本發(fā)明涉及油氣鉆井隨鉆井下儀器數(shù)據(jù)管理技術(shù)領域，特別是一種隨鉆用井下儀器數(shù)據(jù)管理的裝置。

背景技術(shù)：

數(shù)據(jù)管理和控制廣泛地應用于生產(chǎn)生活的各個方面，同時已應用于油氣鉆井隨鉆測量數(shù)據(jù)管理領域，通常采取集成化的方式，數(shù)據(jù)管理和控制基于一個處理器，采用一種通信方式。

隨鉆井下儀器數(shù)據(jù)管理是隨鉆測量技術(shù)的一個方面，其主要通過控制芯片實現(xiàn)對井下測量傳感器的控制、數(shù)據(jù)補償、數(shù)據(jù)分組排序、數(shù)據(jù)編碼以及信號發(fā)射控制等。在油氣鉆井隨鉆儀器領域，為實現(xiàn)隨鉆井下儀器數(shù)據(jù)的高效管理普遍采用總線通信方式，例如串行485總線和串行232總線，這些方式對機械和電路連接要求較高，測量傳感器較多時，不利于機械設計和現(xiàn)場施工，機械和電路設計難度大，成本也較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提供一種隨鉆用井下儀器數(shù)據(jù)管理的裝置，基于中央控制器，利用1553b、串行485和串行232等總線通信方式，以實現(xiàn)對隨鉆井下儀器各模塊的數(shù)據(jù)管理和控制的裝置。本發(fā)明采用1553b總線與串行485和串行232總線配合，簡化了隨鉆用井下儀器機械結(jié)構(gòu)和電路設計，有利于現(xiàn)場施工，而且較高的數(shù)據(jù)傳輸效率和兼容性更有利于提高鉆井效率以降低油氣鉆井成本。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種隨鉆用井下儀器數(shù)據(jù)管理的裝置，包括井下裝置和地面裝置,井下裝置包括脈沖器控制模塊、中央控制器以及五個測量短節(jié)，五個測量短節(jié)分別為工程參數(shù)測量短節(jié)、密度孔隙度測量短節(jié)、電阻率短節(jié)、伽馬短節(jié)和近鉆頭短節(jié)，地面裝置包括地面接口箱；

脈沖器控制模塊，用于將中央控制器的數(shù)據(jù)指令轉(zhuǎn)換為驅(qū)動脈沖器動作的電信號，進而驅(qū)動脈沖器做出相應動作；

五個測量短節(jié)分別用于測量工程參數(shù)、地層孔隙度和密度、地層電阻率、地層自然伽馬和近鉆頭參數(shù)，且五個測量短節(jié)中都包含1553b轉(zhuǎn)232/485模塊以及測量模塊電路和傳感器；

1553b轉(zhuǎn)232/485模塊，用于將通信指令和電源從通信和供電共用的線纜上進行分離，同時根據(jù)需要可實現(xiàn)1553b協(xié)議與串行232協(xié)議互轉(zhuǎn)或者1553b協(xié)議與串行485協(xié)議互轉(zhuǎn)；

測量模塊電路和傳感器，是指五個測量短節(jié)的各自測量功能模塊，用于測量不同的參數(shù)，最終測量的參數(shù)都通過1553b轉(zhuǎn)232/485模塊與中央控制器進行數(shù)據(jù)交換；

中央控制器用于通過1553b協(xié)議與五個測量短節(jié)進行通信，并通過1553b協(xié)議所用線纜向五個測量短節(jié)供電；中央控制器包含1553b模塊和中央控制器電路；

1553b模塊，用于將通信指令和電源從通信和供電共用的線纜上進行分離，實現(xiàn)地面接口箱對中央控制器電路的供電和與之通信；

中央控制器電路，用于地面設置時通過1553b協(xié)議與地面接口箱進行通信，實現(xiàn)井下參數(shù)設置，并保存設置參數(shù)；且還用于井下儀器入井后通過1553b協(xié)議實現(xiàn)向五個測量短節(jié)發(fā)送指令和獲取五個測量短節(jié)的隨鉆測井數(shù)據(jù)，并將隨鉆測井數(shù)據(jù)進行排隊，通過1553b模塊發(fā)給脈沖器控制模塊。

本發(fā)明的有益效果是：利用1553b總線與串行485和串行232總線相配合代替單一通信方式，簡化儀器機械結(jié)構(gòu)和電路設計，提高隨鉆數(shù)據(jù)的傳輸效率和儀器兼容性，有效促進油氣鉆井效率的提高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的利用1553b總線實現(xiàn)隨鉆井下儀器各模塊組成及相互連接的控制、通信和供電框圖；

圖2為本發(fā)明的中央控制器與測量短節(jié)的通信模型框圖；

圖3為對本發(fā)明的地面設置時地面接口箱與中央控制器的通信和供電框圖；

圖4為對本發(fā)明的地面測試和校驗時地面接口箱與各測量短節(jié)的通信和供電框圖；

圖5為本發(fā)明的中央控制器與脈沖器控制模塊的控制與反饋框圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細說明：

如圖1-4所示，本發(fā)明的利用1553b、串行485和串行232等總線通信方式，以實現(xiàn)對隨鉆井下儀器各模塊的高效數(shù)據(jù)管理和控制的裝置，包括井下裝置和地面裝置,井下裝置包括脈沖器控制模塊、中央控制器以及五個測量短節(jié)，五個測量短節(jié)分別為工程參數(shù)測量短節(jié)、密度孔隙度測量短節(jié)、電阻率短節(jié)、伽馬短節(jié)和近鉆頭短節(jié)，地面裝置包括地面接口箱。

脈沖器控制模塊，用于將中央控制器的數(shù)據(jù)指令轉(zhuǎn)換為驅(qū)動脈沖器動作的電信號，進而驅(qū)動脈沖器做出相應動作。

工程參數(shù)測量短節(jié)、密度孔隙度測量短節(jié)、電阻率短節(jié)、伽馬短節(jié)和近鉆頭短節(jié)，分別用于測量工程參數(shù)，地層孔隙度和密度，地層電阻率，地層自然伽馬和近鉆頭參數(shù)，五個測量短節(jié)都包含1553b轉(zhuǎn)232/485模塊和測量模塊電路和傳感器；

1553b轉(zhuǎn)232/485模塊，用于將通信指令和電源從通信和供電共用的線纜上進行分離，同時，根據(jù)需要，實現(xiàn)1553b協(xié)議與串行232協(xié)議互轉(zhuǎn)或者1553b協(xié)議與串行485協(xié)議互轉(zhuǎn)；

測量模塊電路和傳感器，是指五個測量短節(jié)的各自測量功能模塊，用于測量不同的參數(shù)，最終測量的參數(shù)都