CN103452545B

CN103452545B - 井深测量装置

Info

Publication number: CN103452545B
Application number: CN201310370102.8A
Authority: CN
Inventors: 张黎; 左秀梅; 赵俊峰; 童碧; 丁同福; 向继波; 芮学来; 贾少平
Original assignee: Huainan Mining Group Co Ltd
Current assignee: Huainan Mining Group Co Ltd
Priority date: 2013-08-22
Filing date: 2013-08-22
Publication date: 2016-02-03
Anticipated expiration: 2033-08-22
Also published as: CN103452545A

Abstract

本发明提供一种井深测量装置，包括光脉冲生成装置、计数电路和校准电路，与所述计数电路相连，用于从所述光脉冲生成装置接收光脉冲，并根据控制指示调整所述光脉冲的数量，形成计数脉冲输出给所述计数电路进行计数。本发明提供的井深测量装置通过校准电路的校准，提高了井深测量的精确度；同时，延长主动轮和电缆的使用寿命，降低资源消耗。

Description

井深测量装置

技术领域

本发明涉及测量技术，尤其涉及一种井深测量装置。

背景技术

采矿业中地面瓦斯抽排钻孔工程造价高，施工难度大，技术要求高，为确保高质量地完成钻孔成孔任务，精确的测井深度是关键之一，例如，固管的深度、二路套管花管的位置和掏穴钻孔段的质量等等。这就要求物探队提供高质量的钻孔测井深度。

现有技术中采用如图1所示结构测井深度。图1所示的结构中，包括主动轮11、光电码盘小齿轮12、两个导向轮14。电缆13经过导向轮14与主动轮11接触，在电缆13的拉动过程中会带动主动轮11转动，而主动轮11的转动又会带动光电码盘小齿轮12转动。主动轮11周长为0.5米，主动轮11每转动一圈，光电码盘小齿轮12转动10圈，光电码盘小齿轮12为光栅，每圈产生500个光脉冲，这样测井电缆13每行走1米，主动轮11转动两圈，光电码盘小齿轮12转动20圈，产生10000个光脉冲，即每个光脉冲代表0.0001米。井深测量装置一般包括光信号放大电路和计数电路，光信号放大电路用于将脉冲信号进行放大、滤波、整形等处理，以便后续由计数电路对脉冲进行计数，转换成长度值。光脉冲经过100分频后进入计数电路进行计数，得到实际的测井深度。

采用现有技术测井深度时，电缆13与主动轮11相对滚动摩擦运动，由于电缆13长时间的摩擦作用，主动轮11的直径因磨损会变小，电缆13长期使用，直径也会变小，从而通过1米长的电缆时会产生多于1万个的光脉冲，当钻井深度较大时，累积起来的误差是不容忽视的，有时会达2-3米，从而超过测井规程的技术标准。

发明内容

本发明提供一种井深测量装置，用于解决采用现有技术测井深度时由于摩擦造成的测量误差超标问题，提高井深测量的精确度。

本发明提供一种井深测量装置，包括光脉冲生成装置、计数电路和校准电路，所述校准电路与所述计数电路相连，用于从所述光脉冲生成装置接收光脉冲，并根据控制指示调整所述光脉冲的数量，形成计数脉冲输出给所述计数电路进行计数。

本发明实施例提供的井深测量装置通过校准电路的校准，提高了井深测量的精确度；同时，延长主动轮和电缆的使用寿命，降低资源消耗。

附图说明

图1为现有技术井深测量装置中光脉冲生成装置的结构示意图；

图2为本发明井深测量装置实施例一的结构示意图；

图3为本发明井深测量装置实施例一中校准电路原理图；

图4为本发明井深测量装置实施例一中调整开关的结构示例图。

具体实施方式

实施例一

图2为本发明井深测量装置实施例一的结构示意图。如图2所示，该测量装置包括校准电路20、光脉冲生成装置21和计数电路22，校准电路20连接在光脉冲生成装置21和计数电路22之间。

其中，校准电路20用于从21光脉冲生成装置接收光脉冲，并根据控制指示调整该光脉冲的数量，形成计数脉冲输出给计数电路22进行计数。

本领域技术人员可以理解，在具体实现过程中，光脉冲生成装置21可以采用如图1所示的结构。

图3为本发明井深测量装置实施例一中校准电路原理图。如图3所示，该校准电路包括：分频器31、调整开关32和合路单元33，其中：

分频器31，用于将光脉冲分频输出至少两路具有不同频率的分频脉冲，且用于将光脉冲分频输出调整脉冲；调整开关32，用于根据开关控制输出对应数量的调整脉冲；合路单元33，用于从至少两路分频脉冲中选择一路分频脉冲，与调整脉冲进行叠加，从分频脉冲中增加或减少调整脉冲的数量，并输出至所述计数电路。

