三维填砂物理模拟装置实时测控系统设计

摘要

三维填砂物理模拟装置是一套大型的室内物理模拟试验系统,它的主要功能是对油藏地层条件(高温、高压)下复杂驱动体系的渗流规律和宏观波及机理等进行试验研究。本课题的目的就是为三维填砂物理模拟装置设计实时测控系统,采用美国国家仪器公司(National Instruments,NI)的虚拟仪器技术,选用LabVIEW2009图形化软件开发平台和PXI模块化硬件平台,实现整个试验过程和试验数据处理的自动化。
　　 本文首先从整体上对三维填砂物理模拟装置实时测控系统进行设计,介绍了整个装置的工艺流程,确定了系统的设计方案、主要功能以及设计指标,然后分别从硬件和软件两个方面对实时测控系统进行设计。
　　 硬件设计主要包括动力模块、物理模型模块以及计算机主控单元中硬件部分的设计。在本课题中采用动力模块为填砂模型提供驱替动力,利用物理模型模块模拟地层结构和环境温度,采集系统工作过程中的温度、压力、差压、饱和度、产出液量等信息,借助计算机主控单元的PXI采集卡将采集到的信息送入工控机,通过工控机对试验进程和试验设备进行控制。
　　 软件设计是指计算机主控单元中实时测控系统软件的设计。实时测控系统软件是系统进行自动化操作的核心,通过软件可以对试验过程进行控制,对试验数据进行采集和处理,并提供完善的安全保护和报警措施。在本课题中按照模块化的思想对实时测控系统进行设计,采用LabVIEW2009软件编写软件的主体程序,选用PhotoShop等图像处理软件编辑美化软件的图形界面,通过Excel电子表格软件管理试验数据。
　　 实时测控系统作为三维填砂物理模拟装置的神经中枢和核心平台,实现了试验过程的自动化,高精度的采集了试验过程中的关键参数并对采集到的数据进行了完善的后期处理,为研究不同类型储层的开发方式、渗流机理等与生产技术相关的现象提供试验基础数据。