【电模拟流场实验仪设计】是针对采油过程中分支井相互干扰问题的研究工具，它利用水流和电流的相似性，以电模拟方法研究油气层的流压变化。这种实验仪能够有效地模拟对称式多分支井、任意夹角的双分支井以及鱼骨型分支井的流场情况，从而深入理解分支井产能的影响因素。
1. **电模拟原理**：
在采油过程中，油气层的流动遵循拉普拉斯方程。同样，稳定电流场中的电势分布也遵循此方程。因此，通过构建稳定的电流场，可以模拟油气层的压力场分布。表1对比了压力场和电流场的特性，揭示了两者的相似性。
2. **实验装置**：
实验仪由两部分组成：模拟油层区域模型和信号发生及电压电流检测系统。模拟油层部分使用水作为介质，但由于水的电极化效应，采用1KHz频率的±5V双极性交流方波电压信号，避免电极化对测量的影响。实验中，高电势电极和低电势电极的配置以及测量电极的布置，使得在通电后，可以测量到模拟流场中的电势分布，进而分析压力分布情况。
3. **电路设计**：
电路设计包括信号发生器、测量电路、电源和显示部分。其中，采用STC12C5620系列单片机作为控制器，具有高速、低功耗和抗干扰强的特点。ADC转换芯片MCP3208用于电压和电流的精确测量，其采样速度快，功耗低。通过按键操作，实验者可以在电压测量、百分比模式和电流测量模式之间切换，获取所需数据。
4. **功能实现**：
当按键A被按下，进入电压测量模式，通过A/D转换和液晶显示，可以读取流场中任何位置的电压值。按键B启动百分比模式，显示等电势线的百分比值。按键C则切换到电流测量模式，此时电路通过功率放大和极性变换提供大的电流输出，以满足实验需求。相敏检波电路使用模拟开关CD4053，根据输入信号I_C调整输出信号的相位和幅度，确保测量的准确性。
电模拟流场实验仪的应用不仅简化了复杂地质环境下的采油研究，提高了实验的效率和准确性，还在长江大学石油工程学院的实际使用中获得了良好的反馈，证明了其在油层流动研究中的实用性。这种设计为理解和优化分支井的产能提供了新的途径，对于石油工程领域的研究和技术发展具有重要意义。
