本發(fā)明涉及連續(xù)油管測井技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種帶光纜的連續(xù)油管實時智能測井系統(tǒng)。
背景技術(shù):
在連續(xù)油管測井工藝中,井底數(shù)據(jù)的實時采集與傳輸技術(shù)是提高連續(xù)油管測井效率的重要手段,連續(xù)油管測井工藝?yán)镁碌臏y井儀器測量油井內(nèi)的各種參數(shù),溫度與壓力參數(shù)作為主要的井下參數(shù),在進(jìn)行測量后利用一定的方法將數(shù)據(jù)傳送到井上的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),通過對數(shù)據(jù)的整理分析以及比對,可以轉(zhuǎn)化為可直接觀察的參數(shù)圖表,便于對井下環(huán)境做出判斷,進(jìn)而得出下一步工作計劃。
在現(xiàn)有技術(shù)中,通過不同類型的傳感器對井下數(shù)據(jù)進(jìn)行測量,包括溫度傳感器、壓力傳感器等,由于油井內(nèi)為高溫高壓的環(huán)境,已有較多的企業(yè)通過利用耐高溫、耐高壓的器件完成數(shù)據(jù)的測量以及傳送。測量信號的傳輸技術(shù)一般是利用井下數(shù)據(jù)編碼器將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為聲波信號,利用聲波進(jìn)行無線數(shù)據(jù)的傳輸,再利用井口傳感器監(jiān)測聲波信號、解碼還原為原始施工數(shù)據(jù),最后傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的整理與分析,但聲波信號在傳輸過程中會有一定的衰減,且傳輸?shù)乃俣容^慢,當(dāng)測井儀器位于較深的位置時,需要一定的時間才能傳輸至井上,直至工作人員觀察到時已經(jīng)經(jīng)歷了較長的時間,故存在一定的誤差與滯后性,會影響工作人員的判斷;現(xiàn)有技術(shù)中也有利用電纜進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸,但電纜的傳輸效果也不盡人意。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題,本發(fā)明提供一種帶光纜的連續(xù)油管實時智能測井系統(tǒng)。
一種帶光纜的連續(xù)油管實時智能測井系統(tǒng),包括位于地面的數(shù)據(jù)處理裝置、位于油井內(nèi)的測量裝置以及位于數(shù)據(jù)處理裝置與測量裝置之間的連續(xù)油管光纜總成,測量裝置將油井內(nèi)參數(shù)測量后通過連續(xù)油管光纜總成傳輸至數(shù)據(jù)處理裝置進(jìn)行計算分析,測量裝置包括測井儀器載體以及位于測井儀器載體內(nèi)部的電路總成,電路總成包括電源模塊、控制模塊、通訊接口模塊、信號采集及處理模塊、光調(diào)制模塊;信號采集及處理模塊、光調(diào)制模塊均通過通訊接口模塊與控制模塊連接,其中:
信號采集及處理模塊將采集到的信號經(jīng)過處理后發(fā)送至控制模塊,控制模塊將相應(yīng)的信號發(fā)送至光調(diào)制模塊,光調(diào)制模塊將電信號轉(zhuǎn)化為光信號后,由連續(xù)油管光纜總成傳輸至數(shù)據(jù)處理裝置進(jìn)行計算分析;
連續(xù)油管光纜總成包括油管以及位于油管內(nèi)部的光纜;
光調(diào)制模塊包括程控電壓源、發(fā)光管以及開關(guān)電路,其中程控電壓源、發(fā)光管、開關(guān)電路依次連接;程控電壓源通過通訊接口模塊與控制模塊連接,控制模塊控制程控電壓源輸出電壓的大??;控制模塊的信號輸出端與開關(guān)電路連接,控制模塊控制開關(guān)電路的通斷進(jìn)而控制發(fā)光管的亮滅狀態(tài);發(fā)光管將電信號轉(zhuǎn)化為光信號后由光纜傳輸至數(shù)據(jù)處理裝置。
