專利名稱：數(shù)字套管接箍磁定位測(cè)井儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種石油及各種地質(zhì)勘探領(lǐng)域的設(shè)備，特別是一種用于 鉆井探測(cè)的數(shù)字套管接箍磁定位測(cè)井儀。
背景技術(shù)：
目前在石油勘探測(cè)井過(guò)程中，通過(guò)磁定位器檢測(cè)出套管接箍的連續(xù)剖 面曲線，可確定下井儀器的精確位置。目前國(guó)際上在本領(lǐng)域通常的做法是 運(yùn)用套管接箍處外形和結(jié)構(gòu)的不同會(huì)引起永久磁鐵磁通量變化這一特性， 從而在繞組中產(chǎn)生 一個(gè)感應(yīng)電信號(hào)，感應(yīng)電信號(hào)經(jīng)鎧裝電纜中間纜芯上傳
至地面測(cè)井計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，由地面測(cè)井計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換、釆集，由 軟件將釆集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后繪出接箍的曲線。 這種方法的不足之處是
1、 運(yùn)用模擬信號(hào)上傳時(shí)，占用一根電纜纜芯，由于現(xiàn)在新測(cè)井系統(tǒng)上 傳數(shù)據(jù)量大、信息多，造成纜芯不夠用。
2、 模擬信號(hào)上傳時(shí)，容易受到其它線纜以及環(huán)境的干擾，造成信號(hào)失真。
3、 由于模擬信號(hào)上傳地面測(cè)井計(jì)算機(jī)處理，使得地面測(cè)井計(jì)算機(jī)處理 任務(wù)增多，造成精度不高，曲線失真。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種減少新測(cè)井系統(tǒng)纜芯 使用數(shù)量、抗干擾能力強(qiáng)、精度高的數(shù)字套管接箍磁定位測(cè)井儀。
本實(shí)用新型釆用的技術(shù)方案是 一種數(shù)字套管接箍磁定位測(cè)井儀，包連接的信號(hào)處理裝置, 所述探頭部件由繞在軟鐵鐵芯上的一組線圈繞組和兩個(gè)永久耐高溫磁鋼組 成，兩個(gè)永久耐高溫磁鋼以同極性方式固定在線圈繞組兩端；所述信號(hào)處
理裝置由釆集部件、通訊部件和電源組成；所述探頭部件與釆集板的輸入
端連接，釆集板的輸出端連接通訊板，電源的輸出端分別連接探頭部件、 釆集部件和通訊部件。
本實(shí)用新型在磁定位器上連接信號(hào)處理裝置，直接將磁定位器通過(guò)套 管金屬壁變厚的接箍處時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)經(jīng)信號(hào)處理裝置的釆集部件釆 集下來(lái)，變成數(shù)字信號(hào)，并通過(guò)信號(hào)處理裝置的通訊部件傳輸至地面測(cè)井 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，從而使位置信號(hào)以數(shù)字信號(hào)形式傳輸?shù)接?jì)算機(jī)系統(tǒng)，減少了 新測(cè)井系統(tǒng)纜芯使用數(shù)量，同時(shí)釆用數(shù)字信號(hào)傳輸也提高了抗干擾能力， 減輕了地面計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的計(jì)算負(fù)荷。
本實(shí)用新型的有益效果在于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，數(shù)字信號(hào)傳輸方式能夠 大幅度提高傳輸信號(hào)抗干擾能力，解決了模擬信號(hào)傳輸噪聲干擾造成的丟 接箍現(xiàn)象，減輕地面計(jì)算機(jī)工作負(fù)荷，有效提高了測(cè)井深度測(cè)量的可靠性。

以下結(jié)合實(shí)施例及其附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
圖l是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖2是本實(shí)用新型探頭部件結(jié)構(gòu)示意圖3是本實(shí)用新型電氣控制原理示意圖4是本實(shí)用新型使用環(huán)境示意圖。
圖中l(wèi).探頭部件、2.信號(hào)處理裝置、3.釆集部件、4.通訊部件、5. 電源、6.線圈繞組、7.永久耐高溫磁鋼、8.濾波放大模塊、9.電平變換模塊、IO.信號(hào)處理模塊、ll.數(shù)據(jù)解析模塊、12.以太網(wǎng)控制模塊、13. AUI
轉(zhuǎn)換器、14.數(shù)據(jù)傳輸接口、 15.套管、16.套管接箍。
具體實(shí)施方式
結(jié)合本實(shí)用新型一種數(shù)字套管接箍磁定位測(cè)井儀的實(shí)施例及其附圖， 對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1所示，本實(shí)用新型包括前端探頭部件1 和位于探頭部件1后方、與探頭部件相連接的信號(hào)處理裝置2。其中探頭部 件1由繞在軟鐵鐵芯上的一組線圈繞組6和兩個(gè)永久耐高溫磁鋼7組成， 兩個(gè)永久耐高溫磁鋼7以同極性方式固定在線圈繞組6兩端(如圖2所示); 信號(hào)處理裝置2由釆集部件3、通訊部件4和電源5組成。
