井场硫化氢动态监测系统设计及研究

针对石油天然气井场安全生产需求,本文详细阐述了一款井场硫化氢监测系统的设计方案及软、硬件设计过程。监测系统利用成熟的单片机技术及虚拟仪器技术,以混合信号处理器MSP430F149作为现场控制器件,通过扩展外围信号调理电路、Flash数据存储器、RS485接口芯片以及相应的硫化氢监测探头,并将获得的数据传送至上位机进行处理,实现了在井场环境下多路硫化氢浓度实时监测及报警功能,对提高石油天然气生产现场安全保障具有实际意义。     

采油井电动分层配产器测控系统的设计

为实现井上工控计算机对电潜泵井分层配产器参数的监测和控制,研制了以MSP430F149为核心,以步进电动机为执行机构,以流量检测模块和压力检测模块为数据采集单元的测控系统。整个系统分为工控计算机、井上单片机系统和井下单片机系统3部分。工控计算机与井上单片机通过RS232接口实现通信,而井上单片机和井下单片机通过电力载波技术实现通信,电力载波采用星点通信方式。该测控系统在地面试验中取得了良好效果,验证了设计原理的正确性。     

基于GPS技术的数字遥爆系统检测器设计

文章介绍了一种数字遥爆系统的检测器,采用GPS给测试设备提供时间基准,通过FPGA对晶振进行高速、高精度计数,扩展了8Mbit FLASH用于保存野外施工的测试数据,设计了USB接口实现与PC机的通信,编写了上位机软件对其进行性能指标判断,同时设计红外线接口进行无PC机情况下的指标评价,系统主CPU采用低功耗单片机MSP430F149,满足野外施工的要求。     

钻杆缺陷信号采集系统设计

针对现有钻杆缺陷信号运用数据板卡采集过程中,存在模拟信号从探头到工控机之间的传输距离长、传输导线粗、易受电磁干扰等缺点,设计了钻杆缺陷信号采集系统。系统采用C8051F340单片机与AD7265芯片作为核心,实现对钻杆缺陷漏磁检测信号的采集,通过USB通信实现与上位机的连接,并采用LabVIEW软件构建人机交互界面实现采集信号的显示和分析处理。该系统具有精度高、功耗低、稳定度好、体积小和数字输出等特点。实验验证表明,该系统具有较好的信号采集效果,适用钻杆缺陷漏磁检测信号的采集。     

钻杆缺陷信号采集系统设计

针对现有钻杆缺陷信号运用数据板卡采集过程中,存在模拟信号从探头到工控机之间的传输距离长、传输导线粗、易受电磁干扰等缺点,设计了钻杆缺陷信号采集系统。系统采用C8051F340单片机与AD7265芯片作为核心,实现对钻杆缺陷漏磁检测信号的采集,通过USB通信实现与上位机的连接,并采用LabVIEW软件构建人机交互界面实现采集信号的显示和分析处理。该系统具有精度高、功耗低、稳定度好、体积小和数字输出等特点。实验验证表明,该系统具有较好的信号采集效果,适用钻杆缺陷漏磁检测信号的采集。     

石油温度与压力智能测试仪设计

石油温度与压力智能测试仪适用于测量石油、化工生产中的压力和温度参数,主要由密封式外壳、压力传感器、温度传感器、数据采集存储电路、低功耗电池等组成。能自动完成定时数据采集与存储,并能自动通断数据存储电路中的各部分电源;可连续存储记录多组采集数据并通过与上位机的通信完成数据的上传、显示、打印以及校验和参数设定;具有操作简单、测量精度高、工作时间长、低功耗、抗干扰等特点。下位机采用高性价比单片机PIC16F88为核心,实现现场数据的自动采集,存储以及与上位机进行通信。上位机完成采样时间设定、参数设定、实时校验、数据处理。由于热电阻本身具有非线性,在上位机软件设计中实现了线性化矫正。     

基于USB的熔焊电流信号采集系统

基于MSP430F5529的CO2气体保护焊电流信号采集的新方案,MSP430F5529单片机内部集成USB的模块提高了系统抗干扰性,而且能接近实时地传送电流信号数据。USB模块的HID-Datapipe数据传送模式易于操作,软件开发难度低。应用基于UBS的熔焊电流信号采集系统,可使CO2气体保护焊电流信号的采集和数据传送能够稳定快速地进行。     

