專利名稱：防砂數(shù)據(jù)采集處理方法和設備,防砂數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油勘探領(lǐng)域，特別涉及一種用于油氣田開發(fā)的防砂數(shù)據(jù)采集處理方法方法和設備，以及防砂數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
防砂作業(yè)是在油氣田開發(fā)階段，對油氣層進行保護以有效地阻止地層中砂粒隨著地層流體進入井筒的完井工藝。海上發(fā)現(xiàn)的疏松或較疏松油氣藏較多，多數(shù)疏松或較疏松的油層有出砂現(xiàn)象，油氣井出砂會造成磨蝕井下、地面設備和工具，橋堵或堵塞井眼，降低油氣產(chǎn)量或迫使油氣井停產(chǎn)。早期的防砂作業(yè)，均采用手工作業(yè)方式，不但作業(yè)效率較低，而且可靠性能較差。為了解決這些問題，出現(xiàn)了各種防砂工藝如化學防砂、機械防砂等等。其中管內(nèi)礫石充填是一種有效的機械防砂方法之一。管內(nèi)礫石充填防砂是在套管射孔后，將礫石充填在射孔炮眼內(nèi)及篩管/套管、盲管/套管環(huán)形空間的一種機械方法，采用這種機械式防砂工藝，作業(yè)環(huán)境惡劣，工作壓力非常高，因此，需要準確搜集各種儀表信息，及時協(xié)調(diào)地控制各種加砂動力設備，否則會造成防砂效果較差，設備毀損乃至造成人身傷亡的后果。

發(fā)明內(nèi)容
從上述分析可以看出，本發(fā)明的主要目的在于提供一種防砂數(shù)據(jù)采集處理方法及系統(tǒng)，所述的防砂數(shù)據(jù)采集處理方法及系統(tǒng)可以容易地進行防砂作業(yè)的實時監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集和處理，以有效地監(jiān)測控制防砂施工現(xiàn)場中的各種設備，以保障作業(yè)的安全可靠。
按照本發(fā)明，上述目的是通過提供一種防砂數(shù)據(jù)采集處理方法實現(xiàn)的，所述防砂數(shù)據(jù)采集處理方法包括檢測步驟，用于檢測被測壓力和流量，接收步驟，用于接收來自于傳感器的各種防砂檢測數(shù)據(jù)；其特征在于，還包括數(shù)據(jù)采集步驟，用于采集來自于防砂數(shù)據(jù)采集接口裝置的信號；數(shù)據(jù)處理步驟，用于對所采集的信號進行相應的處理，以及進行數(shù)據(jù)回放和曲線回放。
進一步，上述目的是通過提供一種防砂數(shù)據(jù)采集處理設備實現(xiàn)的，所述防砂數(shù)據(jù)采集處理設備包括防砂數(shù)據(jù)采集接口裝置，用于接收來自于傳感器的各種防砂檢測數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)采集裝置，用于采集來自于防砂數(shù)據(jù)采集接口裝置的信號；數(shù)據(jù)處理裝置，用于對所采集的信號進行相應的處理，進行數(shù)據(jù)回放和曲線回放。
進一步，上述目的是通過提供一種防砂數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)實現(xiàn)的，所述防砂數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)包括多個傳感器，用于檢測被測壓力和流量；防砂數(shù)據(jù)采集處理設備，用于對傳感器所檢測的各種信號進行采集和處理，其中，所述防砂數(shù)據(jù)采集處理設備包括防砂數(shù)據(jù)采集接口裝置，用于接收來自于傳感器的各種防砂檢測數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)采集裝置，用于采集來自于防砂數(shù)據(jù)采集接口裝置的信號；數(shù)據(jù)處理裝置，用于對所采集的信號進行相應的處理，以及進行數(shù)據(jù)回放和曲線回放。
