CN203214051U - 一种抗干扰压力变送器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种抗干扰压力变送器，包括依次电连接的压力信号采集装置、数字传输装置和地面数字信号恢复装置，所述压力信号采集装置包括压力传感器、6芯连接器、压力信号采集部分和密封堵头，所述压力传感器外壳内设有电路板，所述电路板上设有模数转换部分、编码器和信号发送部分，所述地面数字信号恢复装置包括信号接收部分、解码器、数模转换部分和信号处理部分，本实用新型所公开的抗干扰压力变送器小巧美观，结实耐用，抗干扰能力强，更适合恶劣的钻井井场环境。

Description

一种抗干扰压力变送器

技术领域

本实用新型涉及一种石油钻井领域用具，特别涉及一种石油钻井环境下用的抗干扰压力变送器。 

背景技术

目前，我国石油钻井行业中普遍使用无线随钻测斜仪，在无线随钻测斜仪的地面系统中，压力变送器的压力信号包含井下仪器的所有信息。压力变送器本身装在地面泥浆高压管汇上，检测高压立管压力的轻微变化，将压力信号转换成电信号，输出到地面采集设备，是井下信号通过泥浆传送到地面后完成的最初压力信号处理。所以，压力信号的好坏直接影响到地面还原井下仪器送上来信息的准确性和完整性。 

随着井场自动化水平的提高，电动钻机的使用越来越普遍，与机械驱动相比，电驱动具有调速特性好、经济性能高、可靠性强、故障率低、操作更安全、方便、易于实现自动控制等一系列的优越性。特别是全数字控制系统的出现，使得电驱动控制系统控制性能更完善，可靠性更高，调整及更改功能更便捷，故障诊断及维修更方便。但是，功能强大的电动钻机对定向过程中压力信号的质量有很大影响，严重的直接导致信号失真，无法对信号正常解码。 

为了解决电动钻机对压力信号的干扰，先对压力变送器的初始电信号（也就是模拟信号）加屏蔽线，模拟信号上的干扰有所减轻，但信号仍然失真，无法对信号正常解码。压力信号本身是模拟信号，模拟信号是连续的电信号，外界的干扰随时都有可能使其受到影响，导致无法对信号正常解码。而数字信号是二进制数，只有0和1两个极端状态而无中间数字，抗干扰能力强，无噪声积累，运算方法也简单，可以避免上述电动钻机对定向过程中模拟信号的干扰。所以，迫切需要一种能在石油钻井环境下抗干扰的压力变送器。 

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种抗干扰压力变送器，以达到可以进行100m长距离数据传输，避免模拟信号失真和感染，提高抗干扰能力的目的。 

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下： 

一种抗干扰压力变送器，包括依次电连接的压力信号采集装置、数字传输装置和地面数字信号恢复装置，所述压力信号采集装置包括压力传感器、6芯连接器、压力信号采集部分和密封堵头，所述压力传感器外壳内设有电路板，所述电路板上设有模数转换部分、编码器和信号发送部分，所述地面数字信号恢复装置包括信号接收部分、解码器、数模转换部分和信号处理部分。

优选的，所述模数转换部分的电路核心采用8通道、串行16-Bit的高速模数转换器（ADC）。 

优选的，所述编码器为微处理器。 

通过上述技术方案，本实用新型提供的抗干扰压力变送器包括依次电连接的压力信号采集装置、数字传输装置和地面数字信号恢复装置，压力信号采集装置进行信号的采集，并转换成数字信号输送到数字传输装置，再由数字传输装置将信号通过电缆线传送到地面数字信号恢复装置，再经过一系列的解码，转换成模拟信号，最后将模拟信号送往地面采集设备，在整个传输过程中，采用数字信号的传输，增加了信号的稳定性和可靠性，能够避免石油钻井时恶劣、复杂井场环境给有效信号传输带来的干扰。 

