專利名稱：用于泥漿參數測試儀的信號采集電路及其信號采集方法
技術領域：
本發明涉及一種用于泥漿參數測試儀的信號采集電路及其信號采集方法。
背景技術：
鉆井液是指油氣鉆井過程中以其多種功能滿足鉆井工作需要的各種循環流體的總稱。鉆井液又稱鉆井泥漿或簡稱為泥漿(Muds)，本文將鉆井液簡稱為泥漿。泥漿在鉆井過程中具有攜帶和懸浮巖屑、穩定井壁和平衡地層壓力、冷卻和潤滑鉆頭、鉆具和傳遞水動力等作用。在石油勘探和油田開發的各項任務中，鉆井起著十分重要的作用。在鉆井過程中，井底巖石被破碎后所產生的巖屑通過循環泥漿被攜帶到地面上來，這一過程稱為洗井。洗井作為鉆井過程中的重要環節是通過循環泥漿來實現，故有人把泥漿比喻為鉆井工程的血液。泥漿工藝技術已成為現代油氣鉆井工程的重要組成部分。國內外大量研究資料表明泥漿在鉆井過程中具有攜帶和懸浮巖屑、穩定井壁和平衡地層壓力、冷卻和潤滑鉆頭、鉆具和傳遞水動力等直接關系到鉆井成本，甚至影響到鉆井成敗的重要作用。鉆井實踐也證明，泥漿性能的好壞，使用、維護和處理措施是否妥當，直接影響井壁的穩定性，而井壁的穩定性關系到地質資料的錄取、鉆井速度、質量及成本，所以，人們常把泥漿比喻為鉆井工程的血液。因此，對泥漿性能參數進行實時的監測就顯得很重要。在石油勘探和油田開發的各項任務中，鉆井起著十分重要的作用。在鉆井過程中，井底巖石被破碎后所產生的巖屑通過循環泥漿被攜帶到地面上來，這一過程稱為洗井。洗井作為鉆井過程中的重要環節是通過循環泥漿來實現，故有人把泥漿比喻為鉆井工程的血液。如今泥漿工藝技術已成為油氣鉆井工程的重要組成部分。鉆井實踐表明，泥漿性能的好壞，使用、維護措施是否妥當直接影響井壁的穩定性，而井壁的穩定性關系到地質資料的錄取、鉆井速度、質量及成本，所以，人們常把泥漿比喻為鉆井工程的血液。近40年來，國內外大量室內和工業現場試驗研究證明，在一般情況下，固相含量增加會導致泥漿的密度、粘度、切力、泥餅厚度以及含砂量的增加，失水量的下降。而這些性能的變化將會明顯降低鉆速、增加鉆頭用量、甚至有可能增加井漏、氣侵、卡鉆等情況，使得鉆井成本大幅度上升。泥漿是指油氣鉆井過程中以其多種功能滿足鉆井工作需要的各種循環流體的總稱。泥漿的循環是通過泥漿泵來維持的。從泥漿泵排出的高壓泥漿經過地面高壓管匯、立管、水龍帶、水龍頭、方鉆桿、鉆桿、鉆鋌到鉆頭，從鉆頭噴嘴噴出，以清洗井底并攜帶巖屑。然后再沿鉆柱與井壁(或套管)形成的環形空間向上流動，在到達地面后經排出管線流入泥漿池，再經各種固相控制設備進行處理后返回上水池，最后進人泥漿泵循環再用。泥漿流經的各種管件、設備構成了一整套泥漿循環系統。泥漿是指油氣鉆井過程中以其多種功能滿足鉆井工作需要的各種循環流體的總稱。泥漿的循環是通過泥漿泵來維持的。從泥漿泵排出的高壓泥漿經過地面高壓管匯、立管、水龍帶、水龍頭、方鉆桿、鉆桿、鉆鋌到鉆頭，從鉆頭噴嘴噴出，以清洗井底并攜帶巖屑。然后再沿鉆柱與井壁(或套管)形成的環形空間向上流動，在到達地面后經排出管線流入泥漿池，再經各種固相控制設備進行處理后返回上水池，最后進人泥漿泵循環再用。泥漿流經的各種管件、泥漿工藝技術是現代油氣鉆井工程的重要組成部分。泥漿在鉆井過程中有攜帶和懸浮巖屑、穩定井壁和平衡地層壓力、冷卻和潤滑鉆頭及鉆具、傳遞水動力等幾方面的作用。鉆井實踐證明，泥漿性能的好壞，使用、維護和處理是否得當，直接關系到鉆井的機械鉆速、鉆頭壽命、井下問題、地面設備磨損、泥漿費用以及整個鉆井綜合成本，甚至關系到鉆井的成敗。因此，很有必要對泥漿性能參數進行實時的測量、反饋，以便及時發現問題。隨著鉆井新工藝、新技術的發展，鉆井工程對泥漿性能的要求越來越高，同時也對石油鉆井振動篩提出了更高的要求。目前傳統石油鉆井振動篩技術已越來越不能滿足現代鉆井技術發展的更高要求。一方面單一振動的分離模式，即使增大總體尺寸，也不滿足現代鉆井工程對泥漿處理量的要求；另一方面傳統振動篩的開放式分離方式不方便配備巖屑后處理裝置，巖屑露天排放，環保效果不好；另外傳統振動篩性能單一，振動篩的篩分操作環節和整個鉆井循環系統完全獨立，沒有任何反饋和智能環節，錯過了及時掌握鉆井工況的最佳時機。傳統的硬件儀器，無論是在實驗室、生產車間或者戶外對測試對象進行測試時，通常除了傳感器和信號調理電路之外還需要多種、多臺測試儀器。對于復雜的測試系統，還需要FFT分析儀以及個人計算機及其外設等，這使得測試系統的價格非常昂貴，體積龐大、操作復雜、攜帶不便，而且測試效率也比較低。在泥漿參數測試儀的硬件系統中，信號采集電路是最為關鍵的部分，其用于完成泥漿參數信號的采集。

發明內容
