[發(fā)明專利]隨鉆測量傳感器模擬裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410381314.0
• 申請(qǐng)日: 2014-08-05
• 公開（公告）號(hào): CN104880959A
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏春明;李志廣;韓曉文;金平;張猛;張鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司
• 主分類號(hào): G05B17/02
• 分類號(hào): G05B17/02
• 代理公司: 天津才智專利商標(biāo)代理有限公司 12108
• 代理人: 王顕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及定向鉆井領(lǐng)域，尤其是一種隨鉆測量傳感器模擬裝置。

背景技術(shù)

隨鉆測量儀器包括定向探管、隨鉆測量傳感器，可以測量井斜角、磁方位角、工具面角等參數(shù)。電阻率伽瑪工具可以測量電阻率、伽瑪?shù)葏?shù)。根據(jù)需要，隨鉆測量儀器可以連接電阻率伽瑪工具在隨鉆過程中，測量井斜角、磁方位角、工具面角等參數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)井眼軌跡的控制,同時(shí)測量電阻率和伽瑪參數(shù)對(duì)地層信息進(jìn)行分析。

在隨鉆測量儀器的研發(fā)過程中，定向探管是必不可少的關(guān)鍵部件，對(duì)其進(jìn)行電路功能測試時(shí)，需要連接隨鉆測量傳感器和電阻率伽瑪工具，不但連接起來費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且這些設(shè)備價(jià)格高，維修周期長。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種隨鉆測量傳感器模擬裝置，其能夠簡單模擬隨鉆測量傳感器和電阻率伽瑪工具的功能。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明包括

MCU，其為AT89C4051單片機(jī)；

電源轉(zhuǎn)換接口電路模塊，其由DC-DC芯片及其外圍電路、模擬電阻率伽瑪工具負(fù)載電路組成；DC-DC芯片的輸入為36V,輸出5V給MCU、譯碼顯示電路模塊、波特率控制電路模塊、串口轉(zhuǎn)換電路模塊、傳感器狀態(tài)指示保持或者改變控制電路模塊提供電源；模擬電阻率伽瑪工具負(fù)載電路包括大功率電阻以及發(fā)光二極管；

譯碼顯示電路模塊，其由發(fā)光二極管配合SN54HC138及其外圍電路來實(shí)現(xiàn)；

波特率控制電路模塊，其由波段開關(guān)、電阻和單片機(jī)的I/O口組成的采樣電路實(shí)現(xiàn)；

串口轉(zhuǎn)換電路模塊，其由MAX232及其外圍電路組成，實(shí)現(xiàn)MCU與上級(jí)定向探管電路之間的通訊；

以及傳感器狀態(tài)指示保持或者改變控制電路模塊，其由單片機(jī)外部中斷口和電阻以及復(fù)位開關(guān)組成；通過控制MCU的外部中斷來對(duì)傳感器的多種狀態(tài)進(jìn)行選擇。

本發(fā)明的有益效果是：定向探管連接隨鉆模擬測試裝置進(jìn)行電路功能測試時(shí)，能夠真實(shí)的模擬傳感器的8種工作姿態(tài)、電阻率伽瑪工具的傳輸數(shù)據(jù)以及功率特征。有效避免了定向探管連接真實(shí)傳感器和電阻率伽瑪工具進(jìn)行測試可能損壞傳感器或者電阻率伽瑪工具，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失的風(fēng)險(xiǎn)，而且測試的連接方法簡單方便。

附圖說明

圖1為本發(fā)明隨鉆測量傳感器模擬裝置的電路原理框圖；

圖2為本發(fā)明隨鉆測量傳感器模擬裝置的系統(tǒng)控制流程圖。

具體實(shí)施方式

根據(jù)無磁校驗(yàn)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)室校驗(yàn)隨鉆測量儀器時(shí)的需要設(shè)計(jì)了8種常用的隨鉆測量傳感器工作姿態(tài)，并根據(jù)電阻率伽瑪工具的負(fù)載電流和數(shù)據(jù)格式設(shè)計(jì)了模擬電阻率伽瑪工具的功能。本發(fā)明通過硬件電路和MCU軟件的配合來實(shí)現(xiàn)上述功能。8種工作姿態(tài)如下表所示：

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明：

參見圖1和圖2，本發(fā)明的隨鉆測量傳感器模擬裝置包括

MCU1，其選擇為AT89C4051單片機(jī)，其管腳少，接口電路簡單，完全能滿足此電路的設(shè)計(jì)需要；

電源轉(zhuǎn)換接口電路模塊2，其由DC-DC芯片及其外圍電路、模擬電阻率伽瑪工具負(fù)載電路組成；DC-DC芯片的輸入為36V,輸出5V給MCU1、譯碼顯示電路模塊3、波特率控制電路模塊4、串口轉(zhuǎn)換電路模塊5、傳感器狀態(tài)指示保持或者改變控制電路模塊6提供電源；模擬電阻率伽瑪工具負(fù)載電路包括大功率電阻以及發(fā)光二極管；

譯碼顯示電路模塊3，其由發(fā)光二極管配合SN54HC138及其外圍電路來實(shí)現(xiàn)；

波特率控制電路模塊4，其由波段開關(guān)、電阻和單片機(jī)的I/O口組成的采樣電路實(shí)現(xiàn)；

串口轉(zhuǎn)換電路模塊5，其由MAX232及其外圍電路組成，實(shí)現(xiàn)MCU1與上級(jí)定向探管電路7之間的通訊；

以及傳感器狀態(tài)指示保持或者改變控制電路模塊6，其由單片機(jī)外部中斷口和電阻以及復(fù)位開關(guān)組成；通過控制MCU1的外部中斷來對(duì)傳感器的8種狀態(tài)進(jìn)行選擇。

如圖1和圖2所示，當(dāng)模擬隨鉆測量傳感器時(shí)由定向探管電路7的VSENSOR供電(VSENSOR代表定向探管是對(duì)隨鉆測量傳感器供電)，此時(shí)對(duì)應(yīng)的Sensor指示燈發(fā)光，表示模擬的是隨鉆測量傳感器。

上電后，MCU1根據(jù)波特率控制電路模塊4的控制隨時(shí)采樣波特率的設(shè)置情況，能選擇4種不同的波特率(1200，2400，4800，9600bps)，利用選擇的波特率通過串口轉(zhuǎn)換電路模塊5實(shí)現(xiàn)與定向探管電路7之間的通訊。