高溫集成井下溫度壓力測量裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種高溫集成井下溫度壓力測量裝置。它是將高溫高精度溫度傳感器與壓力傳感器信號分別送入放大調(diào)理單元，再將所述放大調(diào)理單元輸出分別接入中央處理單元，由中央處理單元進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換后接入高溫存儲單元并與高溫高精度溫度傳感器、供電單元單元構(gòu)成的高溫測控裝置以及數(shù)據(jù)通訊接口、燒寫口共同組成一高溫集成獨立芯片實現(xiàn)。它徹底改變傳統(tǒng)測試儀器電路結(jié)構(gòu)分散、集成度與智能化低、可靠性差、維修困難狀況，使高溫井下測量成為現(xiàn)實。特別是耐高溫補(bǔ)償?shù)脑O(shè)置，使本系統(tǒng)能確保測量精度直接進(jìn)入油層一次下井就能完成對不同深度的溫度和壓強(qiáng)精確測量、存儲和處理，具有發(fā)明構(gòu)思獨特、結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、使用方便靈活、適宜行業(yè)推廣等優(yōu)點。
【專利說明】
高溫集成井下溫度壓力測量裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種檢測控制裝置，特別是涉及油田井下注采領(lǐng)域以及地質(zhì)井下測控領(lǐng)域中對溫度與壓力的檢測控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)外在高溫高壓油氣田開發(fā)方面都處于起步發(fā)展的階段，對國內(nèi)外石油企業(yè)都是一個巨大的挑戰(zhàn)。位于北海挪威一側(cè)海域的古德龍高溫高壓氣田，1975年發(fā)現(xiàn)后長時間擱置，一直到近幾年才投入開發(fā)，2014年4月才正式生產(chǎn)?？梢姶嬖谝欢y度。隨著世界油氣勘探走向深海，越來越多的海上高溫高壓油氣田將被發(fā)現(xiàn)，這片新興“處女地”也將成為各國比拼實力、展示技術(shù)的大舞臺。相比陸地，海上高溫高壓氣田受平臺空間等多重因素的影響與限制，開發(fā)難度更大。海上常規(guī)氣田的壓力系數(shù)在1.0之間，而東方13區(qū)油氣藏的壓力系數(shù)達(dá)到1.8-2.1，井底溫度在150°C以上，可見開發(fā)難度之大。在開采石油的過程中，井下的溫度和壓強(qiáng)是必不可少的測量參數(shù)，準(zhǔn)確的井下溫度和壓強(qiáng)測量對于油井監(jiān)測等都具有十分重要的意義。本領(lǐng)域人員都知道，油田投產(chǎn)后，隨著開采時間的增長，油層壓力不斷下降，地下原油大量脫氣，粘度增加，油井產(chǎn)量逐漸減少，甚至?xí)娡．a(chǎn)。為了彌補(bǔ)原油采出后所造成的地下虧空，保持或提高油層壓力，實現(xiàn)油田高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，行之有效的方法是利用注水井把水(或者氣)注入油層，以補(bǔ)充和保持油(或者氣)層壓力。然而采取這些操作時一定要在對井下條件有全面了解之后才能進(jìn)行。尤其是對溫度與壓力情況的了解與掌握尤為重要。在傳統(tǒng)的井溫與壓力測量過程中，一般使用紅外測溫儀、紅外熱成像儀、溫度傳感器陣列等。由于井下環(huán)境惡劣溫度高，現(xiàn)有測試儀器無法承受150°C以上較大高溫，勢必產(chǎn)生測試誤差，且存在電路結(jié)構(gòu)分散、體積大、集成度與智能化程度低、可靠性差、維修困難的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的在于提供一種高溫集成井下溫度壓力測量裝置，以實現(xiàn)井下200°C高溫惡劣環(huán)境下溫度與壓力的檢測，同時解決傳統(tǒng)測試儀器電路結(jié)構(gòu)分散、體積大、集成度與智能化程度低、可靠性差、維修困難的問題。
