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油田偏心分层注水井的测试仪及工况长期实时监测方法.pdf

  • 上传人:1****2
  • 文档编号:449272
  • 上传时间:2018-02-17
  • 格式:PDF
  • 页数:14
  • 大小:1.96MB
  • 摘要
    申请专利号:

    CN201210295543.1

    申请日:

    2012.08.17

    公开号:

    CN102797454A

    公开日:

    2012.11.28

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情:

    授权|||实质审查的生效IPC(主分类):E21B 47/00申请日:20120817|||公开

    IPC分类号:

    E21B47/00(2012.01)I; E21B47/06(2012.01)I; E21B47/07(2012.01)I; E21B47/007(2012.01)I; E21B43/20; E21B47/117(2012.01)I

    主分类号:

    E21B47/00

    申请人:

    吴孝喜

    发明人:

    吴孝喜; 袁敦鹏; 吴国平

    地址:

    430223 湖北省武汉市东湖开发区华工科技园创新基地6号楼

    优先权:

    专利代理机构:

    武汉开元知识产权代理有限公司 42104

    代理人:

    唐正玉

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    内容摘要

    本发明涉及一种油田偏心分层注水井的测试仪及工况长期实时监测方法,将封隔器、偏心配水器、监测仪、单向阀由油管串联在一起,下入需要分层注水的注水井中形成具有长期监测功能的偏心配水管柱,每层注水井内都安装一套监测仪,且监测仪下井前,根据用户要求对温度、油压、套压、油管轴向载荷参数的采样间隔进行设置;需要读取测试仪中数据时,将数据读取器送入最深层偏心配水器中精确定位,并与监测仪进行无线通讯,将监测仪中数据传送到数据读取器中;重复上述操作完成所有层的监测仪数据读取,从而获得各层油压、套压及油管轴向受力状况,并通过分析软件对封隔器密封状况、分注井分层流量进行实时了解,对提高分注质量提供有力指导和作业依据。