進(jìn)一步的,信號采集及處理模塊包括溫度信號采集及處理模塊、井深信號采集及處理模塊與壓力信號采集及處理模塊,其中:
溫度信號采集及處理模塊、井深信號采集及處理模塊與壓力信號采集及處理模塊分別通過通訊接口模塊將溫度信號、井深信號以及壓力信號發(fā)送至控制模塊。
進(jìn)一步的,溫度信號采集及處理模塊包括溫度計電源、溫度傳感器、溫度信號濾波電路以及第一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路,其中:
溫度傳感器、溫度信號濾波電路、第一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路依次連接,溫度計電源接在溫度傳感器與溫度信號濾波電路之間,第一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與控制模塊連接,溫度信號濾波電路將溫度傳感器測量的溫度信號進(jìn)行濾波并發(fā)送至第一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路,第一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號后發(fā)送至控制模塊。
進(jìn)一步的,井深信號采集及處理模塊包括磁定位傳感器、井深信號放大電路、井深信號濾波電路、第二模數(shù)轉(zhuǎn)換電路,其中:
井深信號放大電路、井深信號濾波電路、第二模數(shù)轉(zhuǎn)換電路依次連接,磁定位傳感器接入井深信號放大電路中;井深信號放大電路將磁定位傳感器測量的井深信號放大后由井深信號濾波電路進(jìn)行濾波,再由第二模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號后發(fā)送至控制模塊。
進(jìn)一步的,壓力信號采集及處理模塊包括壓力計電源、壓力傳感器、壓力信號放大電路、壓力信號濾波電路、第三模數(shù)轉(zhuǎn)換電路,其中:
壓力計電源、壓力傳感器、壓力信號放大電路、壓力信號濾波電路、第三模數(shù)轉(zhuǎn)換電路依次連接,壓力傳感器測量的壓力信號經(jīng)壓力信號放大電路放大后由壓力信號濾波電路進(jìn)行濾波,再由第三模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號后發(fā)送至控制模塊。
進(jìn)一步的,電源模塊包括電池與整壓電路,電池接入整壓電路中為其他功能模塊提供電壓或者電流。
進(jìn)一步的,光調(diào)制模塊中,開關(guān)電路包括電阻ra與場效應(yīng)管qa,發(fā)光管為二極管da,其中:
電阻ra一端連接控制模塊的信號輸出端,另一端連接場效應(yīng)管qa的g極;二極管da接在程控電壓源與場效應(yīng)管qa的d極之間;場效應(yīng)管qa的s極接地;
控制模塊的信號輸出端通過其輸出信號控制場效應(yīng)管qa的狀態(tài),進(jìn)而影響二極管da的亮滅狀態(tài),實現(xiàn)電信號向光信號的轉(zhuǎn)化。
進(jìn)一步的,開關(guān)電路還包括反相器ua、場效應(yīng)管qb、電阻rb以及電阻rc,其中:
反相器ua的輸入端連接控制模塊的信號輸出端,反相器的輸出端連接電阻rb,電阻rb的另一端與場效應(yīng)管qb的g極連接,電阻rc一端接在程控電壓源的輸出端,另一端與場效應(yīng)管qb的d極連接,場效應(yīng)管qb的s極接地。
本發(fā)明的一種帶光纜的連續(xù)油管實時智能測井系統(tǒng),具有以下有益效果:
1、光調(diào)制模塊將測量裝置所測得的電信號轉(zhuǎn)化為光信號以后,通過光纜或者光纖傳輸至地面的數(shù)據(jù)處理裝置進(jìn)行計算分析,由于光纜或光纖的信號傳輸速率快,且準(zhǔn)確度高,實現(xiàn)了井下數(shù)據(jù)的實時傳輸,使位于地面上的工作人員能夠?qū)崟r了解油井內(nèi)的環(huán)境,及時做出工作部署。
