CN209911959U - 一种应用在钻井现场的多功能数据采集接口 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用在钻井现场的多功能数据采集接口，该接口包括RS485/232转换模块、电源变换模块、CAN/Eth.转换模块、采集计算机、WITS数据通讯模块。该接口可以灵活地接入多个MODBUS总线传感器、CAN总线传感器，并将这些传感器采集的物理信号转换成各种工程数据，并以WITS标准协议输出。本实用新型有着良好的通用性，可作为核心设备获取钻井现场的实时作业数据，为现场的钻井时效分析、油气评价提供重要的依据。

Description

一种应用在钻井现场的多功能数据采集接口

技术领域

本实用新型特别涉及一种应用在钻井现场的多功能数据采集接口。

背景技术

随着油气资源不断开采利用，国内待开发油气资源，主要集中于更深更复杂的油气藏，深井复杂井不断增多，钻井难度越来越大，钻井周期越来越长，钻井成本越来越高，严重制约了这些区域油气勘探的进程和效益。为提高钻井时效，一个有效的方式是利用数据分析技术，挖掘数据价值，通过精细化作业提升效率。数据分析的前提是必须要有数据源，通过一个值得信任的数据采集接口，对现场传感器的信号进行采集和传输。但目前，石油勘探现场的数据采集设备存在总类繁多，数据不全的情况，这对后续的数据分析造成了不良的影响。

实用新型内容

针对上述现状，本实用新型提供一种多功能数据采集接口，其输入接口灵活多样、输出接口标准规范，可以作为一种通用采集接口应用在钻井现场。

为了实现以上目的，本实用新型的技术方案是提供一种应用在钻井现场的多功能数据采集接口，包含：

RS485/232转换模块、CAN/Eth转换模块、采集计算机、WITS数据通讯模块；

所述RS485/232转换模块，其输入端与外部的若干个MODBUS总线传感器连接，输出端与所述采集计算机的第一接口连接；

所述CAN/Eth转换模块，其输入端与外部的若干个CANBUS总线传感器连接，输出端与所述采集计算机的第二接口连接；

所述采集计算机，其第三接口与WITS数据通讯模块一端双向连接；

所述WITS数据通讯模块的另一端，与外部的WITS通讯设备双向连接，进行所述采集计算机与WITS通讯设备之间的数据交换。

可选地，所述RS485/232转换模块包含RS485接口、RS232接口，进行RS485信号与RS232信号的双向转换；

所述RS485/232转换模块的RS485接口与MODBUS总线传感器，通过MODBUS总线连接；

所述采集计算机的RS232接口，与所述RS485/232转换模块的RS232接口连接，采集MODBUS总线传感器的数据。

可选地，所述CAN/Eth转换模块包含CANBUS接口、以太网接口，进行CAN信号与以太网信号的双向转换；

所述CAN/Eth.转换模块的CANBUS接口与CAN总线传感器，通过CAN总线连接；

所述采集计算机的以太网接口，与所述CAN/Eth转换模块的以太网接口连接，采集CAN总线传感器的数据。

可选地，所述的多功能数据采集接口进一步包含电源变换单元，向与其分别连接的所述RS485/232转换模块、CAN/Eth转换模块、采集计算机供电。

可选地，所述电源变换单元向与其连接的MODBUS总线传感器、CAN总线传感器供电；

或者，所述RS485/232转换模块输出直流电源，为与其连接的MODBUS总线传感器供电；所述CAN/Eth转换模块输出直流电源，为与其连接的CAN总线传感器供电。

