[實(shí)用新型]一種無(wú)線傳輸鉆井參數(shù)儀

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420861811.6
• 申請(qǐng)日: 2014-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204371319U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉傳璽;朱慶豪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東科技大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B47/12
• 分類號(hào): E21B47/12;E21B47/00
• 代理公司: 無(wú)
• 代理人: 無(wú)

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及鉆井監(jiān)測(cè)裝置領(lǐng)域，具體是一種無(wú)線傳輸鉆井參數(shù)儀。

背景技術(shù)

目前鉆井參數(shù)儀數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)大多是靠有線通信，而有線傳輸受地理環(huán)境影響較大，不能任意鋪設(shè)，且可擴(kuò)充性差，在鉆井搬遷過(guò)程中拆卸和安裝工作量大；相比較而言，無(wú)線通信卻具有高移動(dòng)性、通信范圍不受環(huán)境條件的限制、傳輸范圍能得到較大地拓寬等優(yōu)點(diǎn)。在這種情況下，研制開(kāi)發(fā)了無(wú)線傳輸鉆井參數(shù)儀。無(wú)線鉆井參數(shù)儀在鉆井過(guò)程中，具有實(shí)時(shí)采集、無(wú)線傳輸、實(shí)時(shí)監(jiān)控以及計(jì)算機(jī)分析與打印等功能，從而提高了鉆井現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)采集與記錄分析的準(zhǔn)確性、可靠性，使鉆井參數(shù)儀器儀表更具實(shí)用性，實(shí)現(xiàn)了更新?lián)Q代。如名稱為：體化鉆井泥漿參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（申請(qǐng)?zhí)枺?00920246845.3），名稱為：鉆井綜合參數(shù)無(wú)線傳輸裝置（申請(qǐng)?zhí)枺?01120575580.9）等技術(shù)方案雖然采用了無(wú)線傳輸技術(shù)方案，但功能比較單一，無(wú)法滿足鉆井作業(yè)綜合化需求。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型由鉆井指揮觀測(cè)室和鉆井現(xiàn)場(chǎng)兩部分組成，所述鉆井指揮觀測(cè)室部分由通信接口、系統(tǒng)觀測(cè)工控機(jī)和打印機(jī)組成，所述鉆井現(xiàn)場(chǎng)部分由井臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管理站和智能分站組成。其中，通信接口是鉆井現(xiàn)場(chǎng)的井臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管理站、智能分站與系統(tǒng)觀測(cè)工控機(jī)數(shù)據(jù)交換的電氣通道，同時(shí)還具有現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)超限時(shí)的報(bào)警功能；系統(tǒng)觀測(cè)工控機(jī)可以增加、刪除系統(tǒng)掛接的智能分站，各類監(jiān)測(cè)參數(shù)的類型定義，報(bào)警上下限的設(shè)置與修改以及正常工作時(shí)顯示現(xiàn)場(chǎng)的各個(gè)參數(shù)信息，并將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示在工作界面上，同時(shí)對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分類管理，包括定時(shí)存儲(chǔ)、顯示實(shí)時(shí)曲線、生成各類報(bào)表并可以輸出等；打印機(jī)可以將各類參數(shù)、圖標(biāo)記錄在紙質(zhì)介質(zhì)上；井臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管理站能夠采集和存儲(chǔ)智能分站監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)信息，并將智能分站監(jiān)測(cè)的信息上傳給鉆井指揮觀測(cè)室，井臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管理站還可以井臺(tái)上作業(yè)的人員能實(shí)時(shí)地觀察到智能分站監(jiān)測(cè)的各類信息參數(shù)，并且對(duì)各類參數(shù)一旦超限時(shí)提供聲光報(bào)警，及時(shí)提醒工作人員現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)的異常情況，以最快的速度采取應(yīng)急措施，避免事故的發(fā)生和擴(kuò)大化。智能分站能夠監(jiān)測(cè)鉆井過(guò)程中各類物理參數(shù)，并能將各類物理參數(shù)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，智能分站將各類傳感器信息經(jīng)采集、處理后存放在自己的內(nèi)存中供井臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管理站和鉆井指揮觀測(cè)室實(shí)時(shí)調(diào)用。

作為改進(jìn)，?所述通信接口包括無(wú)線模塊、聲光報(bào)警裝置、通信接口變換驅(qū)動(dòng)和工控機(jī)串行口，其中無(wú)線模塊采用透明式數(shù)據(jù)傳輸，內(nèi)裝E²PROM及看門狗電路，而且掉電后可記憶設(shè)置參數(shù)，具有組網(wǎng)通信模式；工業(yè)級(jí)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，工作溫度范圍寬，可適合野外工作；傳輸距離較遠(yuǎn)，便于點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信；通信接口變換驅(qū)動(dòng)將工控機(jī)串行口RS-232信號(hào)電平轉(zhuǎn)換為TTL電平，實(shí)現(xiàn)與無(wú)線模塊間的電平信號(hào)對(duì)接。

作為改進(jìn)，所述智能分站包括液位智能分站、泵壓智能分站、懸重智能分站和H₂S濃度智能分站。其中，液位智能分站用于監(jiān)測(cè)泥漿池液位，泵壓智能分站用于監(jiān)測(cè)泥漿泵出口壓力，懸重智能分站用于監(jiān)測(cè)井臺(tái)鉆具懸重，H₂S濃度智能分站用于監(jiān)測(cè)泥漿出口處的H₂S濃度的。所述智能分站包括無(wú)線模塊、傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)、電源及電源變換/檢測(cè)報(bào)警電路、存儲(chǔ)器、看門狗電路。傳感器能將檢測(cè)的4～20mA的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，并通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器，將模擬量轉(zhuǎn)變成線性的數(shù)字量，并通過(guò)工程量變換達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試范圍的要求。在設(shè)計(jì)直流電池供電和交直流供電時(shí)，我們考慮到電池的工作時(shí)效的問(wèn)題，在整個(gè)電路設(shè)計(jì)中，增加了電源及電源變換、檢測(cè)報(bào)警電路，監(jiān)測(cè)單片機(jī)工作用的12V直流電源和傳感器用的24V直流電源，以保證電路正常工作及測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，并將電源報(bào)警信息及時(shí)上傳至監(jiān)測(cè)工控機(jī)。為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和提高系統(tǒng)運(yùn)行的抗干擾能力，在單片機(jī)系統(tǒng)中擴(kuò)充了存儲(chǔ)器和增加了看門狗電路。

作為改進(jìn)，所述液位智能分站的傳感器為THE?PROBE一體化超聲波液位傳感器，所述泵壓智能分站和懸重智能分站傳感器為防爆型JYB-KB-PAG型壓力傳感器，所述H₂S濃度智能分站選用的傳感器為MF420C型氣體濃度傳感器。上述傳感器滿足系統(tǒng)體積、功耗的要求。A/D轉(zhuǎn)換器采用12位的串行A/D轉(zhuǎn)換器TLC2543。無(wú)線模塊選取的是北京捷麥公司的D21DL型無(wú)線數(shù)傳模塊，適合野外工作，傳輸距離較遠(yuǎn)，便于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。