2、光調(diào)制模塊包括程控電壓源、發(fā)光管以及開關(guān)電路,控制模塊控制程控電壓源的輸出電壓大小,進(jìn)而控制發(fā)光管的光強度,使測量裝置在不同井深位置時,光信號能夠到達(dá)地面且不會飽和。
3、信號采集及處理模塊包括溫度信號采集及處理模塊、井深信號采集及處理模塊、壓力信號采集及處理模塊,可測得油井內(nèi)的溫度、壓力參數(shù),還可測得測量裝置所在油井內(nèi)的位置。
4、電源模塊包括電池與整壓電路,電池接入整壓電路中為其他功能模塊提供符合要求的電壓或者電流。
附圖說明
為了更清楚的說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹,顯而易見的,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其它附圖。
圖1為本發(fā)明的一種帶光纜的連續(xù)油管實時智能測井系統(tǒng)的組成框圖;
圖2為本發(fā)明的一種帶光纜的連續(xù)油管實時智能測井系統(tǒng)的電路總成組成框圖;
圖3為本發(fā)明的一種帶光纜的連續(xù)油管實時智能測井系統(tǒng)的光調(diào)制模塊電路設(shè)計圖(一);
圖4為本發(fā)明的一種帶光纜的連續(xù)油管實時智能測井系統(tǒng)的光調(diào)制模塊電路設(shè)計圖(二);
圖5為本發(fā)明的一種帶光纜的連續(xù)油管實時智能測井系統(tǒng)的溫度信號采集及處理模塊的電路設(shè)計圖;
圖6為本發(fā)明的一種帶光纜的連續(xù)油管實時智能測井系統(tǒng)的井深信號采集及處理模塊的電路設(shè)計圖;
圖7為本發(fā)明的一種帶光纜的連續(xù)油管實時智能測井系統(tǒng)的壓力信號采集及處理模塊的電路設(shè)計圖;
圖8為本發(fā)明的一種帶光纜的連續(xù)油管實時智能測井系統(tǒng)的電路總成中部分模塊電路連接圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通的技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其它實施例,都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
本發(fā)明第一個實施例的一種帶光纜的連續(xù)油管實時智能測井系統(tǒng),包括位于地面的數(shù)據(jù)處理裝置、位于油井內(nèi)的測量裝置以及位于數(shù)據(jù)處理裝置與測量裝置之間的連續(xù)油管光纜總成,測量裝置的作用是測量油井內(nèi)的各項參數(shù),例如溫度參數(shù)、壓力參數(shù)等,測量裝置將測量到的數(shù)據(jù)以光信號的形式通過連續(xù)油管光纜總成傳輸?shù)降孛嫔系臄?shù)據(jù)處理裝置,數(shù)據(jù)處理裝置將收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析或者計算,得出相應(yīng)的油井內(nèi)的參數(shù)。連續(xù)油管光纜總成包括油管以及位于油管內(nèi)部的光纜,連續(xù)油管作業(yè)是現(xiàn)代技術(shù)中最為常見的油井作業(yè)方式,其作業(yè)簡單、成本低廉、可帶壓作業(yè)、對地層傷害小等諸多優(yōu)點得到了更多的業(yè)內(nèi)人士認(rèn)可,本發(fā)明對連續(xù)油管的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計不做具體限定,但要求其內(nèi)部設(shè)置光纜,利用光纜傳輸信息不僅準(zhǔn)確度高,且傳輸速率快,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實時傳輸,使位于地面上的工作人員能夠?qū)崟r了解油井內(nèi)的環(huán)境,及時做出工作部署。
