一種井下集成測(cè)量連接器的制造方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
[0001 ] 技術(shù)領(lǐng)域:
[0002]本實(shí)用新型涉及一種可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并記錄井下工況與儀器運(yùn)行信息的井下隨鉆測(cè)量?jī)x器連接器。
[0003]【背景技術(shù)】:
[0004]井下隨鉆測(cè)量系統(tǒng)通常包括多種不同的儀器，各儀器之間由連接器實(shí)現(xiàn)機(jī)械連接和電氣連接，一般需要幾個(gè)或十幾個(gè)連接器。這些連接器內(nèi)部包含貫通線(xiàn)，為系統(tǒng)內(nèi)各儀器提供所需的工作電源和通信線(xiàn)路，因此，現(xiàn)有連接器只具有儀器連接功能，而沒(méi)有測(cè)量功能，連接器的內(nèi)部空間沒(méi)有得到有效利用。井下壓力、振動(dòng)、沖擊、溫度等可以反映鉆井工況，是安全鉆井必要的參數(shù)，另外，井下各儀器工作電壓、電流等參數(shù)，可以反映儀器的工作狀況，是儀器運(yùn)行狀態(tài)在線(xiàn)診斷的重要信息。目前，這些鉆井工況和儀器工作狀態(tài)的測(cè)量是將傳感器和測(cè)量電路安裝在獨(dú)立測(cè)量短節(jié)內(nèi)，儀器長(zhǎng)度隨著測(cè)量參數(shù)的增加而增加，而且安裝位置一般距離鉆頭較遠(yuǎn)，影響了測(cè)量的實(shí)時(shí)性。因此，有必要利用現(xiàn)有連接器的內(nèi)部空間，將上述測(cè)量功能進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)連接與測(cè)量的功能。
[0005]【實(shí)用新型內(nèi)容】:
[0006]本實(shí)用新型的目的在于解決上述問(wèn)題，提供一種結(jié)構(gòu)小巧、功能獨(dú)立、性能可靠穩(wěn)定的用于隨鉆測(cè)量裝置的井下集成測(cè)量連接器。它可以連接在井下儀器的任意位置，適用于任何隨鉆儀器，既可以作為獨(dú)立的監(jiān)測(cè)模塊使用，也可以與隨鉆儀器掛接，實(shí)時(shí)上傳測(cè)量數(shù)據(jù)。
[0007]【實(shí)用新型內(nèi)容】如下:
[0008]—種井下集成測(cè)量連接器，包括連接器本體、扶正器和內(nèi)腔，其中:內(nèi)腔內(nèi)安裝有壓力傳感器和至少一種其他傳感器以及測(cè)量電路;壓力傳感器與外界連通;本體兩端有絲扣和密封圈并安裝有通信接頭，兩個(gè)通信接頭之間有貫通線(xiàn)連接，測(cè)量電路與通信接頭之間有通信線(xiàn)連接。
[0009]連接器本體內(nèi)安裝的其它傳感器包括振動(dòng)傳感器、沖擊傳感器、溫度傳感器。所述測(cè)量電路包括信號(hào)采集單元、MCU單元、通信總線(xiàn)、存儲(chǔ)單元和電源管理單元。所述貫通線(xiàn)至少包括電源線(xiàn)、通信線(xiàn)。電源管理單元提供傳感器和測(cè)量電路的工作電源和監(jiān)測(cè)貫通電源線(xiàn)的電流狀態(tài)，超過(guò)預(yù)先設(shè)定的安全閾值時(shí)會(huì)關(guān)斷電源。測(cè)量電路可以將實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)直接存入存儲(chǔ)器并通過(guò)通信線(xiàn)接收指令，并發(fā)送測(cè)量數(shù)據(jù)。
[0010]本實(shí)用新型的益處在于該實(shí)用新型采用一體化的集成設(shè)計(jì)，充分利用了連接器空間，無(wú)需增加額外空間就可以在位置與井下儀器連接；同時(shí)，該連接器的功能獨(dú)立，可以作為井下的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置單獨(dú)使用，分布安裝在各個(gè)儀器的連接處，對(duì)各環(huán)節(jié)的儀器運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
[0011]【附圖說(shuō)明】:
[0012]圖1是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)剖面圖。