本领域技术人员可以理解，在具体的实施过程选中，分频器31可以采用二进制串行计数器，用于将其输入信号进行分频，如图3所示，光脉冲经第四与非门反相后，作为分频器31的输入信号，由分频器31对该输入信号进行分频，例如，分频器31包括12个引脚，分别为Q1至Q12，其中，引脚Q1的输出为将输入信号进行二分频，依次类推，引脚Q12的输出为将输入信号进行十二分频。

进一步地，调整开关32包括第一开关器件321和第二开关器件322，其中，至少两个第一开关器件321分别与分频器31的至少两路分频脉冲一一相连，用于选择输出一路分频脉冲；第二开关器件322分别与调整脉冲一一相连，用于选择输出至少一路调整脉冲。

在具体的实施过程选中，调整开关32可以为一铅笔开关组，共8组，如图4所示，其中，第一开关至第四开关作为第一开关器件321，分别与分频器31的四路分频脉冲一一相连，用于选择输出一路分频脉冲；第五开关至第八开关作为第二开关器件322，分别与调整脉冲一一相连，用于选择输出至少一路调整脉冲。

同时参考图3和图4，调整开关32的引脚1～4短接，表示分频脉冲，即被减的脉冲基数，例如，引脚1代表4096，引脚2代表2048，引脚3代表1024，引脚4代表512；调整开关32的引脚5～8，表示调整脉冲，即需要减去的脉冲个数，例如，引脚5代表调整脉冲为1，引脚6代表调整脉冲为2，引脚7代表调整脉冲为4，引脚8代表调整脉冲为8，其中，引脚5～8任意选几位，表示被选位置上所代表的值进行假发运算，即为减掉的脉冲个数。

更进一步地，合路单元33包括：第一与非门331、第二与非门332、第三与非门333、第四与非门334和第五与非门335，其中：

第一与非门331，各输入端分别与调整开关32的第二开关器件322相连，用于将至少一路调整脉冲合并；第二与非门332和第三与非门333，第二与非门332的一个输入端与第一与非门331的输出端相连，第三与非门333的一个输入端与各第一开关器件321相连，第二与非门332和第三与非门333各自的另一个输入端分别与对方的输出端相连；第四与非门334，用于输入光脉冲进行反相处理；第五与非门335，两个输入端与第四与非门334的输出端连接，另两个输入端与第二与非门332的输出端连接，用于获取通过调整脉冲调整后的分频脉冲。

井测装置工作时，若第一开关处于接通状态，其余开关处于断开状态，即表示测井深度值正常；若第三开关和第六开关处于接通状态，其余开关处于断开状态，则表示在1024个分频脉冲中减去去掉2个调整脉冲，此时，若同时接通第五开关，则表示在1024个分频脉冲中减去3个调整脉冲，在无信号时，第三与非门333中与各第一开关器件321相连的输入端无信号输入，此时，第三与非门333的输出为“1”，则第二与非门332导通，当第一与非门331输出为“1”期间，第二与非门332的输出端为“0”，无脉冲输出，即该时间的光脉冲被去掉，第五与非门335的输出为在光脉冲中减去2个调整脉冲的信号。其它情况依次类推计算后拨通相应开关。

进一步地，所述装置还可以包括：计数方向调整单元34，用于接收所述调整后的分频脉冲，且用于接收与所述光脉冲对应的方向标识脉冲，根据所述调整后的分频脉冲和所述方向标识脉冲向计数电路输出计数脉冲和方向标识电平。

更进一步地，计数方向调整单元34可以包括：第六与非门341、第七与非门342、第八与非门343、第九与非门344和第十与非门345，其中：

第六与非门341和第七与非门342，第六与非门341的两个输入端与第五与非门335的输出端连接，用于接收所述调整后的分频脉冲，并对其进行反相处理，第七与非门342的两个输入端与第六与非门341的输出端连接；第八与非门343，用于接收与光脉冲对应的方向标识脉冲；第九与非门344和第十与非门345，第九与非门344和第十与非门345各自的一个输入端与第八与非门343的输出端相连，第九与非门344和第十与非门345各自的另一个输入端与第七与非门342的输出端相连，分别用于向计数电路输出计数脉冲和方向标识电平。

在如图3所示的结构中，若方向标识脉冲的相位超前光脉冲相位90°时，第十与非门345的输出为高电平，即方向标识电平为高电平，第九与非门344的输出为计数脉冲，此时，计数电路采用加法计数，即井深测量装置的电缆的长度在拉长；若方向标识脉冲的相位滞后光脉冲相位90°时，第十与非门345的输出为计数脉冲，第九与非门344的输出为方向标识电平，此时，计数电路采用减法计数，即井深测量装置的电缆的长度在缩短。