測量裝置包括測井儀器載體以及位于測井儀器載體內(nèi)部的電路總成,優(yōu)選的,為了防止電路總成受到高溫高壓流體的損壞,將測井儀器載體設(shè)計為雙通道管道,并采用承壓能力較強的材質(zhì)制成,其中一個通道布置電路總成,另外一個通道專門用作流體流動通道,使流體流動與井內(nèi)參數(shù)測量互不干擾。
具體的,如圖1所示為本實施例的電路總成,包括電源模塊、控制模塊、通訊接口模塊、信號采集及處理模塊,還有用于將電信號轉(zhuǎn)化為光信號的光調(diào)制模塊;信號采集及處理模塊、光調(diào)制模塊均通過通訊接口模塊與控制模塊連接;電源模塊分別與信號采集及處理模塊、控制模塊、光調(diào)制模塊電連接,為信號采集及處理模塊、控制模塊、光調(diào)制模塊供電。信號采集及處理模塊將采集到的信號經(jīng)過處理后通過通訊接口模塊發(fā)送至控制模塊,控制模塊將相應(yīng)的信號發(fā)送至光調(diào)制模塊,光調(diào)制模塊將電信號轉(zhuǎn)化為光信號后,由光纜傳輸至數(shù)據(jù)處理裝置進(jìn)行計算分析。優(yōu)選的,控制模塊可選用mcu、arm、dsp、cpld、fpga等各種類型的具有控制作用的芯片;通訊接口模塊選用rs485總線和/或can總線,可以滿足不同的器件連接需求。電源模塊包括電池與整壓電路,電池接入整壓電路中,為其他功能模塊提供符合要求的電壓或者電流,電源模塊中的電池優(yōu)選為大容量鋰電池,整壓電路通過特定參數(shù)的電氣元件進(jìn)行連接,輸出大小不等的電壓值或者電流值并接入到其他功能模塊中。本發(fā)明對電池的具體規(guī)格不做限定,且整壓電路是根據(jù)使用環(huán)境進(jìn)行設(shè)計的,對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是較為容易設(shè)計得出的,故本發(fā)明也不做具體限定。
具體的,光調(diào)制模塊包括程控電壓源、發(fā)光管以及開關(guān)電路,其中程控電壓源、發(fā)光管、開關(guān)電路依次連接;程控電壓源通過通訊接口模塊與控制模塊連接,控制模塊控制程控電壓源輸出電壓的大?。豢刂颇K的信號輸出端與開關(guān)電路連接,控制模塊通過信號輸出端輸出的信號控制開關(guān)電路的通斷進(jìn)而控制發(fā)光管的亮滅狀態(tài);通過控制發(fā)光管的亮滅狀態(tài)實現(xiàn)電信號向光信號的轉(zhuǎn)化,光纜或者光纖與發(fā)光管完全耦合,使光信號在光纜或者光纖中傳輸,直至井上的數(shù)據(jù)處理裝置接收。程控電壓源在為發(fā)光管提供電能的基礎(chǔ)上,更是通過控制模塊來控制其輸出電壓或者電流的大小,當(dāng)電流偏大時,發(fā)光管發(fā)出的光較強,電流偏小時,發(fā)光管發(fā)出的光較弱,調(diào)整光的強度使光信號到達(dá)數(shù)據(jù)處理裝置時既不會過于飽和,也不會衰減過度,光的強弱均根據(jù)使用環(huán)境來決定,本實施例不做具體限定。優(yōu)選的,開關(guān)電路是通過場效應(yīng)管來實現(xiàn),通過信號輸出端輸出的信號影響發(fā)光管一端的電壓值,當(dāng)發(fā)光管的兩端壓差為正時亮,當(dāng)發(fā)光管的兩端壓差為負(fù)時不亮。優(yōu)選的,發(fā)光管選用二極管,為滿足遠(yuǎn)程通訊,二極管選用1310nm或1550nm激光二極管,將二極管與光纖直接耦合,盡可能的減少能量損失。
具體的,如圖2所示為本發(fā)明的第二個實施例,在上一實施例的基礎(chǔ)上,信號采集及處理模塊包括溫度信號采集及處理模塊、井深信號采集及處理模塊和壓力信號采集及處理模塊,其中溫度信號采集及處理模塊、井深信號采集及處理模塊、壓力信號采集及處理模塊分別通過通訊接口模塊與控制模塊連接;電源模塊分別與溫度信號采集及處理模塊、井深信號采集及處理模塊、壓力信號采集及處理模塊連接,為溫度信號采集及處理模塊、井深信號采集及處理模塊、壓力信號采集及處理模塊供電。優(yōu)選的,信號采集及處理模塊包括至少兩個溫度信號采集及處理模塊與兩個壓力信號采集及處理模塊,分別測量測量裝置內(nèi)部與外部的溫度、壓力值。
