[實用新型]隨鉆測量井下儀器信號傳輸總線結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220633030.2
• 申請日: 2012-11-26
• 公開（公告）號: CN202900264U
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張健庚;魏春明;韓曉文;李志廣;金平;張猛;張鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油集團渤海鉆探工程有限公司
• 主分類號: E21B47/12
• 分類號: E21B47/12
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 王顕

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種隨鉆測量井下儀器短節(jié)間的電氣連接結(jié)構(gòu)，尤其是一種隨鉆測量井下儀器信號傳輸總線結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

在定向井鉆井工程中，隨鉆測量井下儀器為短節(jié)式連接結(jié)構(gòu)，各短節(jié)間進行電氣連接和機械連接，電氣連接用以提供電源和進行信號傳輸，機械連接用以傳遞鉆井液和扭矩。目前，井下儀器間的電源供給和信號發(fā)送接收都采用點對點直接連接方式，該方式最少由電源線、信號線2條線連接，且當各短節(jié)間進行順序調(diào)整或增減短節(jié)時，還需要重新設(shè)計走線布局。該連接方式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，擴展性差，增加了機械部分的設(shè)計難度，不便于井下工具組裝、更換，不便于故障的診斷和維修，井下工具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作可靠性差。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種利用載波通訊技術(shù)形成單總線系統(tǒng)的隨鉆測量井下儀器信號傳輸總線結(jié)構(gòu)。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型包括總線、植入在每個短節(jié)內(nèi)部的調(diào)制解調(diào)（modem）電路板以及短節(jié)中心控制器，所述總線和短節(jié)中心控制器通過調(diào)制解調(diào)電路板連接在一起；所述總線為將電源線和傳輸信號線集成為一根的電源載波通訊總線；所述調(diào)制解調(diào)電路板包括：

解調(diào)電路，用于將所述總線上傳輸?shù)念l率信號轉(zhuǎn)換成二進制信號；

單片機，用于接收和處理所述調(diào)制電路轉(zhuǎn)換后的二進制信號以及用于對所述調(diào)制電路輸出二進制信號，并通過所述RS485串口通訊電路與所述短節(jié)中心控制器進行數(shù)據(jù)通訊；

調(diào)制電路，用于將所述單片機輸出的二進制信號轉(zhuǎn)換成頻率信號并經(jīng)放大電路傳遞給總線；

復(fù)位電路，用于所述單片機復(fù)位；

總線濾波電路，用于濾去所述總線輸出電壓的紋波；

DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊，用于對經(jīng)所述總線濾波電路濾波后的輸出電壓進行電壓變換，并為單片機、解調(diào)電路、調(diào)制電路、放大電路、RS485串口通訊電路以及復(fù)位電路提供電源。

所述單片機為89C51芯片。

所述DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊為單路輸出高溫電源模塊。

所述調(diào)制電路包括74HC04反相器、74HC40103減法器和74HC74觸發(fā)器，所述減法器分別與反相器、觸發(fā)器和單片機相連接，所述觸發(fā)器與放大電路相連接。

所述解調(diào)電路包括XR2211芯片及其外圍電路。

所述RS485串口通訊電路包括MAX485芯片及其外圍電路，并能夠通過邏輯電路實現(xiàn)分時復(fù)用。

所述復(fù)位電路包括MAX708芯片及其外圍電路。

本實用新型的有益效果是：

1、電氣結(jié)構(gòu)簡單，井下工具各短節(jié)間只有1條單芯總線相連，便于機械部分的設(shè)計加工；

2、便于井下儀器系統(tǒng)擴展，井下工具各短節(jié)可以按需要進行位置調(diào)換和數(shù)目增減，而不受各自接口互異的限制；

3、因為連接方式為單芯總線連接，便于故障診斷和維修。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明：

圖1是本實用新型隨鉆測量井下儀器信號傳輸總線結(jié)構(gòu)的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型隨鉆測量井下儀器信號傳輸總線結(jié)構(gòu)的數(shù)字調(diào)頻技術(shù)波形圖；

圖3是本實用新型中調(diào)制解調(diào)電路結(jié)構(gòu)原理框圖。

具體實施方式

參見圖1至圖3，本實用新型的隨鉆測量井下儀器信號傳輸總線結(jié)構(gòu)包括總線1、植入在每個短節(jié)內(nèi)部的調(diào)制解調(diào)電路板以及短節(jié)中心控制器2，所述總線1和短節(jié)中心控制器2通過調(diào)制解調(diào)電路板連接在一起；所述總線1為將電源線和傳輸信號線集成為一根的電源載波通訊總線；所述調(diào)制解調(diào)電路板包括：

解調(diào)電路4，用于將所述總線1上傳輸?shù)念l率信號轉(zhuǎn)換成二進制信號；

單片機3，用于接收和處理所述調(diào)制電路4轉(zhuǎn)換后的二進制信號以及用于對所述調(diào)制電路5輸出二進制信號，并通過所述RS485串口通訊電路7與所述短節(jié)中心控制器2進行數(shù)據(jù)通訊；

調(diào)制電路5，用于將所述單片機3輸出的二進制信號轉(zhuǎn)換成頻率信號并經(jīng)放大電路6傳遞給總線1；

復(fù)位電路8，用于所述單片機3復(fù)位；

總線濾波電路10，用于濾去所述總線1輸出電壓的紋波；

DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊9，用于對經(jīng)所述總線濾波電路10濾波后的輸出電壓進行電壓變換，并為單片機3、解調(diào)電路4、調(diào)制電路5、放大電路6、RS485串口通訊電路7以及復(fù)位電路8提供電源。

所述單片機3為89C51芯片。

所述DC/DC電壓轉(zhuǎn)換模塊9為單路輸出高溫電源模塊。