[發明專利]一種適用于聲波測井儀器的井下高速數據總線裝置

在審

• 申請號: 201710631621.3
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN107288624A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 張偉;師奕兵;劉蘇浪;付浩瀚;張靜;朱振振
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: E21B47/14
• 分類號: E21B47/14;E21B47/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙)51220
• 代理人: 溫利平

1.一種適用于聲波測井儀器的井下高速數據總線裝置，其特征在于，包括：基于RS-485技術的全局總線、總線控制板、多塊總線轉接板；

所述的全局總線的兩端分別為總線控制板和終端匹配電阻接頭，多塊的總線轉接板位于總線控制板和終端匹配電阻接頭之間，每塊總線轉接板上掛接一個聲波測井儀器掛接；

所述的總線控制板自帶有RS-485總線數據收發器，通過LAN接口接收地面控制系統下發的控制命令，再通過RS-485總線數據收發器將命令發送到全局總線上，同時RS-485總線數據收發器接收全局總線上的測井數據并上傳給地面控制系統；

所述的多塊總線轉接板中的每一塊均包括總線控制模塊、命令發送模塊和數據接收模塊，以及RS-485總線數據收發器、基于LVDS技術的儀器總線、LVDS數據收發器和LVDS時鐘發送器；

總線控制模塊利用RS-485總線數據收發器接收全局總線上的命令，對命令進行CRC校驗后做出解析，并根據解析出的命令來控制聲波測井儀器進行正常工作，同時把從聲波測井儀器接收到的測井數據進行組幀和壓縮，再通過內部的RS-485總線數據收發器上傳給總線控制板；

命令發送模塊將總線控制模塊解析得到的命令進行編碼并通過LVDS數據收發器發送到儀器總線上，聲波測井儀器通過通過LVDS數據收發器接收命令，并根據命令進行相應的參數配置和測井作業，同時命令發送模塊產生基準通信時鐘發送給數據接收模塊，并通過LVDS時鐘發送器發送給聲波測井儀器，使總線轉接板與聲波測井儀器通信同步；

數據接收模塊用于接收聲波測井儀器通過儀器總線發送過來的聲波測井數據，并存儲到相應的存儲器中，然后通過總線控制模塊將存儲器中存儲的三維聲波測井數據發送到地面控制系統；

在測井過程中，地面控制系統通過測井電纜下發控制命令到總線控制板，總線控制板通過LAN接口接收命令，并通過RS-485總線數據收發器將命令發送到全局總線上，總線轉接板通過內部的RS-485總線收發器接收命令，再將命令解析后通過LVDS數據收發器將命令發送到儀器總線上，聲波測井儀器接收總線上的命令，并根據接收到的命令進行相應的測井工作，在此期間聲波測井儀器將測井數據通過LVDS數據收發器上傳給總線轉接板，總線轉接板將測井數據組幀和壓縮，然后通過RS-485總線數據收發器將測井數據發送到全局總線上，總線控制板接收全局總線上的數據并上傳給地面控制系統。

2.根據權利要求1所述的一種適用于聲波測井儀器的井下高速數據總線裝置，其特征在于，所述的全局總線由兩條雙絞線組成，其中，一條用于下發命令，另一條用于上傳數據；全局總線采用全工的工作方式，全局總線電氣特性兼容ANSI TIA/EIA-485-A和ISO-8482:1993標準；全局總線拓撲結構采用總線型拓撲結構。

3.根據權利要求1所述的一種適用于聲波測井儀器的井下高速數據總線裝置，其特征在于，所述的總線控制模塊由DSP實現，命令發送模塊和數據接收模塊由FPGA實現；總線控制模塊解析出CRC校驗后的控制命令為16bit；總線控制模塊對測井數據添加CRC校驗位，并根據通信協議進行組幀封裝，然后將封裝好的數據進行DCT壓縮，最后將壓縮的數據通過RS-485數據收發器發送到全局總線上；

所述的命令發送模塊將16bit的控制命令轉化為8bit的控制命令，然后進行8B/10B編碼得到10bit編碼命令，經過并串轉換得到串行命令數據，然后通過LVDS數據收發器轉換成低電壓差分信號，發送至儀器總線上；

所述的數據接收模塊采用盲過采樣法對測井數據進行數據恢復，然后串并轉換得到10bit數據，接著對10bit數據進行8B/10B解碼得到8bit聲波測井數據，最后將數據存入RAM中等待總線控制模塊讀取。