众所周知,钻井液在钻井生产中起着至关重要的作用,钻井液性能的好坏直接影响着钻井生产,被称为钻井的血液。在研究超声波法测钻井液密度和旋转法测量流体粘度的基础上,提出了一种以单片机为控制核心的新式井上密度粘度仪设计方案,具体阐述了硬件电路设计和软件程序设计。本课题在充分分析了国内外密度粘度测量现状的前提下,以超声波法测钻井液密度原理和测量仪测粘度原理为基础,利用单片机作为主控制芯片,并结合计算机在线控制技术,设计了一套用于测量钻井液密度粘度的装置。主要研究内容包括:(1)测量原理分析为符合密度粘度的测量要求,利用超声波法测钻井液密度原理和测量仪测粘度原理为理论基础,充分分析该系统的结构组成、工作流程及主要技术指标。(2)系统的软硬件设计根据该密度粘度测量装置所要实现的功能,以单片机为核心控制芯片,利用模块化的设计思路,合理搭建下位机硬件系统,并采用C语言编写驱动程序,实现上下位机的通信、激光信号的采集、振荡周期的测量及显示等功能;为实现密度粘度测量的自动化,以LabVIEW为开发环境,设计上位机操作软件,主要内容包括:参数设置、数据采集、存储、密度粘度计算以及密度曲线和粘度曲线的自动生成等。(3)测量装置的实验结果及性能分析待设备组装完毕后,利用不同的样品进行反复多次试验,并与已知标准值进行对比,分析该设备的测量误差、重复性以及准确性等性能。大量的实际测量数据表明:本课题所采取的连续测量密度粘度方案是可行的。利用电子新技术、单片机等技术完成一套集保护、测量、控制、监测、通信于一体,时间可设置的钻井液性能实时检测系统。针对油田钻井生产中钻井液性能测量手段落后,无远程在线监控设施,研制此钻井液密度粘度连续监测系统,指导钻井生产运行,确保钻井作业的安全性。