具體的,溫度信號采集及處理模塊包括溫度計電源、溫度傳感器、溫度信號濾波電路以及第一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路,其中溫度傳感器、溫度信號濾波電路、第一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路依次連接,溫度計電源接在溫度傳感器與溫度信號濾波電路之間,第一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與控制模塊連接,溫度信號濾波電路將溫度傳感器測量的溫度信號進(jìn)行濾波并發(fā)送至第一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路,第一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號后發(fā)送至控制模塊。
具體的,井深信號采集及處理模塊包括磁定位傳感器、井深信號放大電路、井深信號濾波電路、第二模數(shù)轉(zhuǎn)換電路,其中井深信號放大電路、井深信號濾波電路、第二模數(shù)轉(zhuǎn)換電路依次連接,磁定位傳感器接入井深信號放大電路中;井深信號放大電路將磁定位傳感器測量的井深信號放大后由井深信號濾波電路進(jìn)行濾波,再由第二模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號后發(fā)送至控制模塊。井深信號采集及處理模塊根據(jù)磁定位傳感器因油井井壁厚度變化而產(chǎn)生感應(yīng)電勢的原理得出井深數(shù)據(jù)。
具體的,壓力信號采集及處理模塊包括壓力計電源、壓力傳感器、壓力信號放大電路、壓力信號濾波電路、第三模數(shù)轉(zhuǎn)換電路,其中壓力計電源、壓力傳感器、壓力信號放大電路、壓力信號濾波電路、第三模數(shù)轉(zhuǎn)換電路依次連接,壓力傳感器測量的壓力信號經(jīng)壓力信號放大電路放大后由壓力信號濾波電路進(jìn)行濾波,再由第三模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號后發(fā)送至控制模塊。
具體的,如圖3所示為本發(fā)明的第三個實施例,光調(diào)制模塊中,開關(guān)電路包括電阻ra與場效應(yīng)管qa,發(fā)光管為二極管da,其中電阻ra一端連接控制模塊的信號輸出端,另一端連接場效應(yīng)管qa的g極;二極管da接在程控電壓源與場效應(yīng)管qa的d極之間;場效應(yīng)管qa的s極接地;控制模塊的信號輸出端通過其輸出信號控制場效應(yīng)管qa的狀態(tài),進(jìn)而影響二極管da的亮滅狀態(tài),實現(xiàn)電信號向光信號的轉(zhuǎn)化。
程控電壓源為二極管da的正極提供可調(diào)節(jié)的電壓值,該電壓值通過控制模塊實現(xiàn)控制作用,優(yōu)選的,程控電壓源包括數(shù)字電位器,數(shù)字電位器根據(jù)控制模塊輸出的數(shù)字信號來控制其模擬輸出,再通過一定方式的電氣元件的連接,實現(xiàn)整個程控電壓源的電壓值輸出在一定的范圍以內(nèi),本實施例對數(shù)字電位器以及其周邊電氣元件的連接方式及參數(shù)均不做限定,對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是較容易實現(xiàn)的。
具體的如圖4所示為本發(fā)明的第四個實施例,在第三個實施例的基礎(chǔ)上,開關(guān)電路還包括反相器ua、場效應(yīng)管qb、電阻rb以及電阻rc,其中反相器ua的輸入端連接控制模塊的信號輸出端,反相器的輸出端連接電阻rb,電阻rb的另一端與場效應(yīng)管qb的g極連接,電阻rc一端接在程控電壓源的輸出端,另一端與場效應(yīng)管qb的d極連接,場效應(yīng)管qb的s極接地。本實施例相對于第三個實施例來說,添加的回路可以有效降低二極管da在亮滅時引起的電壓波動,保證光調(diào)制模塊的穩(wěn)定運行。
