(秦川机床集团宝鸡仪表有限公司 陕西 宝鸡 721006)

前言

石油工业的发展对压力测量提出了越来越高的要求。石油工程师需要精确的压力资料进行油藏评价、描述和动态管理，国外许多公司很早就研发了200度以上的高温压力计，目前一直占据着国内市场，但由于国外进口压力计价格昂贵，维修服务费高，外文资料消化困难，迫使国内厂家走上自主开发的道路。公司研制成功的高温电子式压力计，从技术上攻克了多个技术难题，实现了175℃，200℃的高温环境下的压力温度测量。高端压力温度计的指标完全达到甚至超过了国外的产品。

压力计的创新点：

本项目产品为原始创新，作为高性价比的新一代高端压力计，在核心算法、设计理念以及检测标定技术等方面的特色，都是通过总体控制软件的设计与核心代码的实现来完成，其主要创新点包括：

1、操作自动记录，即设备的参数和时间配置等操作，均有全程自动记录功能。在当前国内井下数据的采集中，电子压力计的现场记录大多数还采取传统的纸笔现场记录的方式。这种方式有着几个方面的缺点。首先，人工记录很容易导致错误，在现实情况下，井下环境数据包含着井下物理状态的各个细节，并且在数据有一定的精度要求。如果靠人工记录，很容易导致厌倦感或经验主义的产生。从而产品数据记录错误。其次，人工记录不能实时精确的记录连续性数据，油气井井下环境极为复杂，而且每时每刻都在动态变化，人工记录无法记录出井下环境在某个瞬间发生的巨大数据变化。

最后，自动记录不仅可以使数据信息更完整，更全面，而且更适合在油气田这种大容量数据环境下的归档保存。在高产油气井有出砂和水堆问题时，则显得尤为重要,通过操作自动记录，可帮助维护人员快速分析处理采集数据，从而最快地发现和解决问题，从而确定最佳的产量。极端环境下的稳定工作。

2、该压力计能在 170℃～200℃的高温，25000psi 的高压下稳定准确的监测油气田数据，并支持高速的 USB模式，能稳定的提供 12Mpbs 的高速 USB 通信。

3、高效滤波电路的设计和补偿算法：该压力计采用 24 位高精度 AD作为前端采集电路，还通过采用数字陷波技术和中值滤波算法，同时消除系统时钟频率和电路抖动与噪声，大大提高前端测量的精确度和稳定性。滤波之后采取高阶多项式拟合方式，对电路的温度依赖与非线性进行数字联合补偿，因而减轻压力温度交叉耦合干扰，大大降低了。

压力计实现主要技术路线：本项目从硬件设计、软件算法、通信设计和多功能界面开发三个方面寻求突破,关键技术包括：

1、四高电路模块的硬件设计：高精度的电路设计是实现高性能压力计的硬件基础，产品的硬件设计基于高稳定、可重复的压阻式压力传感元件(不锈钢波纹膜盒封装)，并采用低噪音、低漂移设计的 24 位高精度 AD 作为前端采集电路，加上采用内嵌的 16 位专用压力、温度，高速数字信号处理芯片，来对传感器和采集电路的噪声、温度依赖与非线性进行滤波和数字补偿，使得仪器在前端就能够同时完成高速采样(1 ～ 5mS)和高精度测量(0.025%FS)，这将是目前国际高端井下压力计的最高精度水平。

2、高效的信号处理和补偿算法：除了采用 24 位高精度 AD 作为前端采集电路，还通过采用数字陷波技术和中值滤波算法，同时消除系统时钟频率和电路抖动与噪声，大大提高前端测量的精确度和稳定性。滤波之后采取高阶多项式拟合方式，对电路的温度依赖与非线性进行数字联合补偿，因而减轻压力温度交叉耦合干扰，大大降低了系统的温度漂移与非线性误差，进一步提高测量的线性度与稳定度。

设计难点：在高性能压力计的设计中，数据采集的精度和稳定性、信号处理和数字补偿算法、高速高可靠通信接口和多功能的交互式界面软件开发等等，都将是主要设计难点。