根據(jù)本發(fā)明防砂數(shù)據(jù)采集處理方法，對防砂施工中現(xiàn)場的各種技術(shù)參數(shù)及數(shù)據(jù)進行采集、計算、存儲、顯示、曲線處理和數(shù)據(jù)遠程傳輸。它可幫助現(xiàn)場指揮人員、現(xiàn)場操作人員及遠程操作者全面、準確地了解和掌握防砂施工過程中的各種信息，及時、快捷地處理各種情況，保證防砂施工能夠按照要求正確無誤的進行。施工完成后，系統(tǒng)可將施工過程中記錄的各種參數(shù)及數(shù)據(jù)通過彩色噴墨打印機打印輸出，并且可對各種防砂數(shù)據(jù)進行現(xiàn)場重放，資料存檔等，具有保障安全、作業(yè)監(jiān)控、資料處理的作用。該系統(tǒng)可應用于酸化、壓裂等石油工程作業(yè)，以及其他工程作業(yè)的數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)處理。
通過下面的實施方式和附圖的描述，本發(fā)明的其他目的和特征將變得更加清楚，附圖中相同的標號表示相同的或類似的部件。
作為本發(fā)明的一部分的附圖和本說明一起用于說明本發(fā)明的實施例，用于解釋本發(fā)明的原理。


圖1是一方框圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的防沙數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)；圖2為一框圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的防沙數(shù)據(jù)采集處理設備；圖3是一示意圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的防砂數(shù)據(jù)采集處理的過程；圖4是一結(jié)構(gòu)框圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集接口裝置的具體連接關(guān)系；以及圖5是一示意圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的用于數(shù)據(jù)采集接口裝置21通道擴展的連接關(guān)系。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
圖1是一方框圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的防沙數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)。
參見圖1，根據(jù)本發(fā)明的防沙數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，包括傳感器11，...1n，防砂數(shù)據(jù)采集處理設備12，客戶工作站13和遠程終端14，網(wǎng)絡接口16和備份處理和遠程發(fā)送設備15。其中，傳感器11，...1n用于探測被測壓力， 比如注砂泵壓、環(huán)空壓力、泵排量、水流量、砂流量、返出流量等由，并通過信號電纜將電信號，比如模擬信號、脈沖信號，傳送到防砂數(shù)據(jù)采集處理設備12。對于所接收到的模擬信號，防沙數(shù)據(jù)采集處理設備12對其進行信號調(diào)整、A/D轉(zhuǎn)換后轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息。而對于脈沖信號，經(jīng)過防沙數(shù)據(jù)采集處理設備12中的計數(shù)器對其進行計數(shù)。然后，將所采集的數(shù)據(jù)作進一步的處理，比如數(shù)據(jù)處理，報警處理、實時監(jiān)控處理和數(shù)據(jù)存儲等。最后將所處理的數(shù)據(jù)送至客戶工作站13，以完成報表處理、資料解釋、數(shù)據(jù)備份及實時數(shù)據(jù)的遠程發(fā)送等功能。
對于傳感器11，...1n，它包括(1)泵壓傳感器，用于測量注沙泵壓力，通常被安裝在泵頭壓包上，其信號輸出為4至20MA；(2)環(huán)空壓力傳感器，用于測量井口管匯壓力，通常被安裝在井口管匯的壓包上，其信號輸出為4至20MA；(3)清水流量傳感器，用于測量注水管線中的水流量，被安裝在注水罐出口管線上，其信號輸出為開關(guān)量信號；(4)返出流量傳感器，用于測量從井口返出的水流量，被安裝在沉砂罐入口管線上，其信號輸出為開關(guān)量信號；(5)泵沖傳感器，用于測量泵排量，通常被安裝在柴油機與泵之間的連動軸之間，測量泵軸的轉(zhuǎn)動圈數(shù)，其信號輸出為開關(guān)量信號，由于泵軸的轉(zhuǎn)動圈數(shù)與泵柱塞運動次數(shù)成正比，因此，根據(jù)這種比例關(guān)系可計算出泵排量；(6)砂流量傳感器，用于測量加砂量，通常被安裝出砂攪龍的主軸上，測量攪龍的轉(zhuǎn)動圈數(shù)，其信號輸出為開關(guān)量信號，由于攪龍的轉(zhuǎn)動圈數(shù)與出砂量之間存在一定的函數(shù)關(guān)系，因此，根據(jù)這種函數(shù)關(guān)系可計算出加砂量。但本發(fā)明并不僅限于上述的傳感器，根據(jù)工作需要，還可以增加其他類型的傳感器，以檢測溫度、位置變化等其他參數(shù)。
