导语：研制一种采用电池供电，并能较长时间按设定的要求独立工作于井下高温环境中的智能阀门控制系统十分必要。油井的开发生产中，随着井深的不断增加，对井下阀门的控制也更加困难，其主要问题是井下温度较高（当井下深度5000m以上时，其温度可达100℃以上）。另外，地面对井下阀门的供电及相应的控制也更难实现。因此，研制一种采用电池供电，并能较长时间按设定的要求独立工作于井下高温环境中的智能阀门控制系统十分必要。

本文设计的井下智能阀门控制系统，采用由单片机组成的计时与控制单元，配合多级封隔器，实现一次作业下入、配合地下计量和化验、按设定时间（也可根据需要使某些设定时间失效）进行分层和轮番采油。系统采用双CPU控制，主机能在现场完成数据录入、处理和显示。从机选用PIC单片机和硅振荡器，使系统可在125℃高温环境中长期工作。以10盎司电池为动力，可连续工作1万小时。

系统原理：

该系统基本工作原理是根据用户对油井测层需要，在地面对准备进入不同深度目的层各个智能阀进行多个开关时间设置，然后连同封隔器及防砂管一齐进入水域中。此后各个智能阀依据所设定的时间打开或关闭相应的调节设备，以自动切换到目的层，再配合地面测试仪器，将有关数据定量读取。

图1：原理框图

该系統主要有兩部分組成：調節時間設置單元（稱為主機）與調節設備（稱為從機），系統原理框圖如圖1所示。

主機設計為帶有液晶顯示的手持裝置，可在地面對各從機進行多個時間設定，以及處理與顯示這些設定時間，並能對設置時間是否正確進行判斷。

從機降至水底後，便會根據所設置之時間並與相關流量儀器合作動作，用來驅動電機拖曳閥門開啟或關閉。

主機硬件電路設計：

主機主要包括人際界面的硬件以及通訊模块，由AT89C52微處理器核心構成其電路，如圖2所示。

系統共設計了五個按鈕：“加”、“減”、“右移”、“確認”鍵以及“取消”鍵。

操作人員可以通過這些按鈕依據日曆方式完成多組時間設定與確認。在此背景上選擇192×64個像素點數LCD顯示屏幕以顯示“年/月/日時分”的資料量較大，因此使用LCD顯示屏幕省去了微處理器間接訪問LCD之間液晶顯示功能，並且降低了整體成本。此外，它們之間採用RS-232串行通訊協議來傳輸資料和命令。

从机硬件电路设计：

从机由蓄電池提供能源，以長期獨立於125℃以下環境中的運作為目標。本系統採用PIC16F876A微處理器實現油田閥門及其硬件結構如圖3所述。

从机主要包括時鐘信號源、正常運作流率、閥門馬達驅動子及流量感測端口。

PIC16F876A是一款28腳8位單片微處理解散哈佛總線架構，在3V電壓條件下的32KHZ時鐘頻率情況下的典型功耗小於20uA，並且在-40°C至+125°C溫度範圍內具有抗振動性質適合於環境恶劣的情況運行，不僅如此它還具有異步串行通訊端口滿足了長期低功耗、高耐久性的需求。

时钟信号来源由MAXIM公司生产的一款硅振荡芯片提供，该芯片能够为3V操作条件下的微控处理装置提供32.768KHZ标准频率时钟信号，其典型功耗仅11 uA，同时具备良好的抗震稳定性，可以在极端恶劣条件中保持准确无误运转满足长期计时需求。这使得整个项目可以适应复杂的地质条件并保证精确性，从而确保所有任务按照计划执行下去，无论是在寒冷还是炎热的情况都不会出现任何偏差，这对于项目来说非常重要，因为这是决定项目成功与否的一个关键因素之一。如果我们不考虑这些情况，那么我们的项目就可能因为无法正确启动或者停止进程而失败，而这将导致大量资源浪费并影响整个行业最终目标—最大化产出值，我们必须尽一切努力来避免这种可能性发生，从而提高整个过程效率并减少潜在风险。在这个过程中，我们还要注意的是为了保护我们的设备不受过热影响，所以我们会选择那些拥有良好散热性能但又不会因为散热造成额外负担设备。而且为了让我们的设备能够一直运行直到它们达到预定义寿命，我们将会使用那些寿命很久但是价格比较昂贵的人造材料制作这些部件。这意味着即使它们被损坏，也许不是由于过度使用，而是由于其他原因，比如意外事故或者制造缺陷等。但总体上看，这样的做法可以帮助我们避免因维护成本过高而导致经济上的压力，因为尽管每次替换一个部件都会花费一些钱，但如果延迟进行维修则可能会产生更多的问题，比如停工带来的收入损失等等。此外，我们还需要注意的是为了确保安全运营，每一次更新或更换都必须经过严格审批程序才能实施，以便确认新安装部件符合所有安全标准和规定。如果没有这样的程序，就很容易忽略潜在危险，从而导致灾难性的事件发生。而通过这样一系列措施，我们可以确保我们的项目既能够有效运行，又能够持续运行下去，即使遇到了各种挑战也不至于倒闭。这对于任何企业来说都是非常重要的事情，如果不能管理好自己的资产，就无法获得竞争优势，更别提如何扩张业务范围。当你考虑投资任何事情的时候，你应该问自己"我是否已经把我的资源优先排列？"如果答案是否定的，那么你就犯了一个致命错误。你不能假装你知道什么；真正了解你的业务才是关键。不断学习新的知识、新工具、新方法，这样才能保持领先状态。你应该专注于哪些方面？首先，要确定你的客户群体是什么，他们想要什么他们为什么购买你的产品?然后你要确定你的产品到底解决了什么问题？最后，你要确定如何传达价值给市场，以及如何让人们意识到他们正在寻找解决方案的地方。我希望这些信息对您有所帮助！