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。 

图1为本实用新型实施例所公开的一种抗干扰压力变送器的使用状态示意图。 

图2为本实用新型实施例所公开的压力信号采集装置的示意图。 

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。 

本实用新型提供了一种抗干扰压力变送器，如图1所示的结构，该抗干扰压力变送器采用数字信号进行传输，增加了信号的可靠性和抗干扰性，能够有效避免钻井的恶劣环境对信号传输带来的影响。 

参考图1，该抗干扰压力变送器包括依次电连接的压力信号采集装置1、数字传输装置2和地面数字信号恢复装置3。如图2中所示，压力信号采集装置1包括压力传感器5、6芯连接器6、压力信号采集部分7和密封堵头8，压力传感器外壳内设有电路板9，电路板9上设有模数转换部分、编码器和信号发送部分。地面数字信号恢复装置3包括信号接收部分、解码器、数模转换部分和信号处理部分。 

压力信号采集装置1放置在井口地面泥浆高压管汇上，地面数字信号恢复装置3放置在工作间中，数字传输装置2实现二者的长距离连接。 

压力信号采集装置1中的压力信号采集部分7直接接触高压关汇上的泥浆压力信号，将泥浆压力信号转换成电信号，对电信号进行抗干扰处理，然后将电信号引入模数转换部分，该模数转换部分的电路采用8通道、串行16-Bit 的高速模数转换器（ADC），将电信号转换成数字信号；然后由起编码器作用的微处理器采集ADC输出的数字信号，采样频率1KHz，远远高于奈奎斯特采样定理要求的采样频率要求，采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息，确保了采集信号的完整性和准确性，微处理器再将数字信号按一定的协议进行编码，将编码后的数据通过6芯连接器6以固定的通信协议发送到数字传输装置2。 

数字传输装置2将编码后的信号以0、1的数字信号方式经100m电缆线传送到地面数字信号恢复装置3，因为数字信号是二进制数，只有0和1两个极端状态而无中间数字，抗干扰能力强，无噪声积累，在传输过程中井场恶劣环境的干扰对数字信号影响小，大大减小电动钻机的干扰。 

地面数字信号恢复装置3的信号接收部分接收数字信号，由解码器对这些数字信号进行解码，解码方法对应编码方法；然后将解码后的数字信号送至数模转换部分，该部分的数模转换电路采用单输入通道、16-Bit串行输入、高速数模转换器（ADC），将数字信号转换成以标准4～20mA的电流输出的模拟信号；信号处理部分对还原的4～20mA的模拟信号进行滤波处理，再将信号送往地面采集设备4。 

本实用新型提供的抗干扰压力变送器，采用100m长距离传送数字信号，改变了过去压力变送器一般只将井口泥浆压力信号转换成4～20mA标准电信号的方式，避免模拟信号抗干扰能力差、信号容易失真，导致无法对信号正常解码的情况发生。同时，这种抗干扰压力变送器传送的数字信号也不存在传送模拟信号时的信号衰减问题，甚至当信号减弱的时候可以无失真的恢复，极大地增强了整套仪器系统的抗干扰性能，增加系统信号的稳定性和可靠性；同时抗干扰压力变送器既小巧美观，又结实耐用，更适合恶劣的钻井井场环境。 

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。 

Claims (3)

1.一种抗干扰压力变送器，其特征在于，包括依次电连接的压力信号采集装置、数字传输装置和地面数字信号恢复装置，所述压力信号采集装置包括压力传感器、6芯连接器、压力信号采集部分和密封堵头，所述压力传感器外壳内设有电路板，所述电路板上设有模数转换部分、编码器和信号发送部分，所述地面数字信号恢复装置包括信号接收部分、解码器、数模转换部分和信号处理部分。

2.根据权利要求1所述的一种抗干扰压力变送器，其特征在于，所述模数转换部分的电路核心采用8通道、串行16-Bit的高速模数转换器（ADC）。

3.根据权利要求1所述的一种抗干扰压力变送器，其特征在于，所述编码器为微处理器。

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