對于客戶工作站13，它主要是為作業(yè)現(xiàn)場操作人員設計的，用于進行曲線監(jiān)測、數(shù)據(jù)監(jiān)測、曲線回放、數(shù)據(jù)庫管理、報表輸出及實時數(shù)據(jù)遠程發(fā)送。它通過網(wǎng)絡接口16和防砂數(shù)據(jù)采集處理設備12相連。其中該網(wǎng)絡接口16是一網(wǎng)絡集線器。其中實時數(shù)據(jù)遠程發(fā)送主要完成將實時采集及計算后存放在公用數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)通過因特網(wǎng)或其他通信網(wǎng)絡發(fā)送到遠程網(wǎng)站(支持FTP文件傳送協(xié)議)，以便于遠程終端14的訪問，通過使用客戶工作站13，現(xiàn)場完井監(jiān)督可在作業(yè)現(xiàn)場辦公室監(jiān)視現(xiàn)場設備的工作狀態(tài)、作業(yè)狀況，并可通過Windows的對等局域網(wǎng)絡共享數(shù)據(jù)庫信息，查詢防砂數(shù)據(jù)、隨時打印各種防砂報表。
對于遠程終端14，它主要是為遠程操作者設計開發(fā)的，它用于進行曲線監(jiān)測、數(shù)據(jù)監(jiān)測、曲線回放、數(shù)據(jù)庫管理、報表輸出及實時數(shù)據(jù)遠程接收。其中實時數(shù)據(jù)遠程接收主要完成將客戶工作站13發(fā)送到遠程網(wǎng)站(支持FTP文件傳送協(xié)議)的實時數(shù)據(jù)信息通過因特網(wǎng)或其他通信網(wǎng)絡實時下載到本地終端系統(tǒng)，然后通過遠程終端14的進行處理，實現(xiàn)遠程實時終端功能。通過使用該遠程終端14，遠程操作者可在遠程辦公室監(jiān)視現(xiàn)場設備的工作狀態(tài)、作業(yè)狀況。
根據(jù)本發(fā)明的防砂數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)還包括一備份處理和遠程發(fā)送設備15，它主要完成報表處理、資料解釋、數(shù)據(jù)備份和實時數(shù)據(jù)的遠程發(fā)送等功能，可以作為防砂數(shù)據(jù)采集處理設備12的熱備份機。
從上所述可以看出，在根據(jù)本發(fā)明的防砂數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)中，所用的實時終端分別為客戶工作站13、遠程終端14兩種，其中客戶工作站13可通過現(xiàn)場小型局域網(wǎng)以共享網(wǎng)絡驅(qū)動器中實時數(shù)據(jù)的方式實現(xiàn)。遠程終端14的實現(xiàn)方法有兩種，一是通過共享網(wǎng)絡驅(qū)動器的方式實現(xiàn)，一是通過FTP(文件傳輸協(xié)議)方式實現(xiàn)。其中，在第一種方式，需要將備份處理和遠程發(fā)送設備15加載成撥號網(wǎng)絡服務器，遠程終端14即可映射網(wǎng)絡驅(qū)動器，共享數(shù)據(jù)信息。在第二種方式，需要設置中轉(zhuǎn)站點，數(shù)據(jù)傳輸分兩步進行，首先備份處理和遠程發(fā)送設備15實時將系統(tǒng)的共享數(shù)據(jù)信息經(jīng)壓縮、封裝后實時地通過諸如因特網(wǎng)發(fā)送到中轉(zhuǎn)站點，然后遠程終端14再實時將中轉(zhuǎn)站點的數(shù)據(jù)信息下載到本地機，通過本地的終端系統(tǒng)程序?qū)?shù)據(jù)進行解壓、解封處理，以完成遠程終端的功能。
圖2為一框圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的防沙數(shù)據(jù)采集處理設備12。圖4是一結(jié)構(gòu)框圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集接口裝置的具體連接關(guān)系。