所述探頭部件1與釆集部件3的輸入端連接，釆集部件3的輸出端連 接通訊部件4，電源5的輸出端分別連接探頭部件l、釆集部件3和通訊部
從圖4顯示的本實(shí)用新型實(shí)際使用環(huán)境可以看到，將本實(shí)用新型數(shù)字 套管接箍磁定位測(cè)井儀安裝在儀器串中下井，在測(cè)井過(guò)程中，當(dāng)數(shù)字套管 接箍磁定位測(cè)井儀探頭部件1通過(guò)井下套管15金屬壁變厚的安裝套管接箍 16處時(shí)，引起探頭部件1內(nèi)的永久耐高溫磁鋼7的磁通變化，通過(guò)線圈繞 組6的磁力線增多，于是就產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，在離開套管接箍16處時(shí)， 金屬壁變薄，通過(guò)線圈繞組6的磁力線減少，在線圈繞組6中同樣也獲得 了一個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。這個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)被信號(hào)處理裝置2的釆集部件3采集 到，并通過(guò)通訊部件4傳遞至地面計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
圖3是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，在本實(shí)施例中，釆集部件3由濾波 放大模塊8、電平變換模塊9和信號(hào)處理模塊10組成，其中濾波放大模塊 8的輸入端連接探頭部件1，輸出端與電平變換模塊9相連接，所述電平變200920106846.8
換模塊9的輸出端連接信號(hào)處理模塊10。所述通訊部件4包括數(shù)據(jù)解析模
塊ll、以太網(wǎng)控制模塊12、 AUI轉(zhuǎn)換器13和數(shù)據(jù)傳輸接口 14,其中數(shù)據(jù) 解析模塊11和以太網(wǎng)控制模塊12通過(guò)ISA總線或1/0接口相連，以太網(wǎng) 控制模塊12通過(guò)AUI接口與AUI轉(zhuǎn)換器13相連，所述數(shù)據(jù)傳輸接口 14為 78歐姆同軸電纜接頭，數(shù)據(jù)傳輸接口 14與AUI轉(zhuǎn)換器13相連；釆集部件 3的信號(hào)處理模塊10與通訊部件4的數(shù)據(jù)解析模塊11相連。
在本實(shí)施例中，當(dāng)探頭部件1中的線圈繞組6獲得一個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)， 該感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)通過(guò)濾波放大模塊8進(jìn)行二階濾波放大，再經(jīng)由電平變換模 塊9形成+/-2. 5V量程電壓送給信號(hào)處理模塊10。
在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，信號(hào)處理模塊10釆用單片機(jī)C8051F021， 該型號(hào)單片機(jī)是一個(gè)完全集成的混合信號(hào)系統(tǒng)級(jí)MUC芯片8位單片機(jī)， C8051F021單片機(jī)內(nèi)有12位AD轉(zhuǎn)換和SPI總線集成。
SPI ( Serial Peripheral Interface)總線是一種高速、全雙工、同 步的通信總線，它有兩種工作模式主模式(master)和從模式(slave)。 該總線接口在芯片的管腳上只占用四根線，分別為SPICLK, MOSI， MISO， 以及SS。其中SPICLK是整個(gè)接口的共用時(shí)鐘，MOSI是指主機(jī)輸出，從機(jī) 輸入(Master Out Slave In), MISO是指主機(jī)輸入，從機(jī)輸出(Mater In Slave Out), SS是從機(jī)的片選信號(hào)(Slave Select), SS是低電平表示該 器件是從機(jī)，SS為高電平表示該器件為主機(jī)。在SPI通信系統(tǒng)中必須有一 個(gè)為主機(jī)，而從機(jī)可以有多個(gè)。SPI被配置主模式時(shí)，最大傳輸速率(秒/ 位)是時(shí)鐘頻率的1/2， SPI被配置從主模式時(shí)，最大傳輸速率(秒/位) 是時(shí)鐘頻率的1/10。
在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，信號(hào)處理模塊10與數(shù)據(jù)解析模塊11通過(guò)SPI總線連接。
當(dāng)信號(hào)處理模塊IO，在本實(shí)施例中釆用的單片機(jī)C8051F021接收到經(jīng) 由電平變換模塊9形成+/-2.5V量程電壓后，進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，并進(jìn)行軟件濾 波，以及轉(zhuǎn)換SPI總線。此時(shí)，由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)換成的數(shù)字信號(hào)通過(guò)SPI 總線被傳輸至通訊部件4的數(shù)據(jù)解析模塊ll，數(shù)據(jù)解析模塊11將該數(shù)字信 號(hào)通過(guò)ISA總線或I/0接口傳輸給以太網(wǎng)控制模塊12用以太網(wǎng)媒體訪問(wèn)控 制(MAC)機(jī)制管理方式，將數(shù)字信號(hào)通過(guò)AUI轉(zhuǎn)換器13傳輸?shù)綌?shù)據(jù)傳輸 接口 14。本實(shí)用新型實(shí)施例中，數(shù)字傳輸接口 14釆用78歐姆同軸電纜接 頭，可以連接一根AUI電纜，數(shù)字信號(hào)通過(guò)該AUI電纜即可傳輸至地面計(jì) 算機(jī)系統(tǒng)。
