油井注水阀门智能调节系统设计

论文摘要

油井注水保持地层压力,是提高油层的供油能力,实现原油高产、稳产的重要手段,注水量的控制直接关系到油田的原油生产。目前油井注水量主要靠人工进行调节。由于人工调节的难度大及随意性强,因而影响了油田的稳定开发。为此,本课题利用PIC单片机设计了一套用于油井注水的流量自动调节系统,使注水阀门能够按照一定的流量,自动、平稳地调节阀门的开度,从而有效地控制流量参数,实现油田管理自动化。对此,本课题主要开展了以下研究工作:1.根据油井不同开发时期需要经常调整注水系统的配注量,设计方便在线更改输入,并能自动、平稳地调节注水量及实时得到剩余配注量信息的流量调节系统方案;2.从各种硬件设备的特性分析入手,挑选PIC单片机、4*4行列式键盘、16*2字符型液晶显示模块、直行程电动执行机构、线性流量特性调节阀、电磁流量计来构建一个稳定的流量调节系统硬件环境;3.设计系统控制线路:利用PIC单片机的特点,直接驱动键盘及液晶显示模块;采用具有寿命长、性能稳定、无火花等特点的固态继电器设计控制电路以驱动流量调节装置;使用电源模块直接对系统进行供电;4.利用软件集成开发环境MPLAB,在PC机上编写系统控制软件,设置监视跟踪定时器、设置软件陷阱等软件抗干扰措施,并逐步进行在线调试,然后烧写到单片机内;5.经过反复试验筛选初步的系统控制频率值,再按筛选值进行全程模拟试验确认最终选定值,最后进行现场安装测试。从测试结果看,该系统运行稳定可靠,精度可以达到4%。油井注水阀门智能调节系统结构算法简单,易在线修改,具有精度高,可靠性强,抗干扰,价格低等特点,应用前景可观。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 本课题研究的意义与任务
• 第二章 系统的基本原理及构成
• 2.1 系统的基本原理
• 2.2 系统方案的确定
• 2.2.1 对系统设计的要求
• 2.2.2 系统方案设计
• 2.3 硬件构成与选型
• 2.3.1 单片机选型
• 2.3.2 系统人机交互界面
• 2.3.3 执行机构选择
• 2.3.4 调节阀选型
• 2.3.5 流量计选择
• 第三章 系统设计
• 3.1 系统控制线路设计
• 3.2 单片机之间采用SPI同步通讯
• 3.3 信号检测与算法设计
• 3.4 系统控制流程设计
• 第四章 程序设计与调试
• 4.1 程序设计
• 4.2 系统程序及软件抗干扰措施
• 4.3 MPLAB-ICD在线调试
• 4.4 程序烧写
• 第五章 系统测试与误差分析
• 5.1 模拟试验与分析
• 5.2 现场试验与分析
• 第六章 结语
• 6.1 系统实现的功能
• 6.2 结束语
• 参考文献
• 致谢