[0004]本實用新型的技術(shù)方案如下所述:它包括藍(lán)寶石高溫高精度溫度傳感器與壓力傳感器，主要是將所述高溫高精度溫度傳感器與壓力傳感器的傳感信號分別接入放大調(diào)理單元，再將所述放大調(diào)理單元輸出分別接入中央處理單元，由中央處理單元進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換后接入高溫存儲單元，并與溫度傳感器、供電單元構(gòu)成的高溫測控裝置以及數(shù)據(jù)通訊接口、燒寫口共同組成一高溫集成獨立芯片實現(xiàn)的。
[0005]所述的放大調(diào)理單元是將所述溫度傳感器與壓力傳感器的模擬電壓信號分別按過壓保護(hù)、濾波放大、放大整形、巴特沃斯濾波或者濾波放大、放大整形、巴特沃斯濾波、過壓保護(hù)的先后順序且前者輸出端與后者輸入端進(jìn)行連接，然后再接入中央處理單元輸入控制端D
[0006]所述的供電單元，是由雙電池提供7.2v和3.6v電源，輸出為5V和2.5v，且輸出端采用放大器閉環(huán)反饋方式再接入供電單元進(jìn)行耐高溫補(bǔ)償，使其輸出保持在精度± 0.0005v穩(wěn)定值范圍內(nèi)。
[0007]本實用新型由于采取了高溫集成獨立芯片構(gòu)成的高溫測控裝置，加上高溫高精度溫度、壓力傳感器的有機(jī)結(jié)合，徹底改變了傳統(tǒng)測試儀器電路結(jié)構(gòu)分散、體積大、集成度與智能化程度低、可靠性差、維修困難的狀況，使高溫井下溫度與壓力測量成為現(xiàn)實。它整體耐溫耐壓外殼封裝，保證在200°C惡劣環(huán)境中一次下井就能完成對不同深度的溫度和壓強(qiáng)的測量、存儲和處理。特別是耐高溫補(bǔ)償?shù)脑O(shè)置，使本系統(tǒng)能確保測量精度直接進(jìn)入油層中進(jìn)行測量，省去了中間的傳輸介質(zhì)，避免了失真。從而實現(xiàn)了高溫井下溫度及壓強(qiáng)的準(zhǔn)確測量。并具有發(fā)明構(gòu)思獨特、結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、使用方便靈活、適宜行業(yè)推廣等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0008]圖1為本實用新型的電路結(jié)構(gòu)不意圖。
[0009]圖2為放大調(diào)理單元的接線圖。
【具體實施方式】
[0010]由圖1-圖2所示的高溫集成井下溫度壓力測量裝置是由一個高溫測控裝置加上數(shù)據(jù)通訊接口、燒寫口共同組成的高溫集成獨立芯片和一個以藍(lán)寶石為敏感元件的高溫高精度壓力傳感器I構(gòu)成。其中所述的高溫測控裝置是將高溫高精度溫度傳感器與壓力傳感器(以下簡稱溫度傳感器與壓力傳感器)2、1的傳感信號即模擬電壓信號分別接入放大調(diào)理單元3、放大調(diào)理單元3'，對溫度與壓力變化情況下的模擬電壓進(jìn)行濾波、放大、補(bǔ)償再接入中央處理單元4，由中央處理單元4進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換后接入高溫存儲單元5中記錄存儲，并與溫度傳感器2、供電單元6構(gòu)成。所述的放大調(diào)理單元3、3'是將所述溫度傳感器與壓力傳感器2、1的模擬電壓信號分別按過壓保護(hù)7、濾波放大8、放大整形9、巴特沃斯濾波10的先后順序且前者輸出端與后者輸入端進(jìn)行連接。經(jīng)過對其進(jìn)行過壓保護(hù)補(bǔ)償、阻容濾波放大、差分放大方式進(jìn)行后級濾波整形，再由巴特沃斯濾波進(jìn)行濾除干擾噪聲后送入中央處理單元4。