【正文】 標(biāo)度變換公式為： （41）表示測量參數(shù)物理量值，表示參數(shù)量程最大值，表示參數(shù)量程最小值；表示對應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換后的裸數(shù)據(jù)；表示量程起點(diǎn)對應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換后的裸數(shù)據(jù)；表示測量值對應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換后的裸數(shù)據(jù)。軟件數(shù)據(jù)采集功能的實(shí)現(xiàn)如圖410所示：圖410 軟件數(shù)據(jù)采集功能實(shí)現(xiàn)流程MODBUS協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通用語言，通過此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)（例如以太網(wǎng)）和其它設(shè)備之間可以通信。現(xiàn)場工作人員可以根據(jù)實(shí)時(shí)趨勢曲線及時(shí)的了解各被測參數(shù)的當(dāng)前狀態(tài)，并根據(jù)曲線的走勢分析參數(shù)之后的變化趨勢。SQL Server 2008 中包括一系列管理和開發(fā)工具，這些工具可改進(jìn)在多個(gè)站點(diǎn)上安裝、部署、管理和使用 SQL Server 的過程。SQL Server 2008是一個(gè)重大的產(chǎn)品版本，它是至今為止最強(qiáng)大和最全面的SQL Server版本。 封裝性（易學(xué)易用）。 內(nèi)置看門狗 數(shù)據(jù)采集總體框架 數(shù)據(jù)采集與通信通過分布式數(shù)據(jù)采集、RS 485串口通信方式以及RS485轉(zhuǎn)換RS232模塊最終實(shí)現(xiàn)將各個(gè)傳感器輸出的標(biāo)準(zhǔn)420mA信號傳輸入工控機(jī)中。RS485轉(zhuǎn)RS232模塊但是一般的計(jì)算機(jī)上的通訊接口電路只有RS232接口，所以為了建起數(shù)據(jù)采集端口和工控機(jī)的數(shù)據(jù)通信的橋梁，就需要將RS485標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換為RS232標(biāo)準(zhǔn)。 判斷A/D轉(zhuǎn)換是否結(jié)束，若轉(zhuǎn)換完畢，程序轉(zhuǎn)入7 若轉(zhuǎn)換仍在進(jìn)行，程序返回5PCI8735板可按下圖連接成模擬電壓雙端輸入方式，可以有效抑制共模干擾信號，提高采集精度。、0～10V轉(zhuǎn)換精度：13位(Bit)，第13位為符號位采樣速率：最高系統(tǒng)通過率500KHz，不提供精確的硬件分頻功能說明：各通道實(shí)際采樣速率 = 采樣速率 / 采樣通道數(shù)模擬輸入通道總數(shù)：32路單端，16路雙端采樣通道數(shù)：軟件可選擇，通過設(shè)置首通道(FirstChannel)和末通道(LastChannel)來實(shí)現(xiàn)的說明：采樣通道數(shù) = LastChannel – FirstChannel + 1通道切換方式：首末通道順序切換AD轉(zhuǎn)換時(shí)間：程控放大器類型：AD8251(兼容AD8250)程控增益：8倍(AD8251)或10倍(AD8250)模擬輸入阻抗：20MΩ非線性誤差：177。如圖35所示：圖35 鉆井液電導(dǎo)率傳感器安裝 現(xiàn)場傳感器安裝位置示意圖圖314 現(xiàn)場傳感器安裝示意圖 數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)通信的實(shí)現(xiàn) 數(shù)據(jù)采集模塊選型依據(jù)數(shù)據(jù)采集模塊的選擇對數(shù)據(jù)采集和轉(zhuǎn)換的精確性有很大影響，選用數(shù)據(jù)采集模塊時(shí)應(yīng)要考慮的因素有以下四點(diǎn):通道數(shù)：指的是輸入通道數(shù)量。 