參見圖2，根據(jù)本發(fā)明的防砂數(shù)據(jù)采集處理設備包括一防砂數(shù)據(jù)采集接口裝置21，數(shù)據(jù)采集裝置22，數(shù)據(jù)處理裝置23。
對于防砂數(shù)據(jù)采集接口裝置21，它是一種分布式記錄和處理傳感器信號和數(shù)字狀態(tài)信息的裝置，根據(jù)不同的應用需要，可選用不同的數(shù)字量處理模塊和模擬量處理模塊，這些模塊可用于測量溫度、壓力、位置變化、重量等，有些模塊還具有模擬輸出通道以便進行各種工業(yè)控制。根據(jù)本發(fā)明的防砂數(shù)據(jù)采集設備12選用模擬量處理模塊，比如ISM111，和數(shù)字量處理模塊，比如IDM118，其中ISM111具有4個模擬輸入通道，4個數(shù)字I/O通道，IDM118具有12個數(shù)字I/O通道。這些模塊都具備信號預處理功能，如放大、線性化、增益矯正，信號規(guī)整等，因此不需要外部放大器及外部信號規(guī)整電路。
防砂數(shù)據(jù)采集接口裝置21對傳感器11...1n處理后存儲的數(shù)據(jù)可通過串行接口裝置，比如IRK100，送入數(shù)據(jù)采集裝置22。使用兩條線可連接127個模擬量處理模塊，即防少數(shù)據(jù)采集接口裝置21，模塊間通信線路可達幾百米。當完成采集模塊間的通信連接線路后，需要進行相應的設置以對各個采集模塊進行相應的地址編碼、通道設置(如低通濾波控制、量程范圍、控制方式等)及RS485通信模塊通信速率、通信協(xié)議的選擇與配置等操作，設置完成后，即可根據(jù)所設置通信協(xié)議的信息幀格式，以完成對各模塊各通道數(shù)據(jù)的讀取。
圖3是一示意圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的防砂數(shù)據(jù)采集處理的過程。
參見圖3，根據(jù)本發(fā)明的防砂數(shù)據(jù)采集處理開始于步驟S20。在步驟S21，各傳感器11...1n檢測泵壓、環(huán)空壓力以及泵排量、水流量等。然后，流程進入步驟S22。在步驟S22，首先防砂數(shù)據(jù)采集接口裝置21接收來自于傳感器11...1n的所檢測的對應于注砂泵壓、環(huán)空壓力、泵排量、水流量、砂流量、返出流量等的各種檢測數(shù)據(jù)，并將它們分別提供給數(shù)據(jù)采集裝置22。然后，流程進入步驟S23。在步驟S23，數(shù)據(jù)采集裝置22完成對來自于防砂數(shù)據(jù)采集接口裝置21的模擬通道和數(shù)字通道上信號的采集。接著，流程進入步驟S24。在步驟S24，數(shù)據(jù)處理裝置23對所采集的信號進行分析處理，包括曲線回放、數(shù)據(jù)回放、報表輸出等。在步驟S24之后，流程進入步驟S25，即由實時監(jiān)測裝置25對數(shù)據(jù)處理裝置23所處理的各種數(shù)據(jù)進行監(jiān)測，并在步驟S26判斷被監(jiān)測的數(shù)據(jù)是否超出預設的限值。如果在步驟S26確定有數(shù)據(jù)超出預設的限值，那么，流程進入步驟S29并報警。否則，流程進入步驟S28并結(jié)束。
在本領(lǐng)域中，流量是防砂數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主要測量參數(shù)，公式(1)給出了流量的計算方法Q＝P*F*E/100/T (1)其中Q為流量(桶/分鐘或磅/分鐘)，P為一個采集周期內(nèi)所采集的脈沖數(shù)，F(xiàn)為每脈沖當量(桶/脈沖或磅/脈沖)，E為設備效率，T為一個采集周期時間(大約為50毫秒)。
