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《哈尔滨工程大学》 2011年
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井下数据采集与传输方法研究

王志平  
【摘要】:随着石油开采业的发展,石油开采方法已经由螺杆泵采油发展到潜油电泵采油,潜油电泵在石油开采业发挥越来越重要的作用。潜油电泵工作状态监测技术对设备的安全运行、故障预测等具有重要的研究意义和使用价值。 本文针对采用变频器驱动的潜油电泵机组,进行井下数据采集与传输方法研究。潜油电泵多参数状态监测系统监测7个潜油电泵工况参数:入口压力、出口压力、环境温度、电机温度、X向振动、Y向振动、泄漏电流。 潜油电泵机组工作过程中,变频器产生大量谐波,导致潜油电泵多参数状态监测系统的数据通道充满高频噪声,影响了系统数据传输精度。为了提高系统传输精度,本文参考标准串行数据通信协议,制定系统数据通信协议。 由于井下一次仪表工作在高温、高噪声等恶劣环境下,影响了数据采集模块的数据采集精度,为了减小井下工作环境对井下一次仪表测量精度的影响,设计了基于最小二乘法的传感器标定方法,分别对每个传感器进行标定。 井上二次仪表提取的数据信号含有高频噪声,为了提高数据解调精度,本文改进信号校正电路,实时对数据信号进行校正,并根据系统数据通信协议,对解调数据进行修正。为了提高主控电路的软件可靠性,本文设计了基于μC/OS-Ⅱ嵌入式系统的井上二次仪表主控电路的软件系统,以ATmegal28为核心控制器、以MGLS240128液晶为显示终端、以PS/2键盘为数据输入设备,基于任务优先级对系统进行实时控制。针对系统要求数据海量存储,本文以SD卡为存储介质,基于FAT16文件系统规范,设计存储模块。 最后,本文通过元器件筛选及井下一次仪表电路板老化处理,提高系统硬件可靠性。通过系统数据通信协议校正,提高系统数据传输精度。通过密封实验、联机实验、振动实验、温度实验及现场实验,验证了潜油电泵多参数状态监测系统能够在高温、高压、振动量大、数据通道充满高次谐波等恶劣环境下能够正常工作。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TE938

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【参考文献】
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