本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點和不足，提供一種用于泥漿參數測試儀的信號采集電路，該信號采集電路適用于泥漿參數測試儀，通過合理的設計，從而能完成由信號調理電路傳輸來的參數信號的采集任務。本發明的另一目的是提供了 一種基于上述信號采集電路的信號采集方法。本發明的目的通過下述技術方案實現:用于泥漿參數測試儀的信號采集電路，主要由依次相連的接口箱、多路開關、采樣保持器、A/D轉換器和接口電路構成。所述接口箱與測試儀的信號調理電路相連。所述接口電路與計算機相連。基于上述信號采集電路的信號采集方法，包括以下步驟:(a)首先，接口箱將泥漿密度、粘度、流量和巖屑等泥漿參數信號分別或同時送入多路開關；(b)然后，多路開關將各路泥漿參數信號輪流切換到采樣保持模塊，接口箱和多路開關實現泥漿密度、粘度、流量和巖屑等泥漿參數信號的實時采集；(c)接著，采樣保持器在時鐘信號的作用下，鎖存某一瞬時泥漿密度、粘度、流量或巖屑等泥漿參數信號的電壓值并保持信號幅值不變直到下一個時鐘信號，其主要用于多通道采集時各通道保持同步或相位差比較小；(d)A/D轉換器將輸入的泥漿密度、粘度、流量或巖屑等泥漿參數的模擬信號轉化為數字信號輸出，并完成相應泥漿參數信號幅值的量化和編碼；(e)最后，接口電路將完成量化和編碼的數字信號送到計算機進行運算分析。綜上所述，本發明的有益效果是:適用于泥漿參數測試儀，通過合理的設計，從而能完成由信號調理電路傳輸來的參數信號的采集任務。


圖1為本發明的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合實施例，對本發明作進一步的詳細說明，但本發明的實施方式不僅限于此。實施例:如圖1所示，本發明涉及的用于泥漿參數測試儀的信號采集電路，主要由依次相連的接口箱、多路開關、采樣保持器、A/D轉換器和接口電路構成。所述接口箱與測試儀的信號調理電路相連。所述接口電路與計算機相連?；谏鲜鲂盘柌杉娐返男盘柌杉椒?，包括以下步驟:(a)首先，接口箱將泥漿密度、粘度、流量和巖屑等泥漿參數信號分別或同時送入多路開關；(b)然后，多路開關將各路泥漿參數信號輪流切換到采樣保持模塊，接口箱和多路開關實現泥漿密度、粘度、流量和巖屑等泥漿參數信號的實時采集；(c)接著，采樣保持器在時鐘信號的作用下，鎖存某一瞬時泥漿密度、粘度、流量或巖屑等泥漿參數信號的電壓值并保持信號幅值不變直到下一個時鐘信號，其主要用于多通道采集時各通道保持同步或相位差比較小；(d)A/D轉換器將輸入的泥漿密度、粘度、流量或巖屑等泥漿參數的模擬信號轉化為數字信號輸出，并完成相應泥漿參數信號幅值的量化和編碼；(e)最后，接口電路將完成量化和編碼的數字信號送到計算機進行運算分析。以上所述，僅是本發明的較佳實施例，并非對本發明做任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質，對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.用于泥漿參數測試儀的信號采集電路，其特征在于，主要由依次相連的接口箱、多路開關、采樣保持器、A/D轉換器和接口電路構成。
2.根據權利要求1所述的用于泥漿參數測試儀的信號采集電路，其特征在于，所述接口箱與測試儀的信號調理電路相連。
3.根據權利要求1所述的用于泥漿參數測試儀的信號采集電路，其特征在于，所述接口電路與計算機相連。
4.基于上述信號采集電路的信號采集方法，其特征在于，包括以下步驟: (a)首先，接口箱將泥漿密度、粘度、流量和巖屑等泥漿參數信號分別或同時送入多路開關; (b)然后，多路開關將各路泥漿參數信號輪流切換到采樣保持模塊，接口箱和多路開關實現泥漿密度、粘度、流量和巖屑等泥漿參數信號的實時采集； (c)接著，采樣保持器在時鐘信號的作用下，鎖存某一瞬時泥漿密度、粘度、流量或巖屑等泥漿參數信號的電壓值并保持信號幅值不變直到下一個時鐘信號，其主要用于多通道采集時各通道保持同步或相位差比較??； (d)A/D轉換器將輸入的泥漿密度、粘度、流量或巖屑等泥漿參數的模擬信號轉化為數字信號輸出，并完成相應泥漿參數信號幅值的量化和編碼； (e)最后，接口電路將完成量化和編碼的數字信號送到計算機進行運算分析。
全文摘要
本發明公開了一種用于泥漿參數測試儀的信號采集電路。該用于泥漿參數測試儀的信號采集電路主要由依次相連的接口箱、多路開關、采樣保持器、A/D轉換器和接口電路構成；所述接口箱與測試儀的信號調理電路相連；所述接口電路與計算機相連。本發明還公開了一種基于上述信號采集電路的信號采集方法。本發明適用于泥漿參數測試儀，通過合理的設計，從而能完成由信號調理電路傳輸來的參數信號的采集任務。
文檔編號G01N11/00GK103104241SQ201110366270
公開日2013年5月15日 申請日期2011年11月10日 優先權日2011年11月10日
發明者呂憲冬 申請人:呂憲冬