可选地，所述RS485/232转换模块、电源变换单元、CAN/Eth转换模块放置于同一个防爆箱体内。

可选地，所述WITS数据通讯模块包含RS232接口、以太网接口，与所述WITS通讯设备连接。

可选地，所述采集计算机为X86架构的计算机；

所述WITS通讯设备是外部的另一个计算机。

可选地，所述采集计算机采集MODBUS总线传感器、CANBUS总线传感器数据，并输出WITS协议数据至WITS数据通讯模块。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型提供一种应用在钻井现场的多功能数据采集接口，该采集接口可以通过CAN总线和MODBUS总线采集多种传感器，通过WITS(钻井井场数据传输标准)协议输出数据。该采集接口在整个钻、录井过程中处于数据源位置，是整个钻、录井数据处理、应用的核心，为现场的钻井时效分析、油气评价提供重要的依据。

本实用新型支持钻井现场目前广泛采用的两大类总线传感器，可灵活地接入不同数量、不同类型的传感器，将各种物理信号转换为数字编码后的电信号。数据输出采用WITS协议，该WITS协议是一种在石油钻井行业的数据处理软件中广泛使用的通用协议。本实用新型可有效地解决目前各种井场数据采集仪器数据接口不统一的问题，大大减少了现场的仪器调试工作量，具有良好的通用性。

附图说明

图1为本实用新型所述多功能数据采集接口的系统框图。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本实用新型做进一步阐述。

参见图1，本实用新型提供一种应用在钻井现场的多功能数据采集接口，包含：RS485/232转换模块1、电源变换单元2、CAN/Eth.转换模块3、采集计算机4、WITS数据通讯模块5。

RS485/232转换模块1和CAN/Eth.转换模块3的输出端，分别与采集计算机4连接；采集计算机4与WITS数据通讯模块5双向连接。电源变换单元2分别电路连接至RS485/232转换模块1、CAN/Eth.转换模块3、采集计算机4，为其供电。

RS485/232转换模块1与外部的MODBUS总线传感器，通过MODBUS总线连接，使得采集计算机4可以通过其自身的RS232接口采集MODBUS总线传感器的数据。该类传感器的数量，根据实际所需的数量灵活配置。

RS485/232转换模块1实现RS485信号至RS232信号的双向转换，除包含RS485接口、RS232接口外，还可输出24V标准的直流电源，直接为MODBUS总线传感器供电。

CAN/Eth.转换模块3与外部的CAN总线传感器，通过CAN总线连接，使得采集计算机4可以通过其自身的以太网接口采集CAN总线传感器的数据。该类传感器的数量，根据实际所需的数量灵活配置。

CAN/Eth转换模块3实现CAN信号至以太网信号的双向转换，除包含CANBUS接口、以太网接口外，还可输出24V标准的直流电源，直接为CAN总线传感器供电。

采集计算机4为X86架构的计算机，采集各类传感器的数据，对其计算、转换后相应地生成WITS协议数据。

具体地，采集计算机4内含的采集软件，通过对MODBUS协议解析，可采集符合MODBUS协议的采集模块，如模拟量输入模块、数字I/O模块等。典型的模块如泓格的I-7000(牛顿)系列、研华的ADAM-5000系列模块。同时，也能采集使用MODBUS协议的智能传感器，如艾默生的粘度计、密度计等。所述采集软件通过对CAN Open协议解析，可采集符合CAN Open协议的CAN采集模块。各种采集模块接入的传感器参数被解析，并通过采集软件计算后生成工程数据，再转换成WITS协议进行传输。

WITS数据通讯模块5包括RS232接口、以太网接口，通过建立不同的连接，如UDP、TCP连接，使得采集计算机4通过该WITS数据通讯模块5与外部的WITS通讯设备相连接后进行数据交换。示例的WITS通讯设备可以是计算机。

电源变换单元2将220V的交流电转换成直流后供各模块工作；各外部传感器的供电也可以通过电源变换单元2供给。

可以将RS485/232转换模块1、电源变换单元2、CAN/Eth转换模块3放置于同一防爆箱体内。

本实用新型的多功能数据采集接口，其具体工作原理如下：

外部接入的MODBUS总线传感器、CANBUS总线传感器，将各种不同类型的物理信号转换成相应的总线编码数据后发送到相应的总线上，编码数据包括采用RS485电平形式的MODBUS协议数据、采用CAN电平形式的CAN Open协议数据。

