【正文】 系統(tǒng)的硬件設(shè)計。在考慮到以上問題之后才能確定選用何種哪種類型的傳感器，再然后就是考慮傳感器的具體性能指標(biāo)和參數(shù)。精度　　精度是傳感器非常重要的一個性能指標(biāo)，它關(guān)系到整個監(jiān)測系統(tǒng)的測量精度。傳感器選型 本系統(tǒng)采用成都新明程電子公司的XMC型密度傳感器。 儀表電源：24VDC 響應(yīng)時間短可以方便的實現(xiàn)無滯后的實時測量。 測量精度：～％ 防護(hù)等級：IP65V2/2式中：F ——阻流件所受的作用力（kg）這種靶式流量傳感器在錄井過程中主要用于測量鉆井液出口流量的相對變化，其精度較低。傳感器技術(shù)指標(biāo) 殼　體：碳鋼；不銹鋼(或按用戶要求提供)(襯氟)測量原理 工業(yè)用熱電阻分鉑熱電阻和銅熱電阻兩大類。 規(guī)范：DIN EN 60751（符合IEC751） 設(shè)想有一根導(dǎo)線通過兩磁環(huán)而閉合，那么初級線圈中磁通的變化會在該閉合導(dǎo)線中感應(yīng)出電流，而該電流又會在次級線圈中感應(yīng)出電信號，而且次級線圈中感應(yīng)電勢的大小，取決于閉合導(dǎo)線中電流值。對液體在線檢測時，可將被檢測液體的電導(dǎo)率自動補償?shù)綐?biāo)準(zhǔn)為25℃時的電導(dǎo)率值。而最高采樣頻率則指采集設(shè)備所允許最小時間間隔的倒數(shù)，根據(jù)采樣定理得，選用數(shù)據(jù)采集設(shè)備時，其最高采樣頻率必須大于被測信號最高頻率的2倍。此種方式主要應(yīng)用在干擾不大，通道數(shù)相對較多的場合。 圖332 AD雙端輸入連接方式 數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計流程 數(shù)據(jù)通信通信方式RS23RS422和RS485都是串行數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)，它們最初都是由電子工業(yè)協(xié)會（EIA）制訂并發(fā)布的。 輸入：RS232標(biāo)準(zhǔn)目前我國錄井錄取工程資料技術(shù)還比較落后，原因之一就是缺乏一套適于井場使用的行之有效的實時監(jiān)測軟件系統(tǒng)。 通用性。SQL Server 2008可以對整個數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)文件和日志文件進(jìn)行加密，而不需改動應(yīng)用程序；而且它使用戶可以審查自己對數(shù)據(jù)的操作，從而提高了遵從性和安全性。 功能模塊介紹 系統(tǒng)安全模塊在很多情況下，用戶工程應(yīng)用中的組態(tài)數(shù)據(jù)和運行數(shù)據(jù)都涉及到安全性問題。它記錄了歷史時間內(nèi)各參數(shù)值的變化情況，若發(fā)生了井漏、溢流事故，工作人員可以通過歷史趨勢曲線查找出事故發(fā)生的時間及原由。RS485/MODBUS是現(xiàn)在流行的一種布網(wǎng)方式，具有實施簡單、方便等特點，現(xiàn)已廣泛用于石油行業(yè)。在系統(tǒng)運行的過程中，如果被監(jiān)測的參數(shù)中有一個或多個參數(shù)超出了設(shè)置安全范圍，系統(tǒng)就會啟動報警功能，提示工作人員注意該參數(shù)的變化，并采取相應(yīng)的應(yīng)對措施。裸數(shù)據(jù)通過MODBUS協(xié)議和RS485串口通訊方式傳輸?shù)缴衔粰C(jī)中。