CN201297165Y - 套管井数据采集成像地面系统 - Google Patents

Abstract

本实用型新提供一种套管井数据采集成像地面系统，由采集接口箱体、工控机系统、深度系统、热敏绘图仪、显示器、供电电源组成，其中采集接口箱体包括双向遥传计数板、深度板、信号处理板、AD－CCL板、CBL板、CAN总线和I²C总线。本系统不但兼容了原有的测井功能，而且能够配接国内各种类型的新产品，以及挂接国外主要套管井仪器制造厂家所生产的常规套管井测井仪器。

Description

套管井数据采集成像地面系统

技术领域

本实用新型涉及一种地面测井系统，特别涉及一种能够挂接多种常规套管井测井仪器的地面成像系统。

背景技术

目前油田套管井所使用的地面系统能够配接的井下仪器十分单一，并且和井下仪器间的通讯速率仅有5.7K，但随着油田测井技术的不断提高，许多新型的井下仪器不断被研发出来，这就导致对地面系统的要求会更高，而现有的地面测井系统不能够满足国内外套管井测井技术日益进步和不断创新的需求。

发明内容

本实用型新的目的是提供一种套管井数据采集成像地面系统，不但兼容了原有的测井功能，而且能够配接国内各种类型的新产品，以及挂接国外主要套管井仪器制造厂家所生产的常规套管井测井仪器。

本实用新型的技术方案是：一种套管井数据采集成像地面系统，由采集接口箱体、工控机系统、深度系统、热敏绘图仪、显示器、供电电源组成，其中采集接口箱体包括双向遥传计数板、深度板、信号处理板、AD-CCL板、CBL板、CAN总线和I²C总线，其中采集接口箱体用RS232或USB实现与工控机之间的通信，并预留了LED、LCD两种显示接口；信号处理板挂接到I²C总线上，深度板挂接到CAN总线上，双向遥传计数板同时接到CAN总线和I²C总线上，AD-CCL板也同时接到CAN总线和I²C总线上，CBL板和双向遥传计数板之间通过并行总线连接。

其中双向遥传计数板一方面与信号处理板接口进行井下仪器的控制和对井下仪器数据解码，另一方面直接与工控机进行通信。

其中深度板能够很好的接收及处理设计为两线差分输出形式的光电编码器的输出，并增加了去抖动功能。

其中信号处理板用数字电位器来处理信号的频率特性，并增设了均衡电路，改善接受特性。

其中AD-CCL板中的隔离电路对模拟节箍的处理采用电流取样方式。

本实用新型与原有系统不同，主要差别在于：

1、原有系统采用深度板做主控板，而本实用新型采用双向遥传计数板做为主控板，这样就能够在遥传速率增加到200Kbps后，不会对系统增加额外的负担。

2、本实用新型母线上增加了I²C总线，使得其他电路板与主板接口时不必额外加入微处理器，这样就相对减少了干扰信号。

3、本实用新型由数字电位器通过软件对信号的频率特性进行调节，并增加了均衡电路，改善接受特性。

4、本实用新型采用电流取样方式处理模拟节箍，可以省掉体积庞大的电感，而且能更好的隔离信号。

5、本实用新型为了满足长距传输将光电编码器的输出设计为两线差分输出形式，不但提高了传输质量也增加了去抖动功能。

附图说明

图1是本实用新型原理框图。

图2是采集接口箱体原理框图。

图3是软件通讯原理框图。

图4是仪器刻度通讯方式框图。

图5是通讯池的结构框图。

具体实施方式

结合附图，对本实用新型作进一步的描述

如图1所示，本系统由采集接口箱体、工控机系统、深度系统、热敏绘图仪、显示器、供电电源以及相应的系统软件组成。

本实用新型的核心部分是采集接口箱体，在工控计算机的控制下，完成对深度系统的深度信号，各种输出方式的井下仪器测量信号的采集，通过接口箱体完成对井下仪器的各种状态的控制。显示器和热敏绘图仪能完成对测量信息的实时显示和绘图；本实用新型系统软件的核心内容为采集、控制、实时编辑和处理、实时绘图和显示、参数和服务表设置、图形方式、刻度和校正等软件，以及测后的数据回放和处理软件。

本实用新型的核心部分就是采集接口箱体，其原理框图如图2所示，采用遥传计数板作为主控板，母线上增加了一个I²C总线，用于对其它电路板(主要是信号处理板)硬件特性的一些设置；箱体中与工控机的通信预留了USB接口，用RS232或是用USB与工控机通信，不影响其它的电路板，并预留了LED、LCD两种显示接口，不但可以显示深度，遥传计数板也可以在LCD上显示一些信息(如箱体初始化信息)。

信号处理板用于处理井下仪器经电缆传来的编码信号和脉冲信号，以及放大由地面系统向井下仪器发送的命令信号。电路用数字电位器通过软件进行调节来处理信号的频率特性，电路并增加了均衡电路，改善接受特性。

