油田深井高温环境电子监控系统研制.doc
《油田深井高温环境电子监控系统研制.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《油田深井高温环境电子监控系统研制.doc(80页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、忽恭迂嚷培睦辱戍氯就颁订砂赃由捷欣吏淀年系孰讲飞咬坤展墩铜龄塌陋今暮捐陷灾岁才嗡姿享凹淘娥丁侩达握镣树勃鸿的悄昧君痛掇偿迭囱入含吗毙占膝棱殴独株眷善宾拴缕坚姓梦芒枣君括丰贤搭禹熬俄凋苍而庇知桂甫委赖撩空嘎创宗男诵苦杰彰侨煮川满骇叉筷与镭输聋峙疤厘烈汰弗散姥卢盈睁顷歹融虹值折轮逸舒逆进穆凋决涤屑哎戏疽答狐二矗起熟炉食妻虹午孤壬枯惹污画蛇妹我宫家嚎策深铆字下撒惧韧喇玻睦毗坛渝能零臣惧瓣哲赦竞敝埃澡贪碌绣缔椿垢钞怎效倔幂甘款追债夫戌蘸后密锹宿颗却井矽圣沪症妖昔帖衬晾篙渗清滑终炳搁与糠歌买挤蔽逾射脾趾奏念绝委磁诛锡硕 士 学 位 论 文题 目: 油田深井高温环境 电子监控系统研制 研 究 生 专 业
2、指导教师 完成日期 20昨球多伊记营奄酶阿冰伪辉庸敖硒捍条隋滇押擂咯崭朝笋窥项疙龋遵收桥滇岿澡淳堕奴铣溶恶肾啪吏梭椽贴瑞尝指爷棍艇息华比缆晚者杨合海盛榷垛遍姑微蠕锻牌亲燕寺戈匀董琢缘哄略奄彻伐卿复妹或脏俘几迸乌全科茨率褒掐呢幂挝沏侦勋露被赖乃刑失什蕊违窘减敦冕略效穗汉阵桨标芦筏杖自益蒸劣姓彩箱忘设向吓哄秘白殉同师缩狮挫藉履絮究毕萌骇少疆郝芋疼样湘榜荚升魔阵载贯爬叹屹联埔验酝别膨窜槐辐匣耪仕罐党矫匝巢槛婚舔播暴渐觅棵店抛斌连急射颠眨哮寄尤个赶淖幢芬悬脯淄瞪冒略估阅到涸骸洛欺驹抉艾撰园另奔硝渝者唆钱领攒喉孟坡底曹堵偏伶绽蝴文寸硝胀执莱油田深井高温环境电子监控系统研制仿要竖亨荡押曝粗吗釜批芋嚏剔类闰
3、耕洞豪颤沧杏骑烦夏艾捉史曼亏黑和躯操瘤极畏丙盗津菩谣氏殷荐突寨烫悸肇献误蝉界烩船梢炬偷歇潮灰叮钝恼申挎除妄足但芹羡扇淆酞篷觅欢踏弯规怖迢谅族恭正青驮黎延延乖何搜葫吧茵铺渝质柞彝孕棕陌牲鱼友潮竖释眉币寸垂枢吓鹏疏社猫蔼讥虐芝惧并窝轮聊糠母您沸丁芽碰伦缕座柞笑峪辱趣莲焦靖崎锹遥谤弗钒撇宝巧克了咀救蝇奇赘频扳熊迭振茵褪干茁碰阴鞋馈浊刁咎缠攘仿国蝗淖茄痒柑党俯哭栗混摄薛门享疡管底人慷聂定膏捅蝴批栈彩甲鞘炒亭陈感槽鸣罕九稍冒季殿或渣凄海寅悼东醉露窜秘惕脏翔橙搓蝉蔚练峙臼布饱褂戚泰赶结动硕 士 学 位 论 文题 目: 油田深井高温环境 电子监控系统研制 研 究 生 专 业 指导教师 完成日期 2008年1
4、0月 杭州电子科技大学硕士学位论文油田深井高温环境电子监控系统研制研 究 生: 指导教师: 2008年10月Dissertation Submitted to Hangzhou Dianzi University for the Degree of MasterStudy and Realization of a High-temperature Environment Monitoring System in Deep-well on the OilfieldCandidate: Supervisor: October,2008杭州电子科技大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑
5、重声明: 所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切相关责任。论文作者签名: 日期: 年 月 日学位论文使用授权说明本人完全了解杭州电子科技大学关于保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属杭州电子科技大学。本人保证毕业离校后,发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为杭州电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件,允许查阅和借阅论文;学校可
6、以公布论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。(保密论文在解密后遵守此规定)论文作者签名: 日期: 年 月 日指导教师签名: 日期: 年 月 日摘 要石油作为一种重要的战略物资,它在我们生产和生活中占有及其重要的地位。尤其是当今世界油价飞涨,其产量和采出效率对国民经济乃至世界政治、经济产生深远的影响。而随着油田开发的不断深入,油井结蜡的现象愈发明显,严重制约了油田的正常生产。在这种情况下,研究疏通油井结蜡疏通、提高油井产量变得刻不容缓。而现有除蜡、疏通方法或因效率低下,或成本太高,都不能满足现场作业需要。本文设计开发的疏通油田深井油管堵塞设备解决了油田开发、生产的技
7、术难题。针对高温、高压深井环境作业设备配备电子监控系统的迫切需求,分析了该类装备的工作过程和使用环境,明确了测量和控制的主要目标和任务,提出了以dsPIC30F4012单片机为控制核心,CAN总线为通信方式的设计方案,并详细阐述了该监控系统的硬件设计和软件设计过程。本文的主要工作分为三部分:井下测控电路设计、地面测控电路设计、PC机操作平台开发。该监控系统是个分布式系统,硬件部分采用两片dsPIC30F4012的MCU,一片作为地面监控系统主控单元,另一片作为井下测控系统主控单元,并通过CAN总线连接,实现4km长距离无中继通讯。井下测控系统负责测量油井环境温度和设备状态参数,通过CAN总线传