因此，本設(shè)計引入了軟件數(shù)據(jù)采集模塊，對轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)字量進(jìn)行相應(yīng)的處理。系統(tǒng)運行時，現(xiàn)場工作人員可以在監(jiān)測界面上實時觀察相應(yīng)鉆井工序中所要監(jiān)測的參數(shù)，（這里必須指出，本軟件只用于模擬監(jiān)測鉆井過程，并沒有對是哪種鉆井工序做出相應(yīng)的判斷，而是利用鼠標(biāo)選擇相應(yīng)的鉆井工序），從而及時了解鉆井過程中的井下情況。提供了一個全面的平臺，可以在用戶需要的時候發(fā)送觀察和信息。按照ANSI(美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會)的規(guī)定，SQL被作為關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)語言，它可以用來執(zhí)行各種各樣的操作，例如更新數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)庫中提取數(shù)據(jù)等。工業(yè)組態(tài)軟件主要具有以下幾個特點： 延續(xù)性和可擴(kuò)充性。 電源：+10～+30VDC 圖316 DAM3210模塊 規(guī)格RS232RS422RS485節(jié)點數(shù)1發(fā)1收1發(fā)10收1發(fā)32收工作方式單端差分差分傳輸速率20kb/s 10Mb/s 10Mb/s 傳輸電纜50英尺400英尺400英尺輸出電壓+/25V~+6V7V~+12V表33 串行數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)比較從上表可以看出，與RS232和RS422比較，由于RS485更能適于多點相互連接和遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)的傳輸，它所具有的數(shù)據(jù)傳輸速率、噪聲抑制能力、電纜長度及可靠穩(wěn)定性是其他兩種標(biāo)準(zhǔn)無法比擬的，明顯更適合聯(lián)網(wǎng)所構(gòu)成分布式系統(tǒng)。 啟動采樣保持器保持單、雙端方式的實現(xiàn)由軟件設(shè)置，請參考PCI8735軟件說明書。10V、177。圖36 電導(dǎo)率傳感器 傳感器技術(shù)指標(biāo) 輸入電壓： DC24V 輸出電流： 4～20mA 輸出接線方式：二線制；三線制線性精度： 177。如果把初級線圈置于鉆井液中，則鉆井液就起了閉合導(dǎo)線的作用。 安裝位置 圖39 超聲波液位傳感器安裝位置 鉆井液電導(dǎo)率傳感器監(jiān)測鉆井液電導(dǎo)率的變化，根據(jù)變化趨勢監(jiān)測是否有地層流體進(jìn)入，判斷侵入鉆井液中地層流體的性質(zhì)。 響應(yīng)時間：水傳感器選型 本系統(tǒng)選擇上海坦?jié)娗餇栯娖骺萍脊镜腤ZP鎧裝式PT100熱電阻溫度傳感器，此傳感器可對200~600℃溫度范圍內(nèi)的氣體、液體介質(zhì)和固體表面進(jìn)行自動檢測，并且可直接用銅導(dǎo)線和二次儀表相連接使用，由于它具有良好的電輸出特性，可為顯示儀、記錄儀、調(diào)節(jié)器、 掃描器、數(shù)據(jù)記錄儀以及電腦提供精確的輸入值。為了保證使用流量傳感器時里面不會存積氣體或者液體殘值，對于彎管型流量計，側(cè)量氣體時，彎管應(yīng)朝上，側(cè)量液體，彎管應(yīng)朝下。 精　度：177。 v ——介質(zhì)在測量管中的平均流速(m/s)阻流件(靶)接受的作用力F，經(jīng)剛性連接的傳遞件（測桿）傳至電容力傳感器，電容力傳感器產(chǎn)生電壓信號輸出：V=KF式中：V——電容力傳感器輸出的電壓（mV）， 探頭信號線與入口接線盒相連接。 