CN101749010A - 一种泥浆脉冲发生器测试装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种泥浆脉冲发生器测试装置，包括方波发生电路、电容模块、变压器模块、振荡电路、电源模块，还包括脉冲调节电路和驱动器测试模块，脉冲调节电路的输出分别连接到放电脉冲控制电路、保持脉冲控制电路和驱动器测试模块。该测试装置可对驱动器和泥浆脉冲发生器两种井下仪器进行测试，用占空比可调的脉冲信号来模拟井下探管的指令，该指令一方面输入到驱动器测试模块测试驱动器，另一方面输入到放电脉冲控制电路和保持脉冲控制电路，并产生相应的控制信号控制泥浆脉冲发生器的工作。该测试装置测试方法简单、可靠，为泥浆脉冲发生器的测试提供了方便。

Description

一种泥浆脉冲发生器测试装置
技术领域：
本发明涉及在石油钻井工程中用于无线随钻的一种泥浆脉冲发生器测试装置。
背景技术：
目前，随钻测井已成为在复杂油气藏钻井中进行地质导向和油藏评价的重要手段。泥浆脉冲遥测是当前随钻测井系统普遍使用的一种数据传输方式，这种传输方式比较稳定、可靠，因而在钻井工程中被广泛应用并发挥了重要作用。驱动器和泥浆脉冲发生器是井下数据传输的重要仪器。驱动器按照来自井下探管的指令，控制泥浆脉冲发生器阀的开启时间间隔和脉冲的强度，引起钻柱内部的泥浆压力变化，从而产生泥浆压力脉冲，并被地面设备检测。所以，驱动器和泥浆脉冲发生器的正常工作是井下数据传输的重要保证。
目前，测试这两种仪器还没有一种简单、有效的方法。仪器测试时一般是按照上井的连接方式，把驱动器和泥浆脉冲发生器与井下探管、锂电池等连在一起，操作起来非常复杂。而且泥浆脉冲发生器主要由机械部件构成，重量大，不易移动，不方便和其他仪器连接进行测试。另外，在上井过程中，如果仪器串发生故障而又没有对仪器单独检测的方法，那么就不利于问题的排查，很难发现和解决问题。
发明内容：
本发明的目的是设计一种泥浆脉冲发生器测试装置，该测试装置用占空比可调的脉冲信号模拟井下探管的指令，不仅可测试泥浆脉冲发生器，还能测试驱动器，该测试装置测试方法简单、可靠，适合井下仪器的使用。
本发明所述的一种泥浆脉冲发生器测试装置，包括方波发生电路、电容模块、变压器模块、振荡电路、电源模块，其特征是：还包括脉冲调节电路和驱动器测试模块，脉冲调节电路的输出分别连接到放电脉冲控制电路、保持脉冲控制电路和驱动器测试模块。
所述的一种泥浆脉冲发生器测试装置，脉冲调节电路使用芯片CD4538，通过外接的电阻和电容调节脉冲的宽度。
所述的放电脉冲控制电路由D触发器和分频器组成，通过控制D触发器的复位端、置位端及分频器的分频倍数，分频器输出的脉冲宽度约40ms。
所述的保持脉冲控制电路由非门、D触发器和分频器组成，在放电脉冲控制电路中的分频器输出脉冲信号结束的同时，保持脉冲控制电路中的分频器开始输出脉冲信号。
所述的一种泥浆脉冲发生器测试装置，驱动器测试模块的开关控制电路由MOS管，电阻和电容组成，通过选择电阻合适的阻值，MOS管同时处于导通和截止状态。
本发明所述的一种泥浆脉冲发生器测试装置具有的有益效果是，该测试装置完善了泥浆脉冲发生器的测试，可对泥浆脉冲发生器和驱动器两种井下仪器进行测试。在上井过程中，如果仪器发生故障，可及时发现问题，节省工作时间，降低生产成本。另外，该测试装置测试步骤简单、易行，为泥浆脉冲发生器的测试提供了方便。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
附图说明：
图1表示泥浆脉冲发生器测试装置的示意图。
图2表示放电脉冲控制电路和保持脉冲控制电路的示意图。
图3表示驱动器测试模块电源开关控制电路的原理图
具体实施方式：
现结合说明书附图1、2和3，对本发明作进一步描述。
电源模块9由两个开关电源组成。一个开关电源输出12V电压，并为整个电路系统的芯片供电。另一个开关电源输出±15V电压，+15V输入到变压器模块6，±15V输入到驱动器测试模块10。方波发生电路1输出周期为T1的方波信号Q1，脉冲调节电路2使用芯片CD4538，通过外接的电阻和电容将方波信号Q1转换为占空比可调的脉冲信号Q2，Q2应满足井下探管实际工作的需要，即每个脉冲信号的宽度为1S，且脉冲的时间间隔不应超出井下探管实际脉冲时间间隔的范围。测试时，可调节Q2的周期T2为2.5S、5S、10S分别进行测试。
测试泥浆脉冲发生器时，脉冲调节电路2的输出Q2分别连接到放电脉冲控制电路3和保持脉冲控制电路5。放电脉冲控制电路3包括D触发器11和分频器12，控制D触发器11的复位端、置位端及分频器12的分频倍数，使分频器12输出脉冲宽度40ms，周期为T2的脉冲信号Q3。保持脉冲控制电路5包括非门13、D触发器14、16和分频器15，分频器15输出脉冲宽度约1S，周期为T2的脉冲信号Q4。振荡电路8输出周期为T3的交流信号Q5，Q5连接到变压器模块6。变压器模块6输出150V的充电电压和50V的保持电压，充电电压经过扼流线圈7连接到电容模块4。每当脉冲调节电路2输出一个脉冲信号时，在脉冲信号的上升沿，电容模块4在放电脉冲控制电路3控制下给泥浆脉冲发生器的阀放电，并使阀开启。阀开启后，变压器模块6在保持脉冲控制电路5控制下立即输出保持电压给阀，使阀的开启时间一直保持到该脉冲信号的下降沿。在脉冲信号的下降沿，保持脉冲控制电路5停止输出保持电压，使阀关闭。下一个脉冲信号到来时，阀再被重新开启。
测试驱动器时，驱动器测试模块10包含一个电源开关控制电路。当控制信号为高电平时，N沟道MOS管22和P沟道MOS管23同时处于导通状态，电源模块9的电压输入到驱动器并给其供电，脉冲调节电路2输出模拟井下探管信号的脉冲信号Q2，驱动器以此作为井下探管的指令控制泥浆脉冲发生器的工作。当控制信号为低电平时，N沟道MOS管22和P沟道MOS管23同时处于截止状态，驱动器没有电源输入，不工作。电阻17、18、19、20通过选择合适的阻值，使MOS管22、23同时处于导通和截止状态。

