[发明专利]一种压力测量装置及系统

说明书

技术领域

本发明涉及水压致裂地应力测量技术领域，具体而言，涉及一种压力测量装置及系统。

背景技术

目前，水压致裂法是测量地壳深层岩体地应力状态的一种有效方法，是当前最重要的国际公认的原地应力测量方法之一，因此，被广泛的应用于地应力测量工作。

当前，相关技术中提供了一种压力测量系统主要是：在水压致裂测量过程中，用一对封隔器(在孔底测量的情况可采用单封隔器)座封形成封隔段，使用高压水泵通过钻杆或者高压软管对封隔段以恒定流量注水加压，根据现场测量仪器记录的压力-时间曲线判断孔壁破裂产生或破裂重张，确定关闭压力、重张压力等关键参数，测量目标位置的地应力信息。现场工作中一般由两个或者更多操作员对测量系统进行操作，分别操作记录仪器和高压水泵。当前技术应用中压力传感器、流量计通过电缆连接到高速采集仪器,采集数据传输至计算机进行记录，一般传输为模拟信号，测量精度、稳定度较差，且高压水泵距离计算机较远，操作员较难通过压力传感器采集数据来控制泵的工作状态，只能通过高压泵体自带的指针式压力表操作泵的开关，由于不同压力表的测量之间有固有的误差，当前操作模式不利于测量过程的准确控制。另外，水压致裂测试工作在野外钻井现场进行，工作环境比较恶劣，电力供应不稳定，人员复杂，压力测量系统容易受到许多客观因素影响，导致数据采集质量下降，甚至测量数据丢失。

在实现本发明的过程中，发明人发现相关技术中至少存在以下问题：由于压力测量系统采集到的数据需要传输至计算机中进行记录，且一般情况下，以模拟信号的形式进行传输，容易受到测量环境、电力供应等因素影响，数据传输过程中容易受到干扰或者丢失，导致记录的数据不准确或者不完整，从而影响后续整个测量工程作业的质量和进度。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种压力测量装置及系统，以解决相关技术中由于压力测量系统采集到的数据需要传输至计算机中进行记录，且一般情况下，以模拟信号的形式进行传输，容易受到测量环境、电力供应等因素影响，数据传输过程中容易受到干扰或者丢失，导致记录的数据不准确或者不完整，从而影响后续整个测量工程作业的质量和进度。

第一方面，本发明实施例提供了一种压力测量装置，该装置包括：依次连接的压力传感器、信号调理电路、模数转换器、采集控制器和存储器，以及与外界供电系统相连接的电容储能器；

所述压力传感器采集被测点的压力物理信号，将所述压力物理信号转化为压力模拟电信号，将所述压力模拟电信号传输至所述信号调理电路；

所述信号调理电路对所述压力模拟电信号进行激励以及阻抗匹配处理，输出处理后的压力模拟电信号至所述模数转换器；

所述模数转换器将处理后的所述压力模拟电信号转换为压力数字信号，将所述压力数字信号传输至所述采集控制器中；

所述采集控制器将所述压力数字信号保存至所述存储器，通过通讯总线将所述压力数字信号传输至外部的设备；

所述电容储能器均与所述压力传感器、所述信号调理电路、所述模数转换器、所述采集控制器、以及所述存储器电连接，用于向所述压力传感器、所述信号调理电路、所述模数转换器、所述采集控制器、以及所述存储器输送电能。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述测量装置还包括：隔离供电元件，所述隔离供电元件设置于所述电容储能器和外界供电系统之间，用于消除所述外界供电系统输出的干扰信号。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述装置还包括：第一通讯总线控制器，所述第一通讯总线控制器与所述采集控制器相连接，用于对所述采集控制器输出的压力数字信号进行协议转换，将转换后的所述压力数字信号通过所述通讯总线传输至所述外部的设备。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述通讯总线上设置有多个数据输出接口。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述装置还包括：无线通信模块，所述无线通信模块分别与所述采集控制器和移动终端相连接，用于将所述采集控制器输出的压力数字信号以无线通信的形式发送至所述移动终端；所述无线通信模块还用于接收所述移动终端发送的操作员输入的控制信号，以使所述采集控制器根据所述控制信号对相关参数进行设置。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述采集控制器上设置有以下中的一种或多种接口：HART接口、RS232接口、USB接口，可以传输采集数据和控制信息。