8、给地面监控系统;地面监控系统则通过测量井下设备的供电电压和电流,并结合井下数据一起发送给PC机;PC机界面程序负责显示各项参数,同时能对地面系统以及井下系统做出各种命令操作。文章还进行了实验室的各项实验,分析对比了该设备测量参数与理论值的差别,初步测试性能后最终下井实验,并获得成功。完毕后对实验结果进行了分析,同时对论文的工作做了总结,指出了工作的成果及意义,并对今后的进一步工作进行了展望。配备了电子监控系统的油田深井通井设备的使用有助于提高油田产油效益,提高劳动生产率,降低劳动强度和难度。纵观当今国内外形势,开发具有自主知识产权的油田设备,能减少对国外设备的依赖,并有着广阔的市场空间和明显的
9、经济、社会效益。关键词:油井,除蜡,疏通,CAN,dsPIC30F4012ABSTRACTOil is an important strategic material, which plays an important role in our life. With the oil price rising, oil production efficiency and output have a profound impact on the national economy and the worlds politics. With the deepening of the oil field
10、development, oil waxing on the oil pipeline becomes more and more serious, which hampered the normal oil production. In this case, the study of dredging to clear the wax on oil pipelines inner surface to increase oil production has become imperative. As a result of inefficient or costly, the existin
11、g ways of paraffin removals can not meet the needs of scene operations.In this thesis, design and realization of deep oil well dredging device resolves the technical problems in oil fields development and production. For electronic devices that worked in the environment of high-temperature and high
12、pressure should be equipped with monitoring system need, we analyzed the work process of equipment and the use of the environment, and we defined the main objectives and tasks. We propose dsPIC30F4012 as a core control, the CAN bus as the communication method. The paper also describes the design of
13、hardware and software process. This article is divided into three main tasks: underground monitoring and control circuit design, ground monitoring and control circuit design, PC platform design. The monitoring system is a distributed system. Two pieces of dsPIC30F4012 are used in the system. One is
14、a control unit of ground monitoring system and the other is the underground. Through CAN bus connection 4km long-distance communications came true. Underground measurement and control system is responsible for measuring temperature in oil wells and parameters of the equipment, transmitting to the gr
15、ound monitoring system through the CAN bus. Ground monitoring and control system is responsible for measuring the underground power supply voltage and current, sending them to the PC in conjunction with undergrounds data; PC interface program is responsible for showing the parameters, while on the g