    权利要求书

    1.监测仪,由上接头、壳体、天线保护罩、天线、电路仓、电路板、
    高温电池组、载荷传感器、两个压力传感器、下接头组成,其特征在于:
    壳体的两端分别安装上接头、下接头,上接头与偏心配水器的下接头相连,
    下接头与油管相连,壳体上安装有天线保护罩、载荷传感器和两个压力传
    感器,且两个压力传感器的取压孔分别与油管和套管相连,天线安装在天
    线保护罩内,壳体内设有电路仓,电路仓为能承受高压的密闭空间,用于
    放置电路板、高温电池组;电路板由两套传感器驱动信号源、两套信号放
    大测量电路、参考电压源、载荷信号测量电路、温度测量电路、微控制器、
    无线数传模块、异步通信控制电路、数据存储器、电源管理电路组成,电
    路板中微控制器分别与两套传感器驱动信号源、两套信号放大测量电路、
    参考电压源、载荷信号测量电路、温度测量电路、异步通信控制电路、数
    据存储器、电源管理电路、高温电池组相连,参考电压源分别与两套信号
    放大测量电路、载荷信号测量电路相连,无线数传模块与异步通信控制电
    路相连,高温电池组分别与电源管理电路及微控制器相连,一套传感器驱
    动信号源和一套信号放大测量电路分别与一个压力传感器相连,另一套传
    感器驱动信号源和另一套信号放大测量电路分别与另一个压力传感器相
    连,载荷信号测量电路与载荷传感器相连,无线数传模块与天线相连。
    2.数据读取器,由绳帽、定位爪、定位爪控制总成、外壳、电路仓、
    电路板、高温电池、天线、天线保护罩组成,其特征在于:绳帽通过丝扣
    固定在外壳顶部,外壳上分别安装定位爪、定位爪控制总成、天线保护罩,
    且定位爪与定位爪控制总成相连,天线安装在天线保护罩内,外壳上设有
    电路仓,电路仓为能承受高压的密闭空间,里面放置电路板和高温电池,
    电路板由微控制器、无线数传模块、异步通信控制电路、数据存储器、电
    源管理电路组成,微控制器分别与异步通信控制电路、数据存储器、电源
    管理电路、高温电池组相连,无线数传模块与异步通信控制电路相连,高
    温电池组与电源管理电路相连,天线与无线数传模块相连。
    3.油田偏心分层注水井的测试仪及工况长期实时监测方法,按以下步
    骤进行:将偏心配水管柱的偏心配水器的下方直接连接测试仪,形成包括
    封隔器、偏心配水器、测试仪、单向阀的带有长期监测功能的偏心配水管
    柱,其特征在于:
    a、将封隔器、偏心配水器、测试仪、单向阀由油管串联在一起,下入
    需要分层注水的的注水井中,其中偏心配水器和监测仪的数量与注水井要
    求分注的层数相同,当它们到达相应的位置后,先在地面用高压泵车打压
    使封隔器坐封后,采用现有的偏心配水工艺所配套的分层流量调配工艺,
    调配各层封隔器的水嘴大小,实现正常偏心配水器方式的分层注水;
    b、在每个分层注水的层段放置一套监测仪,监测仪的上接头直接与偏
    心配水器的下接头相连接,监测仪下井前,根据用户要求对温度、油管压
    力、套管压力、轴向载荷参数的采样间隔进行设置,采样间隔为1秒至18
    小时之间的任意值;
    c、需要读取监测仪中数据时,用试井钢丝绞车连接数据读取器,调整
    数据读取器的定位爪控制总成的锁紧装置,使定位爪处于回收状态,首先
    将数据读取器放置于最下层的偏心配水器及监测仪的下方5米以上后,上
    提数据读取器,在经过偏心配水器时触碰定位爪控制总成的解锁机关,打
    开定位爪,继续上提数据读取器锁紧装置到偏心配水上方,快速下放数据
    读取器,张开的定位爪在偏心配水器的定位花篮处遇阻,成功定位后,数
    据读取器与监测仪进入有效通讯范围,这组仪器按无线握手程式自动建立
    通讯模式,并将监测仪中的数据传送到数据读取器中;上提数据读取器到
    上一层偏心配水器后,重复上述操作,直到完成所有层的监测仪的数据读
    取工作;
    d、封隔器实时验封方法:在分注过程中的各层的套压就是各层的地层
    压力,由于地层的吸水性能存在差异,如果封隔器处于密封状态,用数据
    分析软件将相邻的两层的套压曲线进行叠加,曲线形态不可能完全一致,
    因此,叠加地层压力后,各层的压力曲线形态存在差异,就能认定封隔器
    处于密封状态;如果某个时刻两层的压力曲线趋于一致,说明封隔器已经
    解封;同时,在封隔器密封状态下,封隔器胶筒与套管之间的摩擦力抵消
    了部分轴向重力,如果封隔器解封,胶筒与套管的摩擦力必然减小,这时
    轴向载荷增加;综合分析压力和载荷因素,就能得到封隔器密封状况及具
    体解封时间;
    e、累计流量计算方法:为了控制分层注水的流量,偏心配水器通过封
    隔器中的水嘴直径调节流量大小,水嘴越小,水嘴前后的压力损失越大,
    根据孔板流量计原理,流量与压差之间存在一下关系:
    Q = K . d 2 . P 1 - P 2 ]]>
    Q-流量 K-常数 d-水嘴直径 P1-嘴前压力 P2-嘴后压力,
    各层经过流量调配后,已经配好相应的水嘴,所以d及K均为定量,测试
    仪能够实时监测P1和P2,所以,只要找到通过各层的吸水指示曲线,就
    能找到流量Q与压差ΔP之间的规律,通过数据分析软件,求出各层的瞬
    时流量和累计流量。

    说明书

    油田偏心分层注水井的测试仪及工况长期实时监测方法

    技术领域

    本发明涉及一种油田偏心分层注水井的测试仪及工况长期实时监测方
    法,具体涉及采用偏心配水器或桥式偏心配水器分层注水的封隔器终身实
    时验封、累计分层流量的测试等偏心分注管柱工况长期实时监测方法。