由公式(1)可以看出，由于采集周期較短，因此P的微量變化會引起Q的大幅度抖動現(xiàn)象，因此，瞬時流量值上下波動較大，所求得波形是脈動式干擾信號。根據(jù)本發(fā)明的防砂數(shù)據(jù)采集處理設備采用滑動平均值濾波技術(shù)有效解決了流量信號波動較大的問題。首先，在存儲器中為每個流量參數(shù)建立了各自的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，依次存放N1......Nn個流量數(shù)據(jù)，對每個數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，每計算出一個新流量數(shù)據(jù)，就將最早計算的那個數(shù)據(jù)丟掉，而后求包括新數(shù)據(jù)在內(nèi)的N1......Nn個數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值作為某參數(shù)的瞬時流量值，這樣每進行一次采樣計算就可計算一個新的流量瞬時值，從而在不增大采集周期的條件下，快速計算出穩(wěn)定的瞬時流量值，提高了系統(tǒng)的實時性能。在防砂數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)中，用戶可根據(jù)各流量參數(shù)的具體波動情況，對每個流量參數(shù)的濾波因子(數(shù)據(jù)塊長度)設置不同的值，以在提高濾波效果的前提下最大限度地提高系統(tǒng)的實時性能。公式(2)給出了流量平均濾波的方法Y(k)＝(X(1)+X(2)+...X(i)+...+X(n))/N， (2)其中X(i)(i＝1，2...n)為第i次計算的流量值，N為濾波因子，Y(k)為最后N次流量值的算術(shù)平均值。
下面參照圖4，具體說明數(shù)據(jù)采集接口裝置21。從圖4可以看出，該數(shù)據(jù)采集接口裝置21包括供電電源、串行接口模塊(IRK100)、模擬量處理模塊(ISM111)、數(shù)字量處理模塊(IDM118)及相關(guān)傳感器連接電路。其中串行接口模塊、模擬量處理模塊、數(shù)字量處理模塊8之間通過兩條導線串聯(lián)，采用ASCII通信協(xié)議方式，通信速率設置為19200BPS。ISM111的四個模擬輸入通道設置為0到5V單端電壓輸入方式(各通道A/D轉(zhuǎn)換時間10MS)，四個I/O通道設置為脈沖計數(shù)方式(輸入最大頻率23KHz)，IDM118共有12個I/O通道，也設置為脈沖計數(shù)方式(輸入最大頻率23KHz)。根據(jù)本發(fā)明的防砂數(shù)據(jù)采集處理設備12的基本配置包括兩個模擬量信號傳感器，它們可分別接到ISM111上四個通道的任何一個通道，4個數(shù)字量信號傳感器(三線制)，它們可分別接到IDM118上12個通道的任何一個通道。由于兩個模擬量信號的傳感器的信號輸出為電流信號，因此需串聯(lián)一個250歐姆的電阻轉(zhuǎn)換為1至5V電壓輸入方式。IDM118的計數(shù)方式要求高電平在+1V到+3.5V之間，低電平在0到1V之間，而系統(tǒng)采用的數(shù)字信號傳感器的信號輸出為開關(guān)量，且采集模塊自身具備信號規(guī)整和預處理功能，因此直接連接即可完成規(guī)定的計數(shù)功能。在圖4中，25芯D型接頭(母)用于連接數(shù)字量信號傳感器，25芯D型接頭(公)用于連接模擬量信號傳感器，9芯D型接頭(母)用于連接數(shù)據(jù)采集裝置22。
圖5是一示意圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的用于數(shù)據(jù)采集接口裝置21通道擴展的連接關(guān)系。在本發(fā)明中，數(shù)據(jù)采集接口裝置21可通過其本身提供的A、B口用兩條導線串聯(lián)連接在一起，最多可連接127個數(shù)據(jù)采集接口裝置，這種數(shù)據(jù)采集接口的型號很多，其各自所具有的通道數(shù)目也不相同，并且可識別各種傳感器信號，因此，如果在防砂數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)基礎上增加采集通道，可以方便地實現(xiàn)測量深度、溫度、液位等功能，另外，這種數(shù)據(jù)采集接口裝置還具備各種信號輸出通道，為實現(xiàn)各種工業(yè)控制提供了技術(shù)條件。在石油勘探開發(fā)領(lǐng)域，各階段的工程作業(yè)，都需要工程技術(shù)參數(shù)的測量，這種通道可擴展的性能為將來實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)之間的系統(tǒng)集成奠定了堅實的技術(shù)基礎。
