论文部分内容阅读
为实现油田持续高产,生产中需要频繁更换注水层来调配各层注水量。现有测调工艺中,常采用机械投捞式方式来逐层调配流量,不但效率低、设备故障率高,而且很难对井下层间状态信息进行实时检测反馈。现有分层注水工艺中存在机械改进难度大、注水效率低、多层设备联调自动化程度低等问题,难以满足油田生产实时调控与监测的需要;同时鉴于智能井系统在我国技术积累少、实施成本高等现实情况,极有必要研究一种适合分层注水工艺的低成本、通用性强的智能测调用通信系统。本文研制了一套适合对多节点分布液控阀的数据传输系统,以方便地面控制系统对各层级注水装置进行远程实时监测与调控。为减少电缆铺设的成本和技术难度,本文结合低压电力线载波技术,通过井中电力电缆实现地面系统和井下设备间的数据和电能传输;并采用具有较强数据处理能力和丰富外设的DSP芯片,来完成对注水层的状态信息检测处理和流量调控。设计中采用紧凑型硬件电路设计,以满足液控阀的狭窄舱体空间体积要求。首先,根据地面控制系统对多节点设备实时监控和硬件系统狭小空间安放的要求,以多节点通信网和体积紧致型的硬件为主要研究目标,给出了系统总体方案。其次,围绕总体方案,采用模块化设计方法,将系统划分为主控系统、载波模块、电源模块,分别进行分析设计,以便于系统扩展与移植。主控系统以DSP28069为主控芯片,完成控制指令编写、数据分析处理和通信协议设计;载波通信模块采用FSK调制技术,以调制解调器ST7538为核心搭建主控器与电缆信道之间的可靠通信接口;电源模块根据系统功耗需求,设计出低功耗电能转换电路以实现节能型供电。最后,设计完成了通信系统实验,并在实验室条件下进行了室内模拟实验和耐温测试实验。经实验测试,系统各功能模块均工作正常,能完成基于主从式通信的多节点设备间的数据传输,初步达到了系统任务要求,为后期系统功能完善提供了依据。