    背景技术

    随着石油勘探开发进程的不断深入,分层注水已经成为国内外油田填
    补地层亏空、提高采收率的最经济和最常用的手段。其中,偏心配水技术
    作为分层注水技术的主要分支,通过近50年的应用,已经形成了一系列配
    套的测试技术,由于该注水工艺的配套技术最多,是目前被国内各油田运
    用最多的分注技术。

    在上述配套技术中,封隔器验封、分层流量调配方式上的配套技术存
    在以下问题:

    1、封隔器验封技术只能了解封隔器在验封时的密封状况,无法弄清封
    隔器究竟在何时解封以及什么原因导致了封隔器解封。引起封隔器解封的
    原因很多,可能原因有压力、温度等波动造成油管蠕动、变形;封隔器自
    身对各种波动的耐受力等,究竟哪种原因是导致封隔器解封的主要原因,
    目前的验封技术无能为力。

    2、分层流量调配按每三个月一次流量调配的方式实现。在调配时分层
    流量可能符合配注要求,但随着时间的变化,分层流量是否发生变化不得
    而知,所以究竟各层的累计注入量是多少?由于各油田注入水质存在差异,
    流量调配后,分层流量随时间的变化的规律并不相同!所以,仅仅依靠流
    量调配不能提供一个长期有效的影响分注质量的数据,不能取得分注井中
    分层注水量随时间的变化量,就不能很好地控制和改善分注质量。

    发明内容

    本发明为了解决上述问题,提供一种油田偏心分层注水井的测试仪及
    工况长期实时监测方法,主要包括监测仪、数据读取器、数据分析软件和
    测试方法,本发明通过监测仪长期实时监测井下各层的油压、套压、轴向
    载荷数据,并定期用数据读取器从各层监测仪中读取数据,从而获得各层
    的封隔器工艺管柱的油压、套压、轴向载荷变化情况,再通过数据分析软
    件对数据进行分析处理,了解封隔器密封状况,如果封隔器已经解封,可
    以追溯到封隔器解封的具体时间!再结合当日当时的工作日志,进一步分
    析封隔器解封的具体原因。对下一步的施工作业,提高分注质量提供有力
    的指导和依据。

    为实现发明目的所采用的技术方案是:

    监测仪,由上接头、壳体、天线保护罩、天线、电路仓、电路板、高
    温电池组、载荷传感器、两个压力传感器、下接头组成,其特征在于:壳
    体的两端分别安装上接头、下接头,上接头与偏心配水器的下接头相连,
    下接头与油管相连,壳体上安装有天线保护罩、载荷传感器和两个压力传
    感器,且两个压力传感器的取压孔分别与油管和套管相连,天线安装在天
    线保护罩内,壳体内设有电路仓,其中电路仓为能承受高压的密闭空间,
    用于放置电路板、高温电池组;电路板由两套传感器驱动信号源、两套信
    号放大测量电路、参考电压源、载荷信号测量电路、温度测量电路、微控
    制器、无线数传模块、异步通信控制电路、数据存储器、电源管理电路组
    成,电路板中微控制器分别与两套传感器驱动信号源、两套信号放大测量
    电路、参考电压源、载荷信号测量电路、温度测量电路、异步通信控制电
    路、数据存储器、电源管理电路、高温电池组相连,参考电压源分别与两
    套信号放大测量电路、载荷信号测量电路相连,无线数传模块与异步通信
    控制电路相连,高温电池组分别与电源管理电路及微控制器相连,一套传
    感器驱动信号源和一套信号放大测量电路分别与一个压力传感器相连,另
    一套传感器驱动信号源和另一套信号放大测量电路分别与另一个压力传感
    器相连,载荷信号测量电路与载荷传感器相连,无线数传模块与天线相连,
    载荷传感器测量轴向拉力,加上电路板上带有温度测量器件,监测仪能够
    测量温度、油压、套压和轴向载荷四个参数,并能与数据读取仪在油田注
    水井高温高压环境下实现20cm范围内用无线通讯方式实现数据转换。为了
    将传感器和天线等外部信号引入电路板,在电路仓的相应位置开有放置传
    感器和天线的圆孔,传感器感应面和天线置于电路仓外,信号引线通过密
    封盘根或高压密封塞与电路板相连,以保证电路仓在能感应外部信号的前
    提下,可以承受井下高压。天线保护罩是采用抗冲击的非金属材料,固定
    在天线的四周,确保各种测试仪器经过时不会触碰天线而造成天线损坏。