在本實(shí)施例中，數(shù)據(jù)解析模塊11采用單片機(jī)ARM966E。以太網(wǎng)控制模 塊12釆用以太網(wǎng)控制器CS8900A。 CS8900A的以太網(wǎng)媒體訪問(wèn)控制(MAC) 機(jī)制與IEEE802.3 ( ISO/IEC8802-3， 1993 ) MAC以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)完全兼容。它 處理以太網(wǎng)傳送與接收的所有方面。CS8900A的附屬單元接口 (AUI)提供 了與外部10BASE2、 10BASE5和10BASE-FL等以太網(wǎng)收發(fā)器的直接接口。它 與以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)(ISO/IEC8802-3 )完全兼容，并且可以驅(qū)動(dòng)一根全長(zhǎng)50米 的AUI電纜。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，數(shù)字信號(hào)傳輸方式能夠大幅度提高傳輸信 號(hào)抗干擾能力，解決模擬信號(hào)傳輸噪聲干擾照成的丟接箍現(xiàn)象，減輕地面 計(jì)算機(jī)工作負(fù)荷，提高測(cè)井深度測(cè)量的可靠性。
權(quán)利要求1.一種數(shù)字套管接箍磁定位測(cè)井儀，包括前端探頭部件和位于探頭部件后方、與探頭部件相連接的信號(hào)處理裝置，其特征在于所述探頭部件由繞在軟鐵鐵芯上的一組線圈繞組和兩個(gè)永久耐高溫磁鋼組成，兩個(gè)永久耐高溫磁鋼以同極性方式固定在線圈繞組兩端；所述信號(hào)處理裝置由采集部件、通訊部件和電源組成；所述探頭部件與采集部件的輸入端連接，采集部件的輸出端連接通訊部件，電源的輸出端分別連接探頭部件、采集部件和通訊部件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的數(shù)字套管接箍磁定位測(cè)井儀，其特征在于 所述釆集部件由濾波放大模塊、電平變換模塊和信號(hào)處理模塊組成，其中濾波放大模塊的輸入端連接探頭部件，輸出端與電平變換模塊相連接， 所述電平變換模塊的輸出端連接信號(hào)處理模塊；所述通訊部件包括數(shù)據(jù)解析模塊、以太網(wǎng)控制模塊、AUI轉(zhuǎn)換器和數(shù)據(jù) 傳輸接口，其中數(shù)據(jù)解析模塊和以太網(wǎng)控制模塊通過(guò)ISA總線或1/0接口 相連，以太網(wǎng)控制模塊通過(guò)AUI接口與AUI轉(zhuǎn)換器相連，所述數(shù)據(jù)傳輸接 口為78歐姆同軸電纜接頭，數(shù)據(jù)傳輸接口與AUI轉(zhuǎn)換器相連；所述釆集部件的信號(hào)處理模塊與通訊部件的數(shù)據(jù)解析模塊相連。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的數(shù)字套管接箍磁定位測(cè)井儀，其特征在于 所述信號(hào)處理模塊與數(shù)據(jù)解析模塊通過(guò)SPI總線連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的數(shù)字套管接箍磁定位測(cè)井儀，其特征在 于所述信號(hào)處理模塊為單片機(jī)C8051F021。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的數(shù)字套管接箍磁定位測(cè)井儀，其特征在于所述數(shù)據(jù)解析模塊為單片機(jī)ARM966E。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字套管接箍磁定位測(cè)井儀，其特征在于 所述以太網(wǎng)控制模塊為以太網(wǎng)控制器CS8900A。
專利摘要本實(shí)用新型是用于鉆井探測(cè)的測(cè)井儀，包括前端探頭部件和位于探頭部件后方、與探頭部件相連接的信號(hào)處理裝置，其中，探頭部件由繞在軟鐵鐵芯上的一組線圈繞組和兩個(gè)永久耐高溫磁鋼組成，兩個(gè)永久耐高溫磁鋼以同極性方式固定在線圈繞組兩端；信號(hào)處理裝置由采集部件、通訊部件和電源組成；探頭部件與采集部件的輸入端連接，采集部件的輸出端連接通訊部件，電源的輸出端分別連接探頭部件、采集部件和通訊部件。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，數(shù)字信號(hào)傳輸方式能夠大幅度提高傳輸信號(hào)抗干擾能力，解決了模擬信號(hào)傳輸噪聲干擾造成的丟接箍現(xiàn)象，減輕地面計(jì)算機(jī)工作負(fù)荷，有效提高了測(cè)井深度測(cè)量的可靠性。
文檔編號(hào)G01V3/18GK201425628SQ20092010684
公開日2010年3月17日 申請(qǐng)日期2009年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月24日
發(fā)明者唐玉林, 鍵 張 申請(qǐng)人:北京環(huán)鼎科技有限責(zé)任公司