傳感器選型本系統(tǒng)采用北京科思佳公司生產(chǎn)的k2425911型電導(dǎo)率傳感器。給初級線圈提供一個(gè)20kHz的交變電流驅(qū)動信號，在其周圍產(chǎn)生一個(gè)交變電磁場，在次級線圈中感應(yīng)出電流。=熱電阻式溫度傳感器傳感器技術(shù)指標(biāo) 但對于直管型流量計(jì)，水平安裝時(shí)應(yīng)該要避免將其安裝到最高點(diǎn)上，以避免氣團(tuán)存積己連接傳感器和工藝管道內(nèi)，并且安裝一定要做到無應(yīng)力安裝，特別對某些直管型側(cè)量管的流量傳感器更應(yīng)該注意。%FS F——阻流件（靶）所受的作用力（kg）。測量原理電容式靶式流量計(jì)主要由測量管（外殼）、新型電容、力傳感器、阻流件、積算顯示和輸出部分組成。 模擬輸出：4～20mA 測量范圍：0～3m、0～6m、0～10m變送器將超聲波在發(fā)射與接收過程中所產(chǎn)生的信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電流信號。 精度：已知兩壓力感應(yīng)元件間的壓差D。影響傳感器穩(wěn)定性的因素除了傳感器本身結(jié)構(gòu)以外，更主要的是傳感器的使用環(huán)境。圖31 硬件系統(tǒng)總體框架圖 傳感器選型及安裝 傳感器選型依據(jù)根據(jù)鉆井液池的監(jiān)測需求確定相應(yīng)的監(jiān)測參數(shù)后，如何根據(jù)監(jiān)測參數(shù)具體的測量精度、測量方法以及測量環(huán)境合理地選用合適的傳感器，是對監(jiān)測參數(shù)進(jìn)行測量時(shí)首先要解決的問題。如果地層壓力高于鉆井液液柱壓力，且相差過大，油氣水侵會迅速發(fā)生，出現(xiàn)井涌現(xiàn)象。對鉆井液鹽侵進(jìn)行監(jiān)測和預(yù)報(bào)所依據(jù)的主要參數(shù)是鉆井液電導(dǎo)率。井涌在地層壓力的作用下，鉆井液和地層內(nèi)的流體涌出井口的現(xiàn)象稱之為井涌。 鉆井液對石油鉆井的影響為了防止和盡量減少油氣層的損失，保護(hù)油氣藏，鉆井液與鉆遇的油氣必須相配伍，也就是根據(jù)地層測試和鉆井的要求配制出優(yōu)質(zhì)的鉆井液。 鉆井液電導(dǎo)率鉆井液電導(dǎo)率的變化可以表征鉆井液黏土顆粒表面電位的變化、鉆井液濾液化學(xué)需氧量COD值的變化和鉆井液濾液礦化度的變化。因?yàn)殂@井液具有質(zhì)量，必然通過鉆井液對井底產(chǎn)生壓力。在使用渦輪鉆具鉆進(jìn)時(shí)，鉆井液由鉆桿內(nèi)較高流速經(jīng)渦輪葉片，使渦輪旋轉(zhuǎn)并帶動鉆頭破巖碎石。如果鉆井液的重量太大，可能會使巖石破裂，鉆井液也會因此而流失入地下。鉆井液停止流動后，就會形成一種粘稠的凝膠體，這種凝膠體可使巖石鉆屑懸浮在其中，從而防止它們沉入鉆孔底部。到達(dá)地面后，經(jīng)地面，低壓管匯流入鉆井液池，再經(jīng)各種固控設(shè)備進(jìn)行處理后返回上水池，最后進(jìn)入鉆井泵循環(huán)再用。軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)采用力控Forcecontrol 。英國Rigserv公司（該公司是世界上第一個(gè)使用觸摸屏的石油儀器公司）研制的觸摸屏自動鉆井系統(tǒng)，此系統(tǒng)可以測量幾乎所有與鉆井作業(yè)過程中有關(guān)的參數(shù)，采用非接觸式傳感器，系統(tǒng)的硬件緊湊、密封性好。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國內(nèi)研究現(xiàn)狀在鉆井、完井工程中，監(jiān)測各項(xiàng)參數(shù)以及參數(shù)報(bào)警是最重要的步驟之一。