统的温度精密控制要求。     

基于TinyOS的TDOA测距误差修正方法

为进一步提高传感器节点间距离的测量精度,分析了基于TinyOS的TDOA测距方法的误差来源,提出了路径平均温度补偿、时间因子补偿和位同步补偿等误差修正方法,建立了以最小二乘法为基础的误差修正数学模型. 实验结果表明,修正算法及所建立的数学模型能有效抑制测量误差,提高测量精度.     

高速精密定位平台的偏摆误差实时补偿

针对二维直线运动平台末端出现偏摆误差、降低平台直线运动精度的现象,研制了一种新型的基于偏摆误差实时补偿的高速精密定位平台.基于电容式微位移传感检测技术,建立了新型精密定位平台的偏摆误差检测模型.采用赫兹接触理论,建立了滚珠导轨副的刚度模型,进而建立了基于滚珠丝杠驱动、直线滚珠导轨副支撑的宏动工作台的偏摆振动模型.实验结果验证了宏动工作台偏摆振动模型的有效性;采用微动工作台进行宏动工作台直线运动偏摆误差的实时补偿,新型精密定位平台的性能得到较大改善.     

振弦式传感器测频技术的研究

摘要：根据振弦式传感器的工作原理,提出了一种以LM3S6965为控制核心的振弦式传感器测频的新方法．利用LM3S6965内部16位定时计数功能完成激励信号的输出和频率信号的测量,并对所测结果进行温度补偿来降低传感器所处环境温度对频率测量的影响,同时采用等精度测量的方法提高了系统的整体测量精度．     

管道煤气热式质量流量计研制及标定技术研究

为解决目前燃气计量中仪表下限以下测量精度差或无法计量而造成漏计等问题，基于强制对流换热理论和热线风速计原理，研制成功了新型气体质量流量计，仪表中敏感元件和测速加热元件采用了微丝结构，测量路线中采用了副电桥技术，较大地提高了仪表的灵敏度，降低了仪表的死区，由于煤气介质较特殊，影响因素多，采用了实流标定，通过大量实施标定实验，分析了煤气导热系数对标定结果的影响，并提出了一种新的补偿方法，经实验测试，仪表可做到几乎零下限，有效地解决了煤气计量的漏计问题。     

高精度压力传感器中温度补偿技术研究

半导体的温度特性会使压阻式压力传感器的零点和灵敏度随温度而发生漂移,是造成压力传感器测量误差的主要因素.对于高精度压力检测系统,温度漂移已成为提高其系统性能的重要障碍,在环境温度变化较大的应用领域更是如此.在分析多种温补方法优缺点的基础上,提出了一种结合多项式曲线拟合和三次样条插值的温度补偿方法,可以较好地提高测量压力...     

基于ZigBee的水质pH值在线监测系统

为了提高在水质pH值监测中的实时性与测量精度,设计一种基于ZigBee的水质pH值在线监测系统。该系统由数据采集节点、数据汇聚节点与监测中心计算机构成,其中数据采集节点采用STM32微处理器进行实时数据采集,并使用CC2530无线射频芯片将采集到的水质数据通过ZigBee网络转发至数据汇聚节点,数据汇聚节点负责将水质数据通过串口实时传输至监测中心计算机。系统采用二维回归方程对水质数据进行融合处理,以减小温度对pH值测量精度的影响。测量数据对比性实验结果显示,系统具有较好的实时性和测量精度,能够满足水质pH值监测需要。     

帧差与快速密集光流结合的图像法测流研究

图像法测流技术因其简便、高效、安全等优点得到了普遍的关注,开始应用于国内外水文站。目前主流的图像法测流技术通常采用天然水面模式作为示踪物,利用空域互相关法处理图像获得流场矢量,被称为大尺度粒子图像测速(LSPIV)。但该方法在天然河道流量测量中仍存在着较大不确定性及一致性差等问题,并且由于相关性匹配问题该方法的测量速度很难达到实时性测量要求。本文提出一种基于帧间差分与快速密集光流结合的分组图像法(FD-DIS-G)快速测流方法。首先,利用帧差法计算运动显著性图去捕捉到细微的水面运动来处理低流速下河流运动在视频中表现不明显的问题。其次,使用快速密集光流法(DIS)计算运动显著性图中小块区域之间的密集光流,小块区域和快速密集光流法结合能提高流量测量的精度和时效性。同时,设计了一种新的分组处理奇异值的方法,提高了算法的整体准确性,增强了算法的稳定性。本文将流速仪测量得到的垂线平均流速、平均流速以及断面流量作为比测标准,利用水文站所拍得的天然河道水流视频进行比测实验,实验结果表明,相比于广泛使用的LSPIV测量方法,本文方法在平均流速和断面流量上的精度有明显的提升,垂线平均流速的稳定性有显著的增强,并且实时性好。