下面仍然參照圖2，說明根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集裝置22。數(shù)據(jù)采集裝置22具有通道設置、信號標定、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)緩沖等功能。其中通道設置可使用戶根據(jù)具體情況，建立相應通道的聯(lián)系；數(shù)據(jù)采集可根據(jù)通道的設置情況完成4個模擬量通道和16個數(shù)字量通道上信號的采集并將信號用于信號標定；信號標定主要將模擬信號傳感器輸入的電壓值轉(zhuǎn)換為相應的物理值，將開關(guān)量信號傳感器對應的脈沖計數(shù)值讀入，再根據(jù)兩次讀入的時間差計算流量；數(shù)據(jù)緩沖主要將系統(tǒng)處理、計算后的數(shù)據(jù)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)以便其他連入網(wǎng)絡的其他客戶機共享。該數(shù)據(jù)采集裝置22可采集泵壓、環(huán)空壓力、泵排量、水流量、砂流量和返出流量。根據(jù)實際需要，還可測量位置變化(如大鉤高度)、溫度等其它參數(shù)。
另外，參見圖2，本發(fā)明的防砂數(shù)據(jù)采集處理設備12還包括數(shù)據(jù)處理裝置23，數(shù)據(jù)處理裝置23主要用于曲線回放、數(shù)據(jù)庫管理、數(shù)據(jù)回放、報表輸出、資料解釋等功能。其中曲線回放主要完成作業(yè)日志信息修改、曲線屬性設置、曲線屏幕預覽、曲線讀值器控制、曲線選擇打印等功能；數(shù)據(jù)庫管理主要完成對間斷性時間數(shù)據(jù)庫、曲線數(shù)據(jù)庫、注釋信息數(shù)據(jù)庫、采集階段描述信息數(shù)據(jù)庫的查詢、刪除、修改更新等功能；報表輸出主要完成作業(yè)日報表打印、實時記錄曲線報表打印、數(shù)據(jù)報表打印及相關(guān)作業(yè)設計報表打印等；資料解釋主要完成作業(yè)質(zhì)量控制、根據(jù)數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)信息綜合評價防砂效果、給出防砂效果評價報告等，從而實現(xiàn)防砂數(shù)據(jù)的采集和處理。
另外，為了更好地實時監(jiān)控防砂數(shù)據(jù)采集和處理的情況，根據(jù)本發(fā)明的防砂數(shù)據(jù)采集處理設備12還包括一故障報警裝置24。該故障報警裝置24與防砂數(shù)據(jù)采集處理裝置23相連，用于完成需監(jiān)測參數(shù)的高/低警報門限值設置、超限報警提示、故障報警提示、警報信息解釋、警報信息存儲及瀏覽。它可以給出報警提示方式，報警方式分聲音動畫、語音、顯示三種?？蓪崿F(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)測的所有參數(shù)的高/低警報處理及部分硬件系統(tǒng)故障。
還有，根據(jù)本發(fā)明的防砂數(shù)據(jù)采集處理設備12還包括一實時監(jiān)測裝置25，該實時監(jiān)測裝置25用于完成系統(tǒng)初始化、基本數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)計算、數(shù)據(jù)監(jiān)測、曲線檢測、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)處理。其中系統(tǒng)初始化主要完成采集接口裝置初始化、計數(shù)器清零及系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫及系統(tǒng)文件的初始化等功能；基本數(shù)據(jù)輸入主要完成井名、作業(yè)公司名稱、承包公司名稱、油田名稱、作業(yè)平臺等基本作業(yè)信息的輸入；數(shù)據(jù)計算主要完成瞬時流量、累計量的計算功能，其主要計算參數(shù)有砂水比、累計用水、累計用砂、累計返出、累計沙漿、砂流量、水流量、沙漿流量、返出流量等；數(shù)據(jù)監(jiān)測主要完成該系統(tǒng)所有數(shù)據(jù)的實時顯示及儀表輸出等功能，屏幕數(shù)據(jù)刷新速度100毫秒；曲線監(jiān)測模塊主要完成實時曲線屬性設置、實時曲線顯示、曲線閱讀器控制等功能，曲線屬性包括曲線顏色、比例范圍、選擇開關(guān)、繪圖速度等；數(shù)據(jù)存儲模塊主