    数据读取器,由绳帽、定位爪、定位爪控制总成、外壳、电路仓、电
    路板、高温电池、天线、天线保护罩组成,其特征在于:绳帽固定在外壳
    头部,外壳上分别安装定位爪、定位爪控制总成、天线保护罩,且定位爪
    与定位爪控制总成相连,天线安装在天线保护罩内,外壳上设有电路仓,
    电路仓为能承受高压的密闭空间,里面放置电路板和高温电池,电路板由
    微控制器、无线数传模块、异步通信控制电路、数据存储器、电源管理电
    路组成,微控制器分别与异步通信控制电路、数据存储器、电源管理电路、
    高温电池组相连,无线数传模块与异步通信控制电路相连,高温电池组与
    电源管理电路相连,天线与无线数传模块相连,形成一个能与监测仪在油
    田注水井环境中,在距离监测仪20cm范围内用无线通讯方式读取监测仪所
    存储的数据;天线安装在天线保护罩内,天线保护罩为镂空的的金属外罩,
    既能保证天线在起下过程中不受冲击,又能保证无线信号的畅通。

    所述的监测仪可测量套管压力、油管压力、温度和轴向载荷数据,并
    在有效的无线通讯时间窗口内,激活无线数传模块进行无线数传功能,与
    同样具有井下无线数传功能的数据读取器按照约定协议通讯。

    所述的数据读取器,可以按照设置要求,实现一次与一层或多个层的
    监测仪按协议进行通讯,在接收到监测仪的响应数据包后,将数据存储在
    读取器的数据存储器中。

    所述的数据分析软件,具有对井下的监测仪、数据读取器的工作参数
    设置、测试数据校正、回显、分析及处理功能。

    油田偏心分层注水井的测试仪及工况长期实时监测方法,按以下步骤
    进行:将偏心配水管柱的偏心配水器的下方直接连接监测仪,形成包括封
    隔器、偏心配水器、监测仪、单向阀的具有长期监测功能的偏心配水管柱,
    其特征在于:

    a、将封隔器、偏心配水器、测试仪、单向阀由油管串联在一起,下入
    需要分层注水的的注水井中,其中偏心配水器和监测仪的数量与注水井要
    求分注的层数相同,当它们到达相应的位置后,先在地面用高压泵车打压
    使封隔器坐封后,采用现有的偏心配水工艺所配套的分层流量调配工艺,
    调配各层封隔器的水嘴大小,实现正常偏心配水器方式的分层注水;

    b、在每个分层注水的层段放置一套监测仪,监测仪的上接头直接与偏
    心配水器的下接头相连接,监测仪下井前,根据用户要求对温度、油管压
    力、套管压力、轴向载荷参数的采样间隔进行设置,采样间隔为1秒至18
    小时之间的任意值;

    c、监测仪内的数据存储器存储容量要求确保完成用户作业需求,通常
    可达三年时间内所有需要检测数据的存储;

    d、测试仪的外形设计的原则是不影响偏心分注井的原有功能;

    e、读取数据通过数据读取器与监测仪采用无线通讯方式进行数据交
    换,由于油田注入水的矿化度较高,无线信号在这种介质条件中衰减很快,
    经过对监测仪的有效工作时间、无线发射功率、电池容量等因素的的综合
    考虑,在保证监测仪的有效工作时间的前提下,选择的无线数传模块的无
    线信号在油田注水井的高温、高压及高矿化度条件下通讯距离不低于
    200mm;