Claims (5)

1.一种泥浆脉冲发生器测试装置，包括：方波发生电路(1)、电容模块(4)、变压器模块(6)、振荡电路(8)、电源模块(9)，其特征是：还包括脉冲调节电路(2)和驱动器测试模块(10)，脉冲调节电路(2)的输出分别连接到放电脉冲控制电路(3)、保持脉冲控制电路(5)和驱动器测试模块(10)。
2.根据权利要求1所述的一种泥浆脉冲发生器测试装置，其特征是：脉冲调节电路(2)使用芯片CD4538，通过外接的电阻和电容调节脉冲的宽度。
3.根据权利要求1所述的一种泥浆脉冲发生器测试装置，其特征是：放电脉冲控制电路(3)由D触发器(11)和分频器(12)组成，通过控制D触发器(11)的复位端、置位端及分频器(12)的分频倍数，分频器(12)输出的脉冲宽度约40ms。
4.根据权利要求3所述的一种泥浆脉冲发生器测试装置，其特征是：保持脉冲控制电路(5)由非门(13)、D触发器(14)、(16)和分频器(15)组成，在放电脉冲控制电路(3)中的分频器(12)输出脉冲信号结束的同时，保持脉冲控制电路(5)中的分频器(15)开始输出脉冲信号。
5.根据权利要求1所述的一种泥浆脉冲发生器测试装置，其特征是：驱动器测试模块(10)的开关控制电路由MOS管(22)、(23)，电阻(17)、(18)、(19)、(20)和电容(21)组成，通过选择电阻(17)、(18)、(19)、(20)合适的阻值，MOS管(22)、(23)同时处于导通和截止状态。
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