[發(fā)明專利]基于TDC-GP2的油田石油流量測(cè)量系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210240847.8
• 申請(qǐng)日: 2012-07-12
• 公開（公告）號(hào): CN103542900A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賀昶明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都科盛石油科技有限公司
• 主分類號(hào): G01F1/66
• 分類號(hào): G01F1/66
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油監(jiān)測(cè)，具體是指基于TDC-GP2的油田石油流量測(cè)量系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)石油的需求量越來越大，因此我國(guó)許多油田紛紛采用多種辦法來提高油氣產(chǎn)量。例如：各大油田都成立了自己的研究機(jī)構(gòu)，充分利用油田自身的人才和資金的優(yōu)勢(shì)，研制油田鉆井、測(cè)井所急需的儀器。許多油田特別是東部和東北地區(qū)的開采時(shí)間較長(zhǎng)的油田，對(duì)油井進(jìn)行二次開采，以提高油氣產(chǎn)量等等。而對(duì)于油井的二次開采，往井下注水是現(xiàn)在應(yīng)用廣泛，且效率較高的一種方法。現(xiàn)在油田對(duì)注水技術(shù)的要求越來越高，近幾年又提出井下分層注水。對(duì)井下分層注水參數(shù)的監(jiān)測(cè)，越來越引起油田相關(guān)部門的重視。因此現(xiàn)在急需井下分層注水參數(shù)監(jiān)測(cè)的儀器，基于這種現(xiàn)狀，本文設(shè)計(jì)了一套檢測(cè)流量、溫度的電路。

　　設(shè)計(jì)思想的提出：目前油田上使用的流量計(jì)都是存儲(chǔ)式的，其種類很多，包括浮子流量計(jì)、電磁流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、超生波流量計(jì)等。由于設(shè)計(jì)的原理和機(jī)械結(jié)構(gòu)的不同，這些流量計(jì)都有自身的一些缺點(diǎn)，且其精度不是很高，相比較而言，超聲波流量計(jì)有比較顯著的優(yōu)點(diǎn)，它有較高的測(cè)量精度，一般在2%~5%之間，而其他流量計(jì)的精度一般都在5%之上，并且機(jī)械結(jié)構(gòu)的損壞率也比超聲波流量計(jì)要高很多。另外，現(xiàn)在集成芯片的應(yīng)用越來越廣泛，可以說已經(jīng)滲透到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。隨著材料工業(yè)和集成電路的發(fā)展，單片機(jī)的性價(jià)比越來越高，選擇MSP430F2274作為流量數(shù)據(jù)的處理芯片可以說既經(jīng)濟(jì)又實(shí)惠。2274的處理速度和數(shù)據(jù)處理格式完全滿足參數(shù)測(cè)量的技術(shù)要求。設(shè)計(jì)所選擇的GP2是超聲波原理流量計(jì)專用的測(cè)量芯片，芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)就是基于超聲波時(shí)差法測(cè)量流量的原理設(shè)計(jì)的，此芯片有極高的測(cè)量精度，從而可以保證最終測(cè)量數(shù)據(jù)的精度。把這兩種芯片應(yīng)用到一個(gè)電路，加上少量的外圍電路，就可以實(shí)現(xiàn)流量的監(jiān)測(cè)功能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供具有良好的測(cè)量效果，較高測(cè)量精度和穩(wěn)定性，基于TDC-GP2的油田石油流量測(cè)量系統(tǒng)。

本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方案如下：基于TDC-GP2的油田石油流量測(cè)量系統(tǒng)，主要由電源電路、以及與電源電路連接的、時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)化芯片、單片機(jī)、存儲(chǔ)器、信號(hào)處理電路、模擬開關(guān)電路構(gòu)成，所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)化芯片、單片機(jī)、信號(hào)處理電路、模擬開關(guān)電路均通過總線互連；所述模擬開關(guān)電路還連接有超聲波傳感器1和超聲波傳感器2。

所述總線還連接有數(shù)據(jù)回放電路，所述數(shù)據(jù)回放電路通過總線與單片機(jī)連接，所述數(shù)據(jù)回放電路包括MAX3232芯片，所述MAX3232芯片還設(shè)連接有RS232接口。

所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)化芯片還連接有溫度傳感器。

所述單片機(jī)采用型號(hào)為MSP430F2274的單片機(jī)。

所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)化芯片的型號(hào)為TDC-GP2的時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)化芯片。

MSP430F2274是TI公司2006年推出的一款高性能低功耗、性價(jià)較高的16位單片機(jī)芯片，MSP430F2274繼承了TI單片機(jī)的傳統(tǒng)特點(diǎn)：超低功耗、體積更小、性能更好、更易使用。將MSP430F2274內(nèi)部的16位精簡(jiǎn)指令集CPU通過馮o諾依曼結(jié)構(gòu)的地址總線和數(shù)據(jù)總線，連接到外圍設(shè)備和可編程時(shí)鐘系統(tǒng)，另外，由于有一個(gè)先進(jìn)的CPU配合具有標(biāo)準(zhǔn)組件存儲(chǔ)印象的模擬和數(shù)字的外圍設(shè)備，使得MSP430?可以用于處理混合信號(hào)。具有眾多的內(nèi)部資源，從而可為系統(tǒng)的構(gòu)造提供很大的便利。TDC-GP2是德國(guó)ACAM公司即TDC-GP1后推出的又一款新的時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)化芯片，它的高精度和小型封裝使其成為低成本工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域設(shè)計(jì)的理想器件，TDC-GP2具有高速脈沖發(fā)生器，停止信號(hào)使能，溫度測(cè)量和時(shí)鐘控制等功能，這些特殊功能模塊使得它尤其適合于超聲波流量和熱量測(cè)量方面的應(yīng)用。它有兩個(gè)測(cè)量范圍，可以使時(shí)間的測(cè)量精度達(dá)到ps級(jí)。為了分別描述TDC-GP2簡(jiǎn)稱為GP2，MSP430F2274簡(jiǎn)稱為2274。