    f、需要读取监测仪中数据时,用试井钢丝绞车连接数据读取器,调整
    数据读取器的定位爪控制总成的锁紧装置,使定位爪处于回收状态,首先
    将数据读取器放置于最下层的偏心配水器及监测仪的下方5米以上后,上
    提数据读取器,在经过偏心配水器时触碰定位爪控制总成的解锁机关,打
    开定位爪,继续上提数据读取器锁紧装置到偏心配水上方,快速下放数据
    读取器,张开的定位爪在偏心配水器的定位花篮处遇阻,成功定位后,数
    据读取器与监测仪进入有效通讯范围,这组仪器按无线握手程式自动建立
    通讯模式,并将监测仪中的数据传送到数据读取器中;上提数据读取器到
    上一层偏心配水器后,重复上述操作,直到完成所有层的监测仪的数据读
    取工作;由于监测仪与偏心配水器采用直接连接方式,所以从偏心配水器
    到监测仪之间的距离为定值,只要设计的数据读取器的定位爪到数据读取
    器天线之间的距离正确,就能确保监测仪与数据读取器天线之间的距离符
    合通讯要求;

    g、封隔器实时验封方法:在分注过程中的各层的套压就是各层的地层
    压力,由于地层的吸水性能存在差异,如果封隔器处于密封状态,用数据
    分析软件将相邻的两层的套压曲线进行叠加,曲线形态不可能完全一致,
    因此,叠加地层压力后,各层的压力曲线形态存在差异,就能认定封隔器
    处于密封状态;如果某个时刻两层的压力曲线趋于一致,说明封隔器已经
    解封;同时,在封隔器密封状态下,封隔器胶筒与套管之间的摩擦力抵消
    了部分轴向重力,如果封隔器解封,胶筒与套管的摩擦力必然减小,这时
    轴向载荷增加;综合分析压力和载荷因素,就能得到封隔器密封状况及具
    体解封时间;

    h、累计流量计算方法:为了控制分层注水的流量,偏心配水器通过封
    隔器中的水嘴直径调节流量大小,水嘴越小,水嘴前后的压力损失越大,
    根据孔板流量计原理,流量与压差之间存在一下关系:

    Q = K . d 2 . P 1 - P 2 ]]>

    Q-流量 K-常数 d-水嘴直径 P1-嘴前压力 P2-嘴后压力,
    各层经过流量调配后,已经配好相应的水嘴,所以d及K均为定量,测试
    仪能够实时监测P1和P2,所以,只要找到通过各层的吸水指示曲线,就
    能找到流量Q与压差△P之间的规律,通过数据分析软件,求出各层的瞬
    时流量和累计流量。

    本发明通过数据读取器从各层监测仪中读取数据,再通过数据分析软
    件对数据读取器读取的数据进行分析,从而获得各层的封隔器工艺管柱的
    内外压力、受力状况、封隔器密封状况进行实时了解,对下一步的施工作
    业提供有力的指导和依据。

    附图说明

    图1为本发明的井下管柱结构图。

    图2为本发明的数据读取器的外形示意图;

    图3为本发明的监测仪外形设计图;

    图4为本发明中读取数据时各仪器的位置关系图;

    图5为本发明的监测仪电路框图。

    图6为本发明的数据读取器电路框图。

    图7a、图7b、图7c分别为本发明的监测仪控制程序流程图。

    具体实施方式

    结合附图对本发明作进一步的描述。

    带有偏心类分层注水井工况长期实时监测仪的偏心配水管柱如图1
    所示,其中封隔器1、偏心配水器2、监测仪3、单向阀4通过油管连接下
    入预定深度,打压坐封后,实现分层注水;