對于本發(fā)明的設(shè)計內(nèi)容,第五個實施例是根據(jù)本發(fā)明內(nèi)容設(shè)計的信號采集及處理模塊具體的實現(xiàn)方法,如圖5至圖7所示。
圖5為溫度信號采集及處理模塊的電路設(shè)計圖,具體的,溫度信號濾波電路包括電阻r11、電阻r12、電容c11、電容c12以及運算放大器u11;第一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路包括電阻r13、第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器adc1;其中:溫度信號濾波電路中電阻r11與電阻r12連接,電阻r11的另一端與溫度傳感器連接,電阻r12的另一端與運算放大器u11的同相輸入端連接;電容c11一端接入電阻r11與電阻r12之間,另一端接在運算放大器u11的輸出端;電容c12一端接在運算放大器u11的同相輸入端,另一端接地;運算放大器u11的反相輸入端與其輸出端連接;第一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路中電阻r13一端與運算放大器u11的輸出端連接,另一端與第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器adc1的輸入端連接,第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器adc1的輸出端與控制模塊連接。溫度傳感器可選用較為適用的熱電阻進(jìn)行測溫,優(yōu)選的,在電路中接入鉑電阻溫度傳感器,由于鉑熱電阻體積小,精度高,測溫范圍寬,再現(xiàn)性好,特別適用于油井內(nèi)的溫度測量。溫度計電源是電源模塊輸出的電壓或者電流,其具體數(shù)值由具體電路中各器件參數(shù)決定,優(yōu)選的,將溫度計電源設(shè)計過流保護(hù)的功能,電流大小以溫度傳感器不產(chǎn)生自熱為限。溫度信號濾波電路的設(shè)計可有效濾除高頻噪聲,保證溫度數(shù)據(jù)的采集精度。整個電路能夠在出現(xiàn)異常情況時使溫度傳感器短路,具有極高的可靠性,非常適合井下環(huán)境使用。
當(dāng)本發(fā)明包括兩個溫度信號采集及處理模塊時,可包括兩組本實施例來分別測量測量裝置內(nèi)部與外部的溫度,再分別發(fā)送至溫度信號濾波電路;為節(jié)省測量裝置的空間,也可將兩個溫度傳感器并聯(lián)后通過模擬開關(guān)選擇性的接通任意一個溫度傳感器,再將所測得的溫度信號發(fā)送至溫度信號濾波電路。
圖6為井深信號采集及處理模塊的電路設(shè)計圖,具體的,井深信號放大電路包括電阻r21、電阻r22、電阻r23、電阻r24、電容c21、電容c22、運算放大器u21、u22;井深信號濾波電路包括電阻r25與電容c23;第二模數(shù)轉(zhuǎn)換電路包括第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器adc2;其中井深信號放大電路中,電阻r21與電阻r22分別與磁定位傳感器的兩個輸出端子連接,電阻r21的另一端接入運算放大器u21的反相輸入端,電阻r22的另一端接入運算放大器u21的同相輸入端;電阻r23與電容c21并聯(lián),其一端接入運算放大器u21的反相輸入端,另一端接入運算放大器u21的輸出端;電阻r24與電容c22并聯(lián),其一端接入運算放大器u21的同相輸入端,另一端接在運算放大器u22的反相輸入端;運算放大器u22的同相輸入端接正電壓,其反向輸入端與其輸出端連接;井深信號濾波電路中,電阻r25的一端與運算放大器u21的輸出端連接,另一端接入第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器adc2的輸入端;電容c23的一端接入第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器adc2的輸入端,另一端接地;第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端接入控制模塊。磁定位傳感器包括磁鋼與線圈,線圈由于在測量裝置移動的過程中,由于油井井壁套管的厚度變化,從而影響線圈的感應(yīng)電勢,繼而產(chǎn)生井深信號。