双向遥传计数板，是本实用新型的主控板，一方面与信号处理板接口进行井下仪器的控制和对井下仪器数据解码等处理。另一方面直接与工控机进行通信。并扩展了外部RAM，引入高密度可编程逻辑器件，使得处理能力大大提高。可编程逻辑器件可协助DSP处理实时性要求高的逻辑。

深度板用于处理深度、张力、和磁记号信息。增加了深度预处理电路，消除抖动；AD/CCL板，处理多芯电缆的模拟信号采样，处理模拟节箍和2KHz的调制节箍信号；换挡保护板，用于CBL测井换挡脉冲的产生以及对电缆输入信号进行端口保护。

本实用新型的隔离电路中对模拟节箍的处理采用电流取样方式，这样箱体中就省掉了原有的体积庞大的10H电感，用小体积0.1H的高频铁氧体电感，这样就能更好的隔离信号。

本实用新型在深度处理方面为了满足光电编码器的输出为长距传输而设计了两线差分输出形式，并增加了去抖动功能。

本实用新型的另一个重要组成部分就是系统软件，其原理框图如图3所示，其重要组成部分有：系统之间的通讯池、主测井、射孔、刻度部分(分为实际刻度和测井数据刻度)、曲线回放及处理、硬件程序和图头编辑。

主测井主要完成测井数据的记录、实时显示、实时打印、仪器建立、深度初始化和修改、采样间隔修改等功能。其通讯方向和方式为，当硬件由数据或指令需要向软件输送时，由通讯池变成统一编码的方式，分发给相应需要此参数或数据的软件。同理如果软件需要相应方法送命令或消息时，以统一的编码发向通讯池，通讯池根据编码的内容发向硬件。各软件之间需要通讯时。首先以指令的方式发给通讯池，由通讯池进行分发。

曲线回放及处理用于测井数据重新刻度、修改、处理、回放等。由于在测井过程中，某些曲线出现异常，在我们已知的情况下，为了便于资料处理和解释，我们必须对某些数据进行必要的修改。

仪器刻度分为两部分：测井数据计算和实际刻度。如图4所示：本实用新型的仪器刻度是独立运行的，这样便于仪器扩展，也便于其他程序调用，同时也减少了软件维护的工作量，当加入新的测量仪器时，不必改动主程序，使用分立的方式，即在仪器建立过程中，先选定刻度方法，每种刻度方法对应一个文件名的索引，在我们测井过程中通过调用便可以了。

如图5所示，通讯池是整个程序通讯的关键，它主要完成各软件之间、软件和硬件之间、硬件和硬件之间的数据交换。通讯池在Windows中经常会称为管道，他使得软件和硬件有了相对独立的特性，主测井和其他软件也保证了相对独立性。通讯池主要完成各部分软/硬件的数据交换工作。

本系统建立了新的双向通讯协议，通过软件解码使得双向通讯协议能够便于和其他类型的通讯协议兼容。

本系统建立了较强功能的出图和预处理软件，以便用户使用；先进的“软件模块化构架”“通讯池”结构，使软件兼容性更好。

本系统测井软件、数据采集、硬件设置、数据回放、仪器刻度、通讯池等相对独立，以便任何一种修改的相对独立性，保证各软件的稳定工作；使用总体数据结构定义和协议定义，以便软件之间的统一性和易于扩展性。

本系统将与井下仪器间的通讯速率提高到200Kbps，并在20Kbps、50Kbps、100Kbps、150Kbps、200Kbps之间可选。

Claims (5)

1、一种套管井数据采集成像地面系统，由采集接口箱体、工控机系统、深度系统、热敏绘图仪、显示器、供电电源组成，其特征是采集接口箱体包括双向遥传计数板、深度板、信号处理板、AD-CCL板、CBL板、CAN总线和I²C总线，其中采集接口箱体用RS232或USB实现与工控机之间的通信，并预留了LED、LCD两种显示接口；信号处理板挂接到I²C总线上，深度板挂接到CAN总线上，双向遥传计数板同时接到CAN总线和I²C总线上，AD-CCL板也同时接到CAN总线和I²C总线上，CBL板和双向遥传计数板之间通过并行总线连接。

2、如权利要求1所述的一种套管井数据采集成像地面系统，其特征是双向遥传计数板一方面与信号处理板接口进行井下仪器的控制和对井下仪器数据解码，另一方面直接与工控机进行通信。

3、如权利要求1所述的一种套管井数据采集成像地面系统，其特征是深度板能够很好的接收及处理设计为两线差分输出形式的光电编码器的输出，并增加了去抖动功能。

4、如权利要求1所述的一种套管井数据采集成像地面系统，其特征是信号处理板用数字电位器来处理信号的频率特性，并增设了均衡电路，改善接受特性。

5、如权利要求1所述的一种套管井数据采集成像地面系统，其特征是AD-CCL板中的隔离电路对模拟节箍的处理采用电流取样方式。

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