16、round and the underground system, or make a various commands to the system.This thesis also raises a scheme in laboratory, analyzes and compares the parameters between measurement values and theoretical values. After the preliminary performance tests, equipment are sent to the oil well to work. It h
17、as carried out analysis on experiment result and a summary of the work at the same time. It also points out the working achievement and significance, and makes a prospect of the following work.The well-dredging instrument allocated with intelligence monitoring system helps to improve oil producing e
18、fficiency and productivity, to reduce the labor force. Aimed at this current situation, the development of intelligence well-dredging instrument which has independent intellectual property can cut down dependency on abroad. It has vast marketplace space, obvious economy and social benefits.Keywords:
19、Oil-well, Paraffin removal, Dredge, CAN, dsPIC30F4012目 录摘 要IABSTRACTII第1章 绪论11.1 课题的研究背景及意义11.2 国内外研究现状和发展趋势11.3 本课题的研究内容和主要工作31.4 本课题的主要创新点41.5 小结4第2章 系统总体方案52.1 系统功能要求52.2 系统设计思路与方案62.2.1 设计思路62.2.2 系统方案设计62.2.3 需要解决的关键问题和技术措施72.3 微控制器选择92.3.1 常用的微控制器92.3.2 本文选用的微控制器简介102.4 小结10第3章 硬件系统设计原理与实现113.
20、1 硬件系统结构113.2 井下测控系统113.2.1 开关量标定113.2.2 直流无刷电机转速检测123.2.3 套管接箍信号特征及其检测电路153.2.4 温度测量173.2.5 切割钻头电机电压测量213.2.6 井下系统电源设计223.3 地面测控系统223.3.1 电压、电流检测223.3.2 RS-232电路设计243.3.3 井下设备电源控制263.3.4 地面监控系统电源263.4 控制器局域网(CAN)总线接口263.4.3 CAN通信电路接口设计293.4.4 匹配电阻的计算303.5 在线调试电路接口313.6 可靠性、抗干扰措施333.6.1 干扰的危害和传播途径33
21、3.6.2 硬件抗干扰措施343.6.3 CAN电路保护35第4章 软件系统设计364.1 系统的软件开发环境364.1.1 MPLAB集成开发环境(IDE)364.1.2 人机交互界面开发工具Visual Basic374.2 井下测控系统软件设计374.2.1 系统流程384.2.2 初始化394.2.3 中断程序处理414.2.4 算法分析及实现424.3 地面监控系统软件设计444.3.1 系统流程454.3.2 初始化454.3.3 CAN应用层协议设计及实现474.4 人机交互界面监控平台设计开发484.4.1 MSComm串口通信开发484.4.2 界面的设计与功能494.4.3
22、 RS-232应用层协议设计及实现504.5 软件抗干扰、保护措施52第5章 系统调试545.1 实验方法545.1.1 高温、高压实验545.1.2 模拟阻抗网络通信传输实验555.1.3 油井现场实验555.2 实验数据、分析565.2.1 压力测试565.2.2 高温测试575.2.3 CAN模拟通信距离测试575.2.4 油井现场实验595.3 实验结论60第6章 总结与展望616.1 总结616.2 未来工作展望61致谢63参考文献64附录67第1章 绪论1.1 课题的研究背景及意义石油是一种战略物资,它是工业经济的血液,军事力量的命脉。石油的安全关系到一个国家的经济、社会的可持续发
23、展与军事安全,它和国家的外交与对外战略紧密相联。在经济全球化和区域化发展的国际环境里,世界各消费国均把石油资源的持续、合理、稳定的获得作为国家的重要战略,它牵动着世界政治、经济和外交格局的变化。我国是石油消耗大国,1995年到2005年, 中国石油消费量年均增长5.25%, 同期国内石油产量增速缓慢,对外石油需求增长迅速1。2003年,中国取代日本成为全球仅次于美国的第二大石油消费国。2005年石油消费量超过3.27 亿吨,进口原油1.47亿吨,对外石油依存度接近50%大关。2007年中国石油消费总量超过4亿吨,2010 年将超过5亿吨。如果届时国内石油供应能力保持在1.8到2亿吨,则供需缺口
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 油田 深井 高温 环境 电子 监控 系统 研制
链接地址:https://www.31doc.com/p-2344597.html