圖7為壓力信號采集及處理模塊的電路設(shè)計圖,具體的,壓力信號放大電路包括電阻r31、電阻r32、電阻r33、電容c31、電容c32、電容c33、電容c34以及儀表放大器u31;壓力信號濾波電路包括電阻r34、電阻r35、電容c35、電容c36與運算放大器u32;第三模數(shù)轉(zhuǎn)換電路包括電阻r36與第三模數(shù)轉(zhuǎn)換器adc3;其中:電阻r31與電阻r32分別與壓力傳感器的兩個輸出端連接,電阻r31的另一端接入儀表放大器u31的反相輸入端,電阻r32的另一端接入儀表放大器u31的同相輸入端;電容c31一端接入儀表放大器u31的反相輸入端,另一端接地;電容c32接入儀表放大器u31的同相輸入端,另一端接地;電容c33兩端分別接入儀表放大器u31的同相輸入端與反相輸入端;電阻r33一端與儀表放大器u31的輸出端連接,另一端與電阻r34連接;電容c34一端接地,另一端接在電阻r33與電阻r34之間;電阻r34一端與電阻r33連接,另一端與電阻r35連接,電阻r35的另一端接入運算放大器u32的同相輸入端;電阻c35一端接入電阻r34與電阻r33之間,另一端與運算放大器u32的輸出端連接;電容c36一端接地,另一端接入運算放大器u32的正相輸入端;運算放大器u32的反相輸入端與其輸出端連接;電阻r36連接在運算放大器u32的輸出端與第三模數(shù)轉(zhuǎn)換器adc3的輸入端之間,第三模數(shù)轉(zhuǎn)換器adc3的輸出端與控制模塊連接。壓力計電源與溫度計電源原理相同,此處不做贅述。優(yōu)選的,本發(fā)明中壓力傳感器選用應(yīng)變式壓力傳感器,應(yīng)變式壓力傳感器具有較大的測量范圍,且具有良好的動態(tài)性能,適用于快速變化的壓力測量。壓力信號放大電路中,壓力信號由儀表放大器u31調(diào)節(jié)信號增益,可適用于不同類型的壓力傳感器,再經(jīng)過壓力信號濾波電路有效濾除高頻噪聲,保證了壓力信號的精度。
以上對溫度信號采集及處理模塊、井深信號采集及處理模塊、壓力信號采集及處理模塊的電路設(shè)計相互獨立,本發(fā)明在實施過程中可選用任意一種,或任意幾種進(jìn)行組合實現(xiàn),不應(yīng)理解為對本發(fā)明的實質(zhì)和范圍的限定。
如圖8為本發(fā)明的第六個實施例,第六個實施例以第三個實施例以及第五個實施例的實現(xiàn)方式為基礎(chǔ),將光調(diào)制模塊、信息采集及處理模塊、通訊接口模塊、控制模塊之間的關(guān)系進(jìn)行公開。
整個帶光纜的連續(xù)油管實時智能測井系統(tǒng),光調(diào)制模塊將測量裝置所測得的電信號轉(zhuǎn)化為光信號以后,通過光纜或者光纖傳輸至地面的數(shù)據(jù)處理裝置進(jìn)行計算分析,由于光纜或光纖的信號傳輸速率快,且準(zhǔn)確度高,實現(xiàn)了井下數(shù)據(jù)的實時傳輸,使位于地面上的工作人員能夠?qū)崟r了解油井內(nèi)的環(huán)境,及時做出工作部署;光調(diào)制模塊中,控制模塊控制程控電壓源的輸出電壓大小,進(jìn)而控制發(fā)光管的光強度,使測量裝置在不同井深位置時,光信號能夠到達(dá)地面且不會飽和;信號采集及處理模塊包括溫度信號采集及處理模塊、井深信號采集及處理模塊、壓力信號采集及處理模塊,可測得油井內(nèi)的溫度、壓力參數(shù),還可測得測量裝置所在油井內(nèi)的位置;電源模塊包括電池與整壓電路,電池接入整壓電路中為其他功能模塊提供符合要求的電壓或者電流。
以上借助具體實施例對本發(fā)明做了進(jìn)一步描述,但是應(yīng)該理解的是,這里具體的描述,不應(yīng)理解為對本發(fā)明的實質(zhì)和范圍的限定,本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員在閱讀本說明書后對上述實施例做出的各種修改,都屬于本發(fā)明所保護(hù)的范圍。