一种新型钻井参数监测系统的硬件设计

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1、2011年第4o卷石油矿场机械，第2期第68页OILFIELDEQUIPMENT文章编号：1001-3482(2O11)01-0068—05一种新型钻井参数监测系统的硬件设计周玉丰，李涛(1．四川信息职业技术学院，四川广元628017；2．四川石油管理局重庆仪器厂，重庆400021)摘要：钻井参数仪表是钻井工程中监测钻井过程、进行科学分析和科学决策的重要工具。在参考国内先进水平的基础上，研究开发了一套精度高、功能齐全、界面美观友好的实时多参数钻井监测系统。进行系统的硬件体系结构分析与设计，完成了传感器的选型。详细分析了系统的信号处理，并介绍了硬件系统如何应用现场总线进行信号传

2、输。关键词：钻井工程；钻井参数监测系统；硬件系统；设计中图分类号：TE928文献标识码：ADesignofHardwareforNewDrillingParameterMonitorSystemZHOUYu—feng，LITao(1．SichuanCollegeoformationTechnology，Guangyuan628017，China；2．ChongqingInstrument，SichuanPetroleumAdministrationBureau，Chongqing400021，China)Abstract：Drillingparametersinstrumen

3、tisimportanttoolformonitoringdrillingprocess，scientif—icanalysisandscientificdecision—makingindrillingengineering．Basedonreferencingthead—vancedtechniques，adrillingmonitoringsystemwithhighprecision，completefunction，beautifulandfriendlyinterfaceisdevelopedinthispaper．Thehardwarestructureofth

4、esystemisanalyzedanddesign，thetypesofthesensorscanbedetermined，Thesignalprocessingsystemareanalyzedindetail，andhowtoapplyforhardwaresystemfoundationfieldbussignaltransmissionisintro—ducedconcretely．Keywords：drillengineering；drillingparametermonitorsystem；hardwaresystems；design在跟踪国内外最新发展动态和最

5、新先进技术的1硬件系统体系结构基础上，吸收国内外各类系统的精华，研究开发一种高精度、高可靠性、高安全性、操作方便、显示直观、新型钻井参数监测仪系统由传感器、井台现场功能齐全、可进行异地Modem监测的新型钻井实数据采集系统、井台信号显示表台、控制室监测工作时多参数监测仪，使现场技术人员和工程人员能够站和异地监视工作站5大部分组成，如图1所示。及时监测钻井过程，降低事故发生率，节约钻井成每一个传感器都对应一个直测参数，其中压力传感本，提高钻井效率和科学钻井水平口]。本文主要对器有大钩载荷传感器、立管压力传感器、吊钳扭矩传新型钻井参数监测系统的硬件系统进行研究，包括感器；电流传感

6、器有转盘扭矩传感器、泥浆池体积传传感器的设计与选型、现场总线在油气井的应用、信感器等；频率传感器有转盘转速传感器、泵冲次传感号采集、信号处理、信号传输等。该系统已成功应用器、大钩高度传感器5]。于川西北油气田。收稿日期：2010—08—16作者简介：周玉丰(1973一)，男，重庆长寿人，副教授，硕士，主要从事机电技术和自动化方面的应用研究和教学工作，Email：zhouyfl973@126．com。第4O卷第2期周玉丰，等：一种新型钻井参数监测系统的硬件设计图1系统体系结构数据采集系统(DataAcquisition简称DAQ)是核心部分，如图2所示。其主要功能是：①给各传感

7、器供电；②接收、处理并传输信号到显示表台；③接收并处理显示表台传来的信号；④传输出信号到工作站进行实时和指定时间段显示及打印；⑤连通便携机时对信号通道进行配置和校验。显示表台接收来自DAQ的信号，其安全性能为本质安全型，如图3所示。它由DAQ供电，表台上有小键盘，操作员可用其预设报警值、使窗口显示值为零、使报警器暂停报警、以及开／关各功能键。若达到预设报警值，相应的显示窗口的数据会闪烁，报警器同时发出声响L6]。各数据值的单位可选用英制或公制。图3显示表台传感器采集到所要采集的信号后，送至信号处理电路处