顯示：自帶LCD顯示液位高度或空間距離具有安全、清潔、精度高、壽命長、穩(wěn)定可靠、安裝維護(hù)方便、讀數(shù)簡捷等特點。傳感器由超聲波發(fā)射、接收裝置和變送器組成。 傳感器技術(shù)指標(biāo)測量原理 壓差式鉆井液密度傳感器是由兩個壓力感應(yīng)元件和一個電容感應(yīng)元件組成，見右圖正常工作時，密度傳感器垂直安裝在鉆井液中，兩個壓力感應(yīng)元件在鉆井液中的深度是不同的。線性范圍傳感器的線性范圍就是指輸出與輸入成正比的區(qū)間，但是任何傳感器都不能保證它絕對的線性度，所以當(dāng)要求測量的精度比較低時，在一定范圍內(nèi)，可將非線性誤差比較小的傳感器近似看作是線性的，這樣就可以為測量帶來更多的方便。主要包括多路選擇開關(guān)、放大濾波、A/D轉(zhuǎn)換電路等，并能完成多路數(shù)據(jù)的采集、放大和數(shù)模轉(zhuǎn)換；信號傳輸環(huán)節(jié)。一旦油氣水侵發(fā)生，綜合錄井參數(shù)會有一系列的變化顯示，大鉤負(fù)荷增大、鉆井液密度減小、粘度增大、氣測烴類異常。同時，含鹽膏地層在受到鉆井液浸泡時會發(fā)生膨脹，已鉆開的鹽膏層在上覆地層壓力的作用下會發(fā)生塑性流動，造成井眼縮徑，可能導(dǎo)致鉆具阻卡乃至卡鉆事故的發(fā)生。綜合錄井儀實時監(jiān)測與井漏有關(guān)的各項參數(shù)的變化，并連續(xù)準(zhǔn)確計量鉆井液體積，可直接反映參數(shù)的趨勢性變化，又快又準(zhǔn)地判斷井漏的發(fā)生；在掌握區(qū)域和鄰井資料的情況下，抓住漏前預(yù)兆，可更準(zhǔn)確預(yù)報井漏。 鉆井液流量在鉆井液循環(huán)過程中，鉆井液出口流量變化，與出口流量對比，可以監(jiān)測是否有泥漿漏失和地層流體進(jìn)入，及時預(yù)報井漏、井涌、井噴提供有利依據(jù)。而且密度過大易壓漏地層，破壞油氣滲透率，甚至還會把油氣壓死，增大了發(fā)現(xiàn)油氣藏的困難。密度大、質(zhì)量就大，液柱壓力就大，反之就小。高壓噴射鉆井正是利用了這一原理。泥漿被設(shè)計為可以抵消巖層中流體的自然壓力，從而防止發(fā)生此類事故。鉆井液被設(shè)計為具有一種非常有趣的特性，而該特性可以解決這一問題。鉆井液的循環(huán)是通過鉆井泵來維持的，從鉆井泵排出的高壓鉆井液，經(jīng)過地面高壓管、立管、水龍帶、水龍頭、方鉆桿、鉆桿、鉆鋌到達(dá)鉆頭，從鉆頭水眼上的噴嘴噴出，從清洗井底、攜帶鉆屑。 2）數(shù)據(jù)采集接口模塊的設(shè)計 儀器數(shù)據(jù)采集接口處于傳感器和傳感器數(shù)據(jù)采集計算機(jī)之間。例如，加拿大Datalog公司研制的鉆井液監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有以下特點：可以測量并顯示200多個鉆井參數(shù)，以Windows95/98或windows NT作為操作平臺，采用客戶端/服務(wù)器技術(shù)，通過Internet或Modem進(jìn)行遠(yuǎn)程實時和歷史監(jiān)控，采用觸摸屏，可自制美觀實用的用戶界面，所有鉆井參數(shù)數(shù)據(jù)均可存儲在光盤中，系統(tǒng)易安裝、易擴(kuò)展、可靠性高、穩(wěn)定性強保證了鉆井、完井過程中的安全，減少了工作量，提高了工作效率。鉆井液參數(shù)的變化通常能直接反映井下地層流體的活躍情況以及井筒壓力與地層壓力的平衡情況，重視鉆井液參數(shù)異常的預(yù)報，可以避免井噴、井漏、溢流等重大事故的發(fā)生