[0013]圖2是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的測(cè)量電路原理示意圖。
[0014]圖3是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的電源管理單元的原理示意圖。
[0015]圖4是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的復(fù)用工作模式下的程序流程圖。
[0016]圖5是本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例示意圖。
[0017]【具體實(shí)施方式】:
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述:
[0019]圖1所示的一種實(shí)施例中的連接器本體(6)外安裝有扶正器(2)，其內(nèi)腔(4)安裝了壓力傳感器(7)和振動(dòng)、沖擊和溫度至少一種傳感器(13)，其中壓力傳感器(7)的壓力感應(yīng)端通過(guò)本體上的通孔(11)與外界連通，可以測(cè)量鉆鋌內(nèi)的立柱壓力，并由兩道密封圈(9)防止泥漿由通孔(11)進(jìn)入連接器內(nèi)腔(4);本體的兩端由絲扣(12)實(shí)現(xiàn)與其他儀器(I)的連接，并由兩道密封圈(5)實(shí)現(xiàn)密封。在有壓力傳感器的一端使用Micro-D接頭(8)，另一端使用自鎖接頭(3)。除貫通線(xiàn)10外，電路上的通信線(xiàn)路(14)也分別連接至兩個(gè)接頭。
[0020]圖2是圖1所示實(shí)施例的測(cè)量電路原理示意圖。四個(gè)傳感器經(jīng)過(guò)信號(hào)放大處理后進(jìn)入4路同步A/D轉(zhuǎn)換器，將采集的數(shù)據(jù)交給MCU單元處理;M⑶單元負(fù)責(zé)將處理后的數(shù)據(jù)存入Flash中；同時(shí)，M⑶單元還可以根據(jù)通信總線(xiàn)接收到的控制字進(jìn)行通信和工作模式設(shè)定。該連接器的供電取自于貫通電源線(xiàn)，并由電源管理單元進(jìn)行電流監(jiān)測(cè)，當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)進(jìn)行關(guān)斷以確保該裝置以及所掛接系統(tǒng)的供電穩(wěn)定可靠，如圖3所示。
[0021 ]該連接器的工作模式有三種:自動(dòng)監(jiān)測(cè)模式、數(shù)據(jù)應(yīng)答模式和自動(dòng)監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)應(yīng)答復(fù)用模式。其中，自動(dòng)監(jiān)測(cè)模式可以作為井下工況的實(shí)時(shí)記錄系統(tǒng)，在取出儀器后由上位機(jī)讀取井下各個(gè)狀態(tài)信息以便于工程人員分析使用，也可以作為各自狀態(tài)預(yù)警系統(tǒng)，在超出儀器設(shè)定的閾值時(shí)發(fā)送預(yù)警指令，其中存儲(chǔ)時(shí)間間隔和安全閾值可以是固定值也可以由上位機(jī)設(shè)定;數(shù)據(jù)應(yīng)答模式為連接器根據(jù)接收到的具體指令后，往通信總線(xiàn)發(fā)送指定的數(shù)據(jù)，無(wú)指令時(shí)處于待機(jī)狀態(tài)，該模式下系統(tǒng)功耗最小；自動(dòng)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)應(yīng)答復(fù)用模式兼具兩種模式的優(yōu)點(diǎn)，既可以實(shí)時(shí)測(cè)量?jī)?nèi)部全部傳感器的數(shù)據(jù)并存入電路上的存儲(chǔ)器中，也可以根據(jù)預(yù)先設(shè)定的安全閾值進(jìn)行不同狀態(tài)的響應(yīng)，并根據(jù)接收到的具體指令往通信總線(xiàn)發(fā)送最新的指定數(shù)據(jù)，其中安全閾值為最高優(yōu)先級(jí)。