    如图3、图5所示,监测仪3由上接头3-1、壳体、天线保护罩3-2、
    天线3-3、电路仓3-4、电路板3-5、高温电池组3-6、载荷传感器3-7、
    两个压力传感器(3-8,3-9)、下接头3-10组成,壳体的两端分别安装上
    接头3-1、下接头3-10,上接头3-1与偏心配水器2的下接头相连,下接
    头3-10与油管相连,壳体上安装有天线保护罩3-2、载荷传感器3-7和
    两个压力传感器(3-8,3-9),且两个压力传感器(3-8,3-9)的取压孔分
    别与油管和套管相连,天线3-3安装在天线保护罩3-2内,壳体内设有
    电路仓3-4;电路仓3-4为能承受高压的密闭空间,用于放置电路板3-5、
    高温电池组3-6;电路板3-5由两套传感器驱动信号源、两套信号放大测
    量电路、参考电压源、载荷信号测量电路、温度测量电路、微控制器、无
    线数传模块、异步通信控制电路、数据存储器、电源管理电路组成;电路
    板3-5的控制电路中微控制器分别与两套传感器驱动信号源、两套信号放
    大测量电路、参考电压源、载荷信号测量电路、温度测量电路、异步通信
    控制电路、数据存储器、电源管理电路、高温电池组相连,参考电压源分
    别与两套信号放大测量电路、载荷信号测量电路相连,无线数传模块与异
    步通信控制电路相连,高温电池组3-6分别与电源管理电路及微控制器相
    连,一套传感器驱动信号源和一套信号放大测量电路分别与一个压力传感
    器3-8相连,另一套传感器驱动信号源和另一套信号放大测量电路分别与
    另一个压力传感器3-9相连,载荷信号测量电路与载荷传感器3-7相连,
    无线数传模块与天线3-3相连,上接头3-1与偏心配水器的下接头相连,
    下接头3-10与油管相连,天线保护罩3-2为抗冲击非金属,将天线包裹
    在天线保护罩内是为了放置外来物体冲击导致天线损坏。

    如图2、图6所示,数据读取器5由绳帽5-1、定位爪5-2、定位爪控
    制总成5-3、外壳、电路仓5-4、电路板5-5、高温电池5-6、天线5-7、
    天线保护罩5-8组成,绳帽5-1在外壳顶部用丝扣连接,外壳上分别安装
    定位爪5-2、定位爪控制总成5-3、天线保护罩5-8,且定位爪5-2与定位
    爪控制总成5-3相连,天线5-7安装在天线保护罩5-8内,外壳上设有电
    路仓5-4,电路仓为能承受高压的密闭空间,电路板5-5和高温电池5-6
    分别放置在电路仓5-4内,电路板5-5包括微控制器、无线数传模块、异
    步通信控制电路、数据存储器、电源管理电路;电路板中的微控制器分别
    与异步通信控制电路、数据存储器、电源管理电路相连,无线数传模块与
    异步通信控制电路相连,微处理器与电源管理电路均与高温电池组与相连。
    天线5-7与电路板中的无线数传模块相连,天线5-7安装在天线保护罩5-8
    内,天线保护罩5-7采用金属镂空结构,避免天线5-8在随钢缆下探过程
    中被刮擦、碰撞和折弯;同时,天线保护罩起到扶正固定和密封隔绝天线
    的作用,确保天线不受井下液体的高压和腐蚀影响,也避免天线实体与传
    输介质接触而影响通信。

    图4为进行数据读取时偏心配水器2、测试仪3和数据读取器5之间
    的位置关系图,可以看出,通过偏心配水器定位,测试仪3的天线3-3和
    数据读取器5的天线5-7在垂直方向处于平行状态。所以能保证在读取数
    据时,两只仪器始终处于有效通讯范围内。

    监测仪3随着偏心配水管柱下入后,按照事先设定的采样间隔对油压、
    套压、温度及轴向载荷进行采样,并将所采集的数据存储在仪器的数据存
    储器中,为了节省电能,监测仪3与数据读取器5之间的无线数据通讯只
    在约定的时间有效,在有效的时间窗口内测试仪3与数据读取器5实现无
    线数据传输,在其它时段监测仪除了进行数据采样外,均处于休眠状态。

