[实用新型]一种基于FPGA的出砂信号同步采集系统

说明书

本实用新型公开了一种基于FPGA的出砂信号同步采集系统，所述系统包括：由至少两个超声波信号传感器组成的传感器阵列、数据采集电路、逻辑控制电路以及数据处理电路；其中，所述传感器阵列设置于待检测的油气井内的管道外壁；所述数据采集电路将所述传感器阵列采集到的输出信号转换为数字信号；所述逻辑控制电路对所述数据采集电路的时序进行控制，并基于设定阈值将所述数字信号进行筛选并缓存；所述数据处理电路对所述逻辑控制电路所缓存的筛选完毕的数字信号进行数据处理，从而获得能够表征出砂率的处理数据。

技术领域

本实用新型涉及油气井监测技术领域，尤其涉及一种基于FPGA的出砂信号同步采集系统。

背景技术

在油气井的生产作业过程中，随着油气田开发力度的不断深入，油气井管道内所输送的油气流中如果出现出砂情况，就有极大的可能会造成给设备损坏，低效分离和管道堵塞等严重问题。因此，油气井出砂是石油和天然气工业生产过程中遇到的主要问题之一。因此，针对油气井出砂率进行实时监测。就可以及时掌握出砂情况和出砂规律，从而能够诊断油气井的生产状况，为防砂治砂提供依据。基于此，针对油气井出砂进行监测十分必要。

目前，对于出砂信号的监测方案主要以数据采集卡为主的采集系统对数据进行现场采集，随后再对采集到的数据进行后期处理。该方案有一定可行性，能达到对油气井出砂状况较为准确的分析，但也存在较多问题，比如出砂信号数据量是不断递增的，持续的信号采集不仅数据量大，且无效数据量多，影响实际分析结果；其次，在复杂地质情况下，油气井管道的出砂量随机性变化比较大，但数据采集卡采集的出砂数据大都为某时间阶段的信息，则势必会造成对出砂信号实时性监测达不到要求；再次，采集系统单一，灵活性差，受复杂环境影响较大且专用性不强；最后，多依赖于固有软件操作界面且成本高等问题。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型实施例期望提供一种基于FPGA的出砂信号同步采集系统；能够提高出砂监测的性能，并且对油气井出砂情况进行实时有效的监测。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种基于FPGA的出砂信号同步采集系统，所述系统包括：由至少两个超声波信号传感器组成的传感器阵列、数据采集电路、逻辑控制电路以及数据处理电路；其中，所述传感器阵列设置于待检测的油气井内的管道外壁；所述数据采集电路将所述传感器阵列采集到的输出信号转换为数字信号；所述逻辑控制电路对所述数据采集电路的时序进行控制，并基于设定阈值将所述数字信号进行筛选并缓存；所述数据处理电路对所述逻辑控制电路所缓存的筛选完毕的数字信号进行数据处理，从而获得能够表征出砂率的处理数据。

本实用新型实施例提供了一种基于FPGA的出砂信号同步采集系统；由于利用传感器阵列进行原始信号的采集，相较于单传感器信号处理，能够增强所需要的有用信号，抑制无用的干扰和噪声，那么在对油气井管道进行出砂监测的过程中，通过对采集到的超声波阵列信号进行处理所得到的砂粒撞击所述油气管道内的出砂率，相较于目前单超声波传感器能够更加准确、实时地对油气井管道内的出砂率进行监测。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种基于FPGA的出砂信号同步采集系统组成示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种基于FPGA的出砂信号同步采集系统组成示意图；

图3为本实用新型实施例提供的逻辑控制电路与数据处理电路的交互结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的存储结构示意图。

具体实施方式