[實用新型]高集成度測井地面系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320272401.3
• 申請日: 2013-05-20
• 公開（公告）號: CN203614091U
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 伍軍;楊明;吳軍章
• 申請（專利權(quán)）人: 北京華脈世紀(jì)石油科技有限公司
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B49/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油測井儀器領(lǐng)域，可用于勘探測井、生產(chǎn)測井、成像測井、隨鉆測井、水平井測井、射孔、取芯、試井、儀器維修、教學(xué)等過程。

背景技術(shù)

常規(guī)的測井地面系統(tǒng)由采集箱體、電源箱體、纜芯控制箱體、示波器面板等多個箱體構(gòu)成。測井作業(yè)時，采集箱體主要負(fù)責(zé)采集井下儀器數(shù)據(jù)、深度數(shù)據(jù)、輔助變量(如張力、自然電位等)；電源箱體負(fù)責(zé)對井下儀器供電；纜芯控制箱體負(fù)責(zé)連通測井電纜與采集箱體、電源箱體，實現(xiàn)不同系列儀器的信號和電源分配；示波器面板在設(shè)備發(fā)生故障時維修人員使用。這樣的測井地面系統(tǒng)需要配置的箱體繁多，在測井車中占用較大的空間，運輸、制造成本較高。因此，本公司研制了高集成度測井地面系統(tǒng)，它對多個箱體進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，合并功能模塊，大幅度縮小體積，降低使用和維護(hù)成本。

高集成度測井地面系統(tǒng)的特點是在一個機箱內(nèi)，集成井下信號處理、數(shù)據(jù)采集、儀器供電、纜芯切換、數(shù)據(jù)傳輸、射孔等測井地面系統(tǒng)必備的各項功能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明利用最新的軟件、電子、通訊、電源等技術(shù)，將測井作業(yè)中地面系統(tǒng)所必備的各項功能模塊集成到一個箱體內(nèi)部，形成一個高集成度、高性能的測井地面系統(tǒng)。

本發(fā)明的技術(shù)方案：高集成度地面系統(tǒng)由前端機總成、系統(tǒng)電源、深度系統(tǒng)、井下電源、擴展卡模組、控制面板總成、散熱系統(tǒng)、EMI系統(tǒng)組成。該地面系統(tǒng)在作業(yè)時，與井下儀通過測井電纜連接，與上位機通過通訊線連接。

系統(tǒng)上電后，系統(tǒng)電源將外部電源轉(zhuǎn)換為低壓工作電源。由于系統(tǒng)使用低壓工作電源大多用于精密測量、高速通信等，故需要對低壓工作電源進(jìn)行凈化處理，經(jīng)過凈化后的低壓電源再提供給各功能模塊使用，以保證系統(tǒng)的可靠性。

前端機總成由高性能處理器、LCD液晶顯示屏、功能按鈕、大容量存儲器、通訊管理、總線控制幾部分組成。高性能處理器運行操作系統(tǒng)軟件和箱體功能管理軟件，并將內(nèi)部總線傳輸過來的各種功能信息數(shù)據(jù)在LCD液晶顯示屏上顯示；功能按鈕，可脫離上位機軟件對系統(tǒng)中功能模塊進(jìn)行控制、參數(shù)快捷設(shè)置等；通訊線與主機進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，同時把數(shù)據(jù)存貯在自身的大容量存貯器中；內(nèi)部總線將深度系統(tǒng)、井下電源、擴展卡等連接起來，按照既定的時序?qū)⒏髂K數(shù)據(jù)收集起來，然后傳送給高性能處理器進(jìn)行處理，同時也接收上位機的命令并分配給各指定節(jié)點。

深度系統(tǒng)由深度處理單元、模擬量處理單元、控制單元及存儲單元構(gòu)成。深度處理單元負(fù)責(zé)實時計算當(dāng)前深度、速度，并根據(jù)報警設(shè)置(如：井口報警、井底報警、超速報警、低速報警)，及時上報當(dāng)前深度單元的工作狀態(tài)，以便操作人員或上位機軟件進(jìn)行相關(guān)處理；模擬量處理單元負(fù)責(zé)系統(tǒng)張力信號(TEN)、自然電位信號(SP)、磁記號信號(MMD)及磁定位信號(CCL)的實時采集，張力單元根據(jù)報警設(shè)置(如：遇阻報警、遇卡報警)，及時上報當(dāng)前張力單元的工作狀態(tài)，以便操作人員或上位機軟件進(jìn)行相關(guān)處理；控制單元根據(jù)上位機軟件命令，對深度系統(tǒng)中的各通道增益、通道選擇等參數(shù)進(jìn)行操作，實現(xiàn)程序控制；存儲單元使用高可靠掉電存儲器件，將深度系統(tǒng)中重要的參數(shù)保存下來，掉電后重新上電仍保持最后一次操作參數(shù)。

井下電源為井下儀器提供工作電源。電源模塊從外部電源獲取能量，自帶過壓、過流保護(hù)等功能，根據(jù)上位機軟件或者控制面板的命令變換出需要的頻率的電壓值，同時各種保護(hù)參數(shù)也可以通過命令進(jìn)行設(shè)置。電源模塊自帶的存儲單元將每次更改后的參數(shù)保存下來，掉電后重新上電仍保留最后一次操作參數(shù)。

擴展卡模組可配置擴展板卡1～N個(N＜32)，上電后擴展卡通過內(nèi)部總線與前端機總成進(jìn)行數(shù)據(jù)交換：首先將當(dāng)前所在卡槽位置及其他自身信息上報給前端機總成，然后接收前端機總成配置命令完成初始化配置。完成配置后，擴展卡與箱體內(nèi)部其他節(jié)點按照既定總線時序進(jìn)行工作。由于內(nèi)部總線協(xié)議可自動識別到擴展卡的位置，且總線協(xié)議與卡槽位置進(jìn)行關(guān)聯(lián)，故在擴展卡模組中可以插入多個相同功能擴展卡，利用總線協(xié)議對板卡的禁止、喚醒功能，可選擇相同功能板卡中的其中一個作為有效板卡使用。

整個系統(tǒng)中的各個采集板及電源可以按照軟件命令傳輸特定測試點的波形數(shù)據(jù)，并在上位機進(jìn)行顯示，以便調(diào)節(jié)參數(shù)、診斷或排除故障，從而替代獨立示波器面板。

作業(yè)過程中，操作人員通過控制面板總成上的開關(guān)或上位機軟件命令來選擇所需要的纜芯分配模式、供電電壓/頻率等。

附圖說明