研究意義鉆井液參數(shù)包括鉆井液的出入口溫度、出入口電導(dǎo)率、出入口密度、流量、鉆井液體積等。同時(shí)，致力于鉆井液參數(shù)儀表和鉆井液參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)的研究、開發(fā)、生產(chǎn)的專業(yè)公司很多，其中包括美國的馬?。∕/D TOTCO）公司、加拿大Datalog公司和英國的瑞設(shè)（Rigserv）公司等在該領(lǐng)域的研究中處于國際領(lǐng)先水平。硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1）傳感器的選型 在石油鉆井過程中的現(xiàn)場環(huán)境十分惡劣，條件復(fù)雜，因而在傳感器的選型上必須充分考慮到現(xiàn)場的工作條件，包括場地的酸堿性、腐蝕性、溫度、濕度等，同時(shí)還要考慮傳感器安裝位置，傳感器的成本、靈敏度、測量精度等。 什么是鉆井液鉆井液就是在鉆井工作過程中的其多種功能滿足鉆井工作需要的各種循環(huán)流體總稱。鉆探停止時(shí)，懸浮在鉆井液中的鉆屑就會沉入鉆孔的底部，將鉆孔堵塞。實(shí)際上，這類井噴的發(fā)生，也并不值得慶祝，因?yàn)殂@探的目標(biāo)是以控制流量的方式來開采石油。傳遞水動力 鉆井液在鉆頭噴嘴處以極高的流速沖擊井底，從而提高了鉆井速度和破巖效率。鉆井液密度的大小決定著鉆井液質(zhì)量的大小，也決定著鉆井液液柱壓力的大小。從而增加了動力消耗，加重了鉆頭研磨新地層的負(fù)擔(dān)，致使鉆速降低?？梢员O(jiān)測出是否有泥漿漏失和地層流體進(jìn)入，為及時(shí)預(yù)報(bào)井漏、井涌、井噴提供必不可少的安全資料。人工監(jiān)測井漏，由于不易掌握鉆井液總量的變化和不能連續(xù)計(jì)量，不易發(fā)現(xiàn)滲漏和忽視小漏，也常常因?yàn)樗枷肼楸曰蛎搷彶荒芗皶r(shí)發(fā)現(xiàn)突發(fā)性的大漏失，而造成復(fù)雜情況甚至錯過控制時(shí)機(jī)。鹽侵鹽侵是在鉆遇含鹽膏地層時(shí)，由于鹽類的水溶性，遇到水基鉆井液時(shí)溶解在鉆井液中對鉆井液造成污染，導(dǎo)致鉆井液性能的改變。在發(fā)生油氣水侵前會出現(xiàn)快鉆時(shí)、蹩跳鉆、放空現(xiàn)象的發(fā)生，這時(shí)就應(yīng)予以重視。利用傳感器將現(xiàn)場需要監(jiān)測的參數(shù)信號轉(zhuǎn)換成電信號輸出；數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)。因此，要求傳感器本身就具有較高的信噪比，以便盡量減少從外界引入的干擾信號。 鉆井液密度傳感器鉆井液密度反映了鉆井液中的固相物資含量，可以監(jiān)測地層流體進(jìn)入，及時(shí)預(yù)測井涌、井漏，計(jì)算地層壓力等提供實(shí)時(shí)參數(shù)，為調(diào)整鉆井液性能提供方案。XMD型密度傳感器采用差壓式密度傳感器的原理，能根據(jù)介質(zhì)在一定垂直距離上的差壓值計(jì)算出密度值，并自動進(jìn)行溫度補(bǔ)償,精度高,可靠性好,安裝使用簡單。 測量原理超聲波鉆井液體積傳感器是根據(jù)超聲波測距原理進(jìn)行液面位置檢測的。安裝、維護(hù)、標(biāo)定簡單。 壓力：4個(gè)大氣壓以下然后將特制的金屬架固定在鉆井液罐開口處，并調(diào)整探頭和固定桿臂長、方向、高度，使探頭的發(fā)射面與罐面保持300mm的垂直高度。適用于各種氣體、液體及蒸汽等介質(zhì)的測量，如圖 工況溫度：196～+500℃ 防護(hù)等級：IP65 IP67 安裝位置 在正常的條件下，電容式靶式流量計(jì)像閥門那樣螺栓固定在管道上的。當(dāng)被測介質(zhì)中有溫度發(fā)生變化時(shí)，所測得的溫度是感溫元件所在范圍內(nèi)介質(zhì)中的平均溫度