基于MSP430的石油井下壓力測試系統的設計

1 引言
壓力數據在油田開(kāi)采過(guò)程中是一項極重要的資料。而這其中的射孔工藝是關(guān)鍵環(huán)節，其對高質(zhì)量打開(kāi)油氣層，提高油氣井產(chǎn)能都有重要影響。射孔是打開(kāi)油氣層讓地層流體流入井內的主要完井工序。測取射孔瞬間動(dòng)態(tài)壓力參數具有重要意義；確定每次射孔的施工效果；結合其他測試參數評價(jià)地質(zhì)效果：研究射孔工藝機理，為我國射孔理論水平的發(fā)展創(chuàng )造有利條件。該參數的測取也是研究油氣層特征，掌握油氣層動(dòng)態(tài)。檢查地面采油工藝流程的重要手段。為此，必須借助于各種精密的壓力測量?jì)x表。以獲得精確的壓力數據。

2 測試系統設計
2．1 存儲測試原理簡(jiǎn)介
存儲測試系統是用以完成存儲測試的物理系統，可工作在高溫、高壓、強沖擊振動(dòng)、高過(guò)載等惡劣環(huán)境下，自動(dòng)完成被測信息的實(shí)時(shí)采集與存儲記憶。它將傳感器、適配電路、數字化存儲記錄電路、通訊接口、控制指示單元和電源集成為一體，構成一個(gè)小型化的、可安裝在被測體內(相對)獨立丁作的測試系統。由于存儲測試系統具有體積小、功耗低、可重復使用、抗干擾性好及能適應特殊環(huán)境等特點(diǎn)，所以對于工程測試，特別是在野外惡劣的環(huán)境下，存儲測試系統提供了一個(gè)很好的解決方案。
這里設計的儀器必須能夠在高溫、高壓、高沖擊的油井中安全、可靠的取得射孔壓裂數據，且能保持數據長(cháng)時(shí)間不丟失，可順利回收被測信息。因此該系統除需能耐高溫、高壓、高沖擊振動(dòng)的電路外，還必須對其保護，防止儀器損壞。
2．2 系統工作原理
系統原理框圖如圖1所示。

石油井下射孔壓力測試系統選用編程自適應分段均勻采樣策略，即通過(guò)事先編程確定記錄過(guò)程分為若干個(gè)均勻采樣階段，每一階段的開(kāi)始時(shí)間、采樣頻率、存儲點(diǎn)數是根據被測信號的變化自適應調整的。此系統在單片機程序的控制下，上電延時(shí)50 s后，在觸發(fā)信號到來(lái)之前，以1 Hz的采樣頻率進(jìn)行低頻采樣A／D轉換，并將MD轉換輸出的數據存人存儲器。觸發(fā)信號到來(lái)后，開(kāi)始以100 kHz的采樣頻率采樣，連續采樣滿(mǎn)128 K字數據，再以500 Hz采樣，至采滿(mǎn)256 K字，數據停止采樣。當電路回收后，可通過(guò)RS232接口將存儲器中的數據讀至計算機．以便后續處理。