需要说明的是，该校准电路中还包括电阻和电容，这些电容和电阻作为保护器件，防止电路中各器件因高电平被损坏，在具体的实施过程中，各电阻和电容的大小按实际需求设定。其中，合路单元33中包括电阻R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆和R₇，电容C₁、C₂和C₃，本实施例中，优选R₁、R₂、R₃和R₄的电阻值相等，均为20千欧姆；R₅、R₆和R₇的电阻值相等，均为51千欧姆；C₁、C₂和C₃的电容值相等，均为510皮法。计数方向调整单元34中包括电阻R₈和R₉，电容C₄和C₅，本实施例中，优选R₈和R₉的电阻值相等，均为51千欧姆；C₄和C₅的电容值相等，均为200皮法。

本发明通过校准电路调整光脉冲生成装置生成的光脉冲的数量，得到计数脉冲并输出给计数电路进行技术，从而提高了井深测量的精确度；同时，由于井深测量的精确度的提高，在测井规程的技术标准内，相对延长主动轮和电缆的使用寿命，避免了为确保测井质量而频繁地更换主动轮和电缆，降低人力、物力和财力等资源的消耗。

实施例二

本实施例中，光脉冲生成装置采用如图1所示的装置；校准电路采用如图3所示的电路，将所需的电子器件排列在电路板上，用细导线连结焊接好，而后接入电源和信号，确认无误后即可。在该井深测量装置开始工作前，首先进行零位校准，过程实施如下：

1、用手拨动主动轮20圈，即10米长度，如果此时计数电路面板显示的变化数为9.97或9.98，证明此电路设计无误。

2、在空旷平整的地面上，精确测量井深测量装置的电缆100米的长度，两端做上标记，模拟实际井深测量现场状态，由计数电路进行计数，如果计数实际大于100米，例如，100.2米，即100米相差0.2米，以此类推，当实际长度为1000米时，测量值与实际值相差2米，按相近的比例选择1002∶2≈1024∶2，首先进行校正，这时需要将第三开关和第六开关接通，即代表1024个分频脉冲中减去2个调整脉冲；然后，拉伸电缆，重新由计数电路进行计数，若此时测量值为100米，则校准完成。实际操作中，采用该井深测量装置简便易行，且测量精确度高。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种井深测量装置，包括光脉冲生成装置和计数电路，其特征在于，还包括：

校准电路，与所述计数电路相连，用于从所述光脉冲生成装置接收光脉冲，并根据控制指示调整所述光脉冲的数量，形成计数脉冲输出给所述计数电路进行计数；

所述校准电路包括：

分频器，用于将所述光脉冲分频输出至少两路具有不同频率的分频脉冲，且用于将所述光脉冲分频输出调整脉冲；

调整开关，用于根据开关控制输出对应数量的调整脉冲；

合路单元，用于从至少两路分频脉冲中选择一路分频脉冲，与所述调整脉冲进行叠加，从所述分频脉冲中增加或减少所述调整脉冲的数量，并输出至所述计数电路；

所述调整开关包括第一开关器件和第二开关器件，其中，至少两个第一开关器件分别与分频器的至少两路分频脉冲一一相连，用于选择输出一路分频脉冲；第二开关器件分别与调整脉冲一一相连，用于选择输出至少一路调整脉冲；

所述合路单元包括：

第一与非门，各输入端分别与调整开关的第二开关器件相连，用于将至少一路调整脉冲合并；

第二与非门和第三与非门，所述第二与非门的一个输入端与所述第一与非门的输出端相连，所述第三与非门的一个输入端与各所述第一开关器件相连，所述第二与非门和所述第三与非门各自的另一个输入端分别与对方的输出端相连；

第四与非门，用于输入光脉冲进行反相处理；

第五与非门，两个输入端与所述第四与非门的输出端连接，另两个输入端与所述第二与非门的输出端连接，用于获取通过调整脉冲调整后的分频脉冲。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

计数方向调整单元，用于接收所述调整后的分频脉冲，且用于接收与所述光脉冲对应的方向标识脉冲，根据所述调整后的分频脉冲和所述方向标识脉冲向计数电路输出计数脉冲和方向标识电平。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述计数方向调整单元包括：

第六与非门和第七与非门，所述第六与非门的两个输入端与所述第五与非门的输出端连接，用于接收所述调整后的分频脉冲，并对其进行反相处理，第七与非门的两个输入端与所述第六与非门的输出端连接；

第八与非门，用于接收与所述光脉冲对应的方向标识脉冲；

第九与非门和第十与非门，所述第九与非门和所述第十与非门各自的一个输入端与所述第八与非门的输出端相连，所述第九与非门和所述第十与非门各自的另一个输入端与所述第七与非门的输出端相连，分别用于向计数电路输出计数脉冲和方向标识电平。