基于压力波技术的管道泄漏监测系统

为保证石油天然气管道的安全运行,设计了基于压力波技术的管道泄漏监测系统。压力波技术包含基于静态压力测量的负压波技术和基于动态压力测量的音波技术。该系统包含下位机、上位机以及网络通讯3部分,软件系统采用LabVIEW工具开发完成。探讨了减少误报警的工况识别算法,分析了泄漏定位公式中的波速和时间差等关键参数。现场应用表明,该系统能准确判断不同的工况操作,误报警少,对泄漏情况定位准确,具有良好的应用效果。     

基于VB的液压在线监测与故障诊断仪的上位机软件设计

采用Visual Basic 6.0 设计了液压在线监测与故障诊断仪的上位机软件, 实现了以单片机为核心的下位机所采集数据的保存、波形显示、信号处理和系统状态识别功能.以检测仪设计为例,介绍了上、下位机串口通信的软件设计以及各个功能模块的界面设计,给出了VB中调用Matlab工具箱函数实现信号处理的方法.     

基于组态技术的天然气水合物实验装置数据采集与处理系统

文章根据冻土区天然气水合物实验装置流程及其功能,设计了基于组态技术的数据采集与处理系统。系统采用泓格模块和RS-485通讯构建数据采集系统硬件,上位机使用力控组态软件对采集的数据进行实时监控与处理。实验表明该系统能够有效、准确的采集数据并在上位机实时监控各点参数,功能齐全且人机界面友好。     

钻井气体监测仪系统的研制

钻井气体监测仪系统是石油钻(修)井行业中一种非常重要的安全生产监测设备,能准确地监测钻(修)井过程中从井筒中返出的H2S、可燃气等有毒易爆炸气体的质量浓度。当气体质量浓度超过设定值时产生报警,便于司钻和钻(修)井监督部及时采取措施。介绍了钻井气体监测仪系统的原理、组成、技术参数及关键技术。     

气藏型储气库微地震监测系统设计及应用

地下储气库（以下简称储气库）设计注采运行30~50年,安全问题是储气库注采运行的重中之重。为保障储气库长期安全平稳运行,除常规监测手段外,微地震实时监测技术是储气库断层、盖层、储层及井筒监测的有效手段。新疆H储气库是国内最大陆相储气库,断裂较多,砂体变化较快,针对不同观测系统,采用微地震实时监测系统可论证监测范围、最小震级、定位精度等,在此基础上优选最优的微地震监测系统设计方案。研究过程中监测井采用“6口浅井、3口半深井”的组合井监测方式,监测能级为-0.6~-0.5级,定位精度为30 m,地面监测系统利用太阳能供电,数据采集系统通过无线传输方式,并应用微地震数据体处理解释和观测系统,实现对储气库高强度注采运行过程中动态密封性的实时监测与分析。经过5年的现场监测实践证明,该监测系统现场应用方便,灵敏度高,监测反馈速度快,能够精确地识别生产活动引起的微地震事件,有效指导了储气库注采运行过程中参数优化调整,保障了安全平稳高效运行。     

安全仪表保护系统(SIS)在高酸气田的应用

普光气田是国内迄今为止规模最大、含H2S和CO2浓度最高的特大型整装海相气田,因H2S具有剧毒、高腐蚀性,SIS系统的运用对保证生产的正常运行及周边居民的安全至关重要。普光气田投产两年多以来,SIS系统工作正常,保障了集输系统的安全平稳运行。通过介绍普光气田SIS系统的组成、结构和功能,系统总结现场运行和管理经验,客观分析SIS系统在火气监控、逻辑关断等方面的作用,为SIS系统在高酸气田生产中的应用提供借鉴,对今后高酸气田的安全开发具有参考意义。     