要完成公用數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的設置及實時刷新、數(shù)據(jù)庫存儲等功能，該系統(tǒng)存儲兩種類型的數(shù)據(jù)庫，一是按防砂作業(yè)數(shù)據(jù)記錄間隔(1至60分鐘)存儲的數(shù)據(jù)庫文件，稱之為間斷性時間數(shù)據(jù)庫，二是按100毫秒時間間隔存儲的數(shù)據(jù)庫文件，稱為連續(xù)性時間數(shù)據(jù)庫也稱曲線數(shù)據(jù)庫，兩種類型的數(shù)據(jù)庫、工程日志信息數(shù)據(jù)庫和采集階段描述信息數(shù)據(jù)庫共同構(gòu)成該系統(tǒng)報表填寫、曲線打印、遠程傳輸?shù)臄?shù)據(jù)源。
在不脫離本發(fā)明的范圍和構(gòu)思可以作出許多其他的改變和改型。應當理解，本發(fā)明并不限于特定的實施例，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種用于油氣田的防砂數(shù)據(jù)采集處理方法，包括檢測步驟，用于檢測被測壓力和流量，接收步驟，用于接收來自于傳感器的各種防砂檢測數(shù)據(jù)；其特征在于，還包括數(shù)據(jù)采集步驟，用于采集來自于防砂數(shù)據(jù)采集接口裝置的信號；數(shù)據(jù)處理步驟，用于對所采集的信號進行相應的處理，以及進行數(shù)據(jù)回放和曲線回放。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述壓力包括泵壓，環(huán)空壓力，所述流量包括泵排量、水流量、砂流量和返出流量。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集步驟包括采集模擬通道上的信號。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集步驟包括采集數(shù)字量通道上的信號。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括實時監(jiān)測步驟，用于對所處理的數(shù)據(jù)進行監(jiān)測，并用于監(jiān)測曲線。
6.如權(quán)利要求1或5所述的方法，其特征在于，還包括故障報警步驟，當所監(jiān)測的數(shù)據(jù)超出預設限值時進行報警。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，這樣確定瞬時流量值，即在存儲器中為每個流量建立了各自的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，依次存放N1......Nn個流量數(shù)據(jù)，對每個數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，每計算出一個新流量數(shù)據(jù)，就將最早計算的那個數(shù)據(jù)丟掉，而后求包括新數(shù)據(jù)在內(nèi)的N1......Nn個數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值作為某參數(shù)的瞬時流量值。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，由下述公式確定流量值的算術(shù)平均值Y(k)＝(X(1)+X(2)+...X(i)+...+X(n))/N，其中X(i)(i＝1，2...n)為第i次計算的流量值，N為濾波因子，Y(k)為最后N次流量值的算術(shù)平均值。
9.一種用于油氣田的防砂數(shù)據(jù)采集處理設備，包括防砂數(shù)據(jù)采集接口裝置，用于接收來自于傳感器的各種防砂檢測數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)采集裝置，用于采集來自于防砂數(shù)據(jù)采集接口裝置的信號；數(shù)據(jù)處理裝置，用于對所采集的信號進行相應的處理，進行數(shù)據(jù)回放和曲線回放。
10.如權(quán)利要求9所述的設備，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集接口裝置包括數(shù)字量處理模塊，模擬量處理模塊和串行接口裝置。
