【摘 要】
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由于传统液体流量计在低渗透油田小流量检测中存在灵敏度低、重复性差、分辨率低等缺点,因此小流量的精准检测已成为国内低渗透油田亟待解决的技术难题。本文针对油田小流量无法精准检测问题开展了对热传导原理和热式流量计测量原理的理论研究,建立了基于恒温差法的井下低产液量检测系统;设计了以增量型PID控制算法实现对加热功率的闭环控制,以保持恒定的温差值;采用数据运算速度快、功耗较低的TMS320F2808作为主
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由于传统液体流量计在低渗透油田小流量检测中存在灵敏度低、重复性差、分辨率低等缺点,因此小流量的精准检测已成为国内低渗透油田亟待解决的技术难题。本文针对油田小流量无法精准检测问题开展了对热传导原理和热式流量计测量原理的理论研究,建立了基于恒温差法的井下低产液量检测系统;设计了以增量型PID控制算法实现对加热功率的闭环控制,以保持恒定的温差值;采用数据运算速度快、功耗较低的TMS320F2808作为主控芯片,研制了一款新型热式低产液检测仪。(1)论文分析了油田现有井下流量检测仪器工作原理的优缺点,针对油田目前存在的亟待解决的微小流量测量问题,提出基于热传导原理的恒温差法小流量测量方法,设计了测速传感器和测温传感器,建立了测速传感器加热电压和流量的数学模型,开展了检测仪的硬件电路设计。(2)设计和调试了热式低产液检测仪电路和软件。系统软、硬件均采用模块化设计思想,电路模块主要分为电源模块、电缆总线驱动模块、数据处理模块、模拟信号采集模块和加热电压控制模块;系统软件主要实现数据的采集、处理、运算,建立信号的编码、解码以及通讯。仪器总线通讯采用测井仪器常用DDL3模式,抗干扰能力强。主要程序模块有GPIO口初始化模块、AD转换模块、SPI通信模块、数据发送模块和PID控制模块等。(3)通过实验验证了恒温差式低产液检测仪性能。通过搭建室内流量标定测试平台,制造完成了两支低产液检测仪样机,对样机进行了室内高温试验、振动试验、冲击试验和流量标定试验,测试了仪器的技术指标和工作性能,并在长庆油田董x井完成了现场注水井试验。试验结果表明,该低产液检测仪对1~10m3/d的小流量检测具有较高的重复性、灵敏度和分辨率。
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