水平井射孔工艺技术及在罗家11H井实践

罗家11H井是高产天然气、高含硫化氢的罗家寨气田第一口射孔完井的水平井。文章介绍了水平井射孔常用施工管柱、深度定位方法、射孔地面监测技术、射孔参数优选方案、射孔弹定向原理和枪身特殊设计等工艺技术；分析了该工艺技术在罗家11H井的施工难点以及射孔参数优化结果，并成功地应用于该井的射孔施工作业，获得较好的产能效果，为优质、高效、安全开发罗家寨高含硫化氢气藏提供了有效的射孔完井方法。     

非常态无线硫化氢监测系统的研制与应用

在高含硫化氢的页岩气开采过程中,硫化氢的实时监测尤为重要,非常态情况下如钻井过程中突发硫化氢泄漏事故,极易造成人员中毒,事故井及周围人员需全部撤离并切断井场电源,严重时要对事故井采取非常措施处理.常规硫化氢的监测因非常态情况下井场没有电源而无法正常工作,非常态无线硫化氢监测系统的设计研制有效解决了硫化氢实时监测的问题....     

页岩气生产动态井下无线监测系统研制与应用

目前页岩气生产过程中井下动态资料的获取途径主要采用生产测井或钢丝下压力计试井等方式,其存在井口装备多、工序复杂、井下数据获取不及时、监测覆盖时间短等不足,为此,开发了一套页岩气井生产动态井下无线监测系统。该系统采用“井下数据无线采集”+“井口物联网终端”+“基地数据中心”的技术架构,将井下数据无线采集工具随油管一起送到储层中,采集井筒中流体温度、压力、流量及含水率等生产动态数据,并直接通过电磁波发射器上传到地面,地面天线接收后再由井口物联网传输到基地监测中心,实现在基地即可远程实时观察页岩气井的井下生产动态情况,根据生产需要及时调整井口生产制度,以便提升生产井的产能。本系统适用井深3500m左右;在设定数据量为4组/d（可调）时,工作时长可达2～3年。系统在威204H36-6井及威202H22-7井进行了现场应用,获取的生产动态数据准确、及时。其中,威204H36-6井根据监控数据开展了控压调产,明显减缓了地层能量衰减速度,提高采收率2~3%;威202H22-7井在邻井的压裂液进入井筒时进行了及时的报警,防止了气井被压裂液淹死情况的发生。页岩气井生产动态井下无线监测系统的开发实现了页岩气井在生产阶段的长期实时监测功能,应用效果良好,具有推广应用的良好前景。     

含硫化氢天然气安全防护若干问题探讨

以重庆开县12.23事故发生为例,对我国含硫天然气安全防护技术标准体系的发展现状进行了分析,并以含硫天然气生产作业现场的危害分析为切入点,就生产作业场所员工安全防护有关问题进行探讨,提出相应的指导意见,以此推动和完善含硫天然气安全防护工作。     

高含硫气田水平井试井工艺技术

目前高含硫水平气井试井国内还没有成熟的试井测试工艺技术，文章针对川东北罗家寨飞仙关鲕滩气藏天然气中H₂S含量高达13.74%、CO₂含量高达10.41%、气井测试日产量达到（100～300）×10⁴m³的特点，总结了罗家6、7两口高含硫垂直气井的现场先导性试井试验取得的经验，通过精心设计、精心准备、精心组织和精心施工，克服了水平气井硫化氢含量高、测试产量大和井口防喷系统复杂、防喷管立管高度高、测试工具串长而重以及井斜角大、压力计下入难度高和大产量下地层流体高速流动时上冲力的影响等困难，摸索出了一套适合高含硫水平气井的试井工艺技术和方法，确保了测试作业的连续性和测试数据录取的准确性，保障了操作人员和设备的安全，并在罗家11水平气井的稳定试井和一系列试井测试试验中取得成功，填补了高含硫化氢、大产量水平气井钢丝试井技术在国内的空白。     

永22潜山含H2S井试气工艺技术

H2S对人体具有致命的毒害，对金属设备亦有严重的腐蚀作用，在高含 H2S井试气作业时，为确保安全施工，开发出含 H2S井试气设备配套技术、安全监测与防护、完井工艺等配套技术，并成功应用于永15井、永22井，有效地解决了含 H2S井试油气工艺技术存在的技术难题。