[0022]圖4是本實(shí)用新型在自動(dòng)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)應(yīng)答復(fù)用模式下的程序流程圖。系統(tǒng)啟動(dòng)后，MCU單元首先進(jìn)行各個(gè)模塊的自檢并將返回的狀態(tài)信息實(shí)時(shí)存入Flash中，如果存在異常則將異常代碼由通信總線(xiàn)發(fā)送給上位機(jī)。系統(tǒng)初始化后進(jìn)行傳感器數(shù)據(jù)采集，并判斷是否超出安全閾值，同時(shí)根據(jù)接收到的具體指令往通信總線(xiàn)發(fā)送最新的指定數(shù)據(jù)。
[0023]圖5所示的是分布式測(cè)量控制實(shí)施例。由于該連接器的功能獨(dú)立，可以作為井下的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置單獨(dú)使用，因此可以在井下隨鉆儀器各個(gè)的連接處分布安裝，對(duì)各環(huán)節(jié)的儀器運(yùn)行情況和不同位置的工況信息進(jìn)行同時(shí)監(jiān)測(cè)，為提高系統(tǒng)可靠性提供技術(shù)支持。
[0024]上述實(shí)施例僅說(shuō)明本實(shí)用新型，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式等都是可以所變化的，凡是在本實(shí)用新型技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之外。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種井下集成測(cè)量連接器，包括連接器本體、扶正器和內(nèi)腔，其特征在于:內(nèi)腔內(nèi)安裝有壓力傳感器和至少一種其它傳感器以及測(cè)量電路;壓力傳感器通過(guò)本體上的通孔與外界連通;本體兩端設(shè)有絲扣和密封圈并安裝有通信接頭，兩個(gè)通信接頭之間有貫通線(xiàn)連接，測(cè)量電路與通信接頭之間有通信線(xiàn)連接。2.如權(quán)利要求1所述的一種井下集成測(cè)量連接器，其特征在于:連接器本體內(nèi)安裝的其它傳感器包括振動(dòng)傳感器、沖擊傳感器、溫度傳感器。3.如權(quán)利要求1或2所述的一種井下集成測(cè)量連接器，其特征在于:所述測(cè)量電路包括信號(hào)采集單元、MCU單元、通信總線(xiàn)、存儲(chǔ)單元和電源管理單元。4.如權(quán)利要求1所述的一種井下集成測(cè)量連接器，其特征在于:電源管理單元提供傳感器和測(cè)量電路的工作電源和監(jiān)測(cè)貫通電源線(xiàn)的電流狀態(tài)，超過(guò)預(yù)先設(shè)定的安全閾值時(shí)會(huì)關(guān)斷電源。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種用于隨鉆測(cè)量裝置的井下集成測(cè)量連接器，它除了具有井下隨鉆測(cè)量?jī)x器的連接器功能，還可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并記錄井下工況和儀器運(yùn)行信息。該實(shí)用新型與常規(guī)井下隨鉆儀器的連接器類(lèi)似，兩端是通信接頭，但是本體內(nèi)部有測(cè)量電路和傳感器。該連接器既可以作為井下的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置單獨(dú)使用，也可以與井下儀器配合使用，記錄并提供的數(shù)據(jù)可以是立管壓力、振動(dòng)、沖擊和溫度等參數(shù)。該實(shí)用新型采用一體化設(shè)計(jì)，功能獨(dú)立，無(wú)需增加額外空間就可以在位置與井下儀器連接。
【IPC分類(lèi)】E21B47/06, G01R19/00, E21B47/07, E21B47/00
【公開(kāi)號(hào)】CN205172561
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520849113
【發(fā)明人】楊錦舟, 李運(yùn)升, 崔海波, 張?；? 肖紅兵, 李佳, 張玉
【申請(qǐng)人】中石化石油工程技術(shù)服務(wù)有限公司, 中石化勝利石油工程有限公司, 中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院
【公開(kāi)日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年10月30日