其中，MODBUS协议数据通过RS485/232转换模块1传输进入采集计算机4，CAN Open协议数据通过CAN/Eth.转换模块3传输进入采集计算机4。采集计算机4内的采集软件根据设置，对所述的MODBUS协议数据和CAN Open数据进行解析，并按相应的转换公式计算生成各项工程数据，再将各工程数据按WITS协议进行封装，形成WITS协议数据后进行传输。上述WITS协议数据通过WITS数据通讯模块5发送到外部的WITS通讯设备上，使外部的WITS通讯设备得以获取到其需要的由各传感器转换后得到的工程数据。

综上所述，本实用新型提供一种应用在钻井现场的多功能数据采集接口，该接口可以灵活地接入多个MODBUS总线传感器、CAN总线传感器，并将上述传感器采集的物理信号转换成各种工程数据，并以WITS标准协议输出。本实用新型有着良好的通用性，可作为核心设备获取钻井现场的实时作业数据，为现场的钻井时效分析、油气评价提供重要的依据。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种应用在钻井现场的多功能数据采集接口，其特征在于，包含：

RS485/232转换模块、CAN/Eth转换模块、采集计算机、WITS数据通讯模块；

所述RS485/232转换模块，其输入端与外部的若干个MODBUS总线传感器连接，输出端与所述采集计算机的第一接口连接；

所述CAN/Eth转换模块，其输入端与外部的若干个CANBUS总线传感器连接，输出端与所述采集计算机的第二接口连接；

所述采集计算机，其第三接口与WITS数据通讯模块一端双向连接；

所述WITS数据通讯模块的另一端，与外部的WITS通讯设备双向连接，进行所述采集计算机与WITS通讯设备之间的数据交换。

2.如权利要求1所述的多功能数据采集接口，其特征在于，

所述RS485/232转换模块包含RS485接口、RS232接口，进行RS485信号与RS232信号的双向转换；

所述RS485/232转换模块的RS485接口与MODBUS总线传感器，通过MODBUS总线连接；

所述采集计算机的RS232接口，与所述RS485/232转换模块的RS232接口连接，采集MODBUS总线传感器的数据。

3.如权利要求1所述的多功能数据采集接口，其特征在于，

所述CAN/Eth转换模块包含CANBUS接口、以太网接口，进行CAN信号与以太网信号的双向转换；

所述CAN/Eth.转换模块的CANBUS接口与CAN总线传感器，通过CAN总线连接；

所述采集计算机的以太网接口，与所述CAN/Eth转换模块的以太网接口连接，采集CAN总线传感器的数据。

4.如权利要求1～3中任意一项所述的多功能数据采集接口，其特征在于，

进一步包含电源变换单元，向与其分别连接的所述RS485/232转换模块、CAN/Eth转换模块、采集计算机供电。

5.如权利要求4所述的多功能数据采集接口，其特征在于，

所述电源变换单元向与其连接的MODBUS总线传感器、CAN总线传感器供电；

或者，所述RS485/232转换模块输出直流电源，为与其连接的MODBUS总线传感器供电；所述CAN/Eth转换模块输出直流电源，为与其连接的CAN总线传感器供电。

6.如权利要求4所述的多功能数据采集接口，其特征在于，

所述RS485/232转换模块、电源变换单元、CAN/Eth转换模块放置于同一个防爆箱体内。

7.如权利要求1～3中任意一项所述的多功能数据采集接口，其特征在于，

所述WITS数据通讯模块包含RS232接口、以太网接口，与所述WITS通讯设备连接。

8.如权利要求1所述的多功能数据采集接口，其特征在于，

所述采集计算机为X86架构的计算机；

所述WITS通讯设备是外部的另一个计算机。

9.如权利要求1所述的多功能数据采集接口，其特征在于，

所述采集计算机采集MODBUS总线传感器、CANBUS总线传感器数据，并输出WITS协议数据至WITS数据通讯模块。

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