11.如權(quán)利要求9或10所述的設備，其特征在于，通過兩條導線可以將多個所述數(shù)據(jù)采集接口裝置串聯(lián)在一起。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集裝置采集防砂數(shù)據(jù)采集接口裝置的模擬通道上的信號。
13.如權(quán)利要求9所述的設備，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集裝置采集防砂數(shù)據(jù)采集接口裝置的數(shù)字量通道上的信號。
14.如權(quán)利要求9所述的設備，其特征在于，還包括實時監(jiān)測裝置，用于對所處理的數(shù)據(jù)進行監(jiān)測，并用于監(jiān)測曲線。
15.如權(quán)利要求9或14所述的設備，其特征在于，還包括故障報警裝置，當所監(jiān)測的數(shù)據(jù)超出預設限值時進行報警。
16.一種用于油氣田的防砂數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，包括多個傳感器，用于檢測被測壓力和流量；防砂數(shù)據(jù)采集處理設備，用于對傳感器所檢測的各種信號進行采集和處理，其中，所述防砂數(shù)據(jù)采集處理設備包括防砂數(shù)據(jù)采集接口裝置，用于接收來自于傳感器的各種防砂檢測數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)采集裝置，用于采集來自于防砂數(shù)據(jù)采集接口裝置的信號；數(shù)據(jù)處理裝置，用于對所采集的信號進行相應的處理，以及進行數(shù)據(jù)回放和曲線回放。
17.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括一客戶工作站，通過網(wǎng)絡接口與防砂數(shù)據(jù)采集處理設備相連，用于對防砂采集數(shù)據(jù)進行監(jiān)視和處理，并用于實時數(shù)據(jù)遠程發(fā)送。
18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述網(wǎng)絡接口為一網(wǎng)絡集線器。
19.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括一遠程終端，通過因特網(wǎng)或其他網(wǎng)絡與客戶工作站相連，以共享網(wǎng)絡驅(qū)動器方式或文件傳輸協(xié)議方式接收客戶工作站發(fā)送的數(shù)據(jù)，并對防砂采集數(shù)據(jù)進行監(jiān)視和處理。
20.如權(quán)利要求17-19任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括一備份處理和遠程發(fā)送設備，用于完成報表處理、資料解釋、數(shù)據(jù)備份和實時數(shù)據(jù)的遠程發(fā)送。
21.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器選自于下述傳感器(1)泵壓傳感器，(2)環(huán)空壓力傳感器；(3)清水流量傳感器；(4)返出流量傳感器；(5)泵沖傳感器；以及(6)砂流量傳感器。
全文摘要
一種用于油氣田的防砂數(shù)據(jù)采集處理方法、設備和系統(tǒng)。其中所述方法包括檢測步驟，用于檢測被測壓力和流量，接收步驟，用于接收來自于傳感器的各種防砂檢測數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)采集步驟，用于采集來自于防砂數(shù)據(jù)采集接口裝置的信號；數(shù)據(jù)處理步驟，用于對所采集的信號進行相應的處理，進行數(shù)據(jù)回放和曲線回放。根據(jù)本發(fā)明防砂數(shù)據(jù)采集處理方法，對防砂施工中現(xiàn)場的各種技術(shù)參數(shù)及數(shù)據(jù)進行采集、計算、存儲、顯示、曲線處理和數(shù)據(jù)遠程傳輸。
文檔編號E21B47/00GK1401881SQ01124278
公開日2003年3月12日 申請日期2001年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月23日
發(fā)明者白耀民 申請人:中海油田服務有限公司