    监测仪3的电路板框图见图5,主要包括压力传感器I和压力传感器
    II、传感器驱动信号源I和II、信号放大测量电路I和II、参考电压源、
    载荷信号测量电路、温度测量电路、微控制器(MCU)、无线数传模块、异
    步通信控制电路、数据存储器、电源管理电路和高温电池组;微控制器分
    别与传感器驱动信号源I和II、信号放大测量测量电路I和II、载荷信号
    测量电路、参考电压源、温度测量电路、无线数传模块、异步通信控制电
    路、数据存储器、电源管理电路、高温电池组相连,压力传感器I和II分
    别与传感器驱动信号源I和II及信号放大测量电路I和II相连,载荷传感
    器分别与参考电压源和载荷信号测量电路相连;无线数传模块与异步通信
    控制电路相连。监测仪3的电路板中的所有电路均为现有器件或利用现有
    器件组合搭建。

    监测仪3组成及原理:监测仪由压力传感器I和II、传感器驱动信号
    源I和II、信号放大测量电路I和II、参考电压源、载荷信号测量电路、
    温度测量电路、低功耗微控制器(MCU)、无线数传模块、异步通信控制电
    路、数据存储器、电源管理电路和高温电池组所组成,如图5所示,微控
    制器启动传感器驱动信号源I、II和参考电压源,给压力传感器I、II提
    供稳定的激励信号,液压在压力传感器I、II上产生的微小变化信号经放
    大电路提升后,经过24位A/D转换,送回微控制器进行数字滤波处理。同
    时,控制器采样载荷与温度值,并将滤波处理后的压力I和II、载荷、温
    度值保存在存储器相应单元中。

    监测仪控制程序流程图简介如下:

    微控制器在完成自检和初始化后,分别启用定时器和异步通信两种中
    断,定时器设置每1s中断,用于无线时间窗口和数据采样处理。随后、监
    测仪进入休眠,如图7b所示。

    在定时器中断发生时,程序首先判断是否到达无线时间窗口,是则启
    用无线通信,等待并接收无线指令。然后判断是否到达数据采样时间,是
    则采样压力I和II、载荷、温度值,并将数字滤波处理后的参量值保存在
    存储器中,然后中断返回,如图7a所示。

    异步通信接收中断发生后,程序根据接收状态字依次判断当前接收字
    节是否符合通信协议规范,不符合协议规范则丢弃该字节并返回。在指令
    包完全接收后,进行指令包和校验。只有当指令包校验正确时,微控制器
    才返回应答信息,然后中断返回。如图7c所示。

    其中,用两组压力信号分别记录所在层位的油管压力和套管压力、用
    载荷信号记录油管轴向力,温度信号记录所在位置的井温。

    数据读取器5的电路板结构如图6所示,电路板5-5包括微控制器、
    无线数传模块、异步通信控制电路、数据存储器、电源管理电路;电路板
    中的微控制器分别与异步通信控制电路、数据存储器、电源管理电路相连,
    无线数传模块与异步通信控制电路相连,微处理器与电源管理电路均与高
    温电池组与相连。数据读取器的电路板以低功耗微控制器为核心,分别连
    接电源管理电路、高温电池、无线数传模块、异步通信控制电路、数据存
    储器。数据读取器的的电路板上的电路均为现有器件或用现有器件搭建。
    需要读取测试仪中数据时,用试井钢丝绞车连接数据读取器5,调整数据
    读取器5的定位爪控制总成5-3的锁紧装置,使定位爪处于回收状态,首
    先将数据读取器放置于最下层的偏心配水器及测试仪的下方5米以上后,
    上提数据读取器5,在经过偏心配水器时触碰定位爪控制总成5-3的解锁
    机关,打开定位爪,继续上提数据读取器锁紧装置到偏心配水上方,快速
    下放数据读取器,张开的定位爪在偏心配水器的定位花篮处遇阻定位,数
    据读取器5与测试仪3进入有效通讯范围,这组仪器自动按照握手协议建
    立通信联系,并将井下监测仪中的数据传送到数据读取器5中;上提数据
    读取器5到上一层偏心配水器后,重复上述操作,直到完成所有监测仪的
    数据读取工作。

    在地面上,数据回读分析软件可以通过有线或无线方式将读取器读到
    的数据传送到PC,进行数据校正、回显、分析和保存。通过数据分析,对
    封隔器工艺管柱的内外压力、受力状况、封隔器密封状况进行实时了解,
    对下一步的施工作业提供有力的指导和依据。

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