所述供電單元6是由雙電池提供7.2v和3.6v電壓，供給供電單元6，且輸出采用放大器閉環(huán)反饋方式實現(xiàn)對供電電源的耐高溫補(bǔ)償，使供電單元6輸出保持在穩(wěn)定值范圍內(nèi)。確保供電單元6輸出標(biāo)準(zhǔn)5V和2.5V直流電源，精度土 0.0005V，分別供給壓力傳感器1、溫度傳感器2、放大調(diào)理單元3、3'和中央處理單元4。所述的高溫測控系統(tǒng)中所有構(gòu)件均為耐高溫結(jié)構(gòu)并與數(shù)據(jù)通訊接口、燒寫口設(shè)在同一基板上高度集成為一獨立芯片。
[0011]安裝時，將壓力傳感器I與高溫集成獨立芯片上的高溫測控裝置相連接，且整體置于外部密封探管內(nèi)。
[0012]工作時，本實用新型可隨鋼絲下至井下，溫度傳感器2與壓力傳感器I將井下溫度與壓力信號采集，經(jīng)放大調(diào)理單元3、3'處理至中央處理單元4，通過存儲單元5將數(shù)據(jù)存儲，最終由數(shù)據(jù)通訊接口傳至計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，生成壓力曲線、溫度時間曲線等，同時，計算機(jī)根據(jù)采集數(shù)據(jù)，生成測井?dāng)?shù)據(jù)并進(jìn)行分析。本發(fā)明實現(xiàn)了高溫環(huán)境下的井下壓恢、靜壓等數(shù)據(jù)采集。具備各口井的數(shù)據(jù)記憶，數(shù)據(jù)回放、綜合參數(shù)評定等多種參數(shù)的優(yōu)化和智能分析。本發(fā)明的軟件系統(tǒng)采用數(shù)字濾波處理，傳感器校準(zhǔn)系數(shù)上位機(jī)自動擬合，自動數(shù)據(jù)生 ?？?br>K ε/ε O- f/LLxl n Sgcsgs Zo
【主權(quán)項】
1.一種高溫集成井下溫度壓力測量裝置，包括藍(lán)寶石高溫高精度溫度傳感器與壓力傳感器(2、1)，其特征在于:將所述高溫高精度溫度傳感器與壓力傳感器(2、1)的傳感信號分別接入放大調(diào)理單元(3、3')，再將所述放大調(diào)理單元(3、3θ輸出分別接入中央處理單元(4)，由中央處理單元(4)進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換后接入高溫存儲單元(5)，并與高溫高精度溫度傳感器(2)、供電單元(6)構(gòu)成的高溫測控裝置以及數(shù)據(jù)通訊接口、燒寫口共同組成一高溫集成獨立芯片。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫集成井下溫度壓力測量裝置，其特征在于:所述的放大調(diào)理單元(3、3')是將所述溫度傳感器與壓力傳感器(2、1)的模擬電壓信號分別按過壓保護(hù)(7 )、濾波放大(8 )、放大整形(9 )、巴特沃斯濾波(1 )或者濾波放大(8 )、放大整形(9 )、巴特沃斯濾波(10)、過壓保護(hù)(7)的先后順序且前者輸出端與后者輸入端進(jìn)行連接，然后再接入中央處理單元(4)輸入控制端。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫集成井下溫度壓力測量裝置，其特征在于:所述的供電單元(6)，是由雙電池提供7.2ν和3.6ν電源，輸出為5V和2.5ν，且輸出端采用放大器閉環(huán)反饋方式再接入供電單元(6)進(jìn)行耐高溫補(bǔ)償，使其輸出保持在精度±0.0005ν穩(wěn)定值范圍內(nèi)。
【文檔編號】E21B47/07GK205532584SQ201620064207
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月22日
【發(fā)明人】趙帥, 孟中, 劉青波, 崔剛
【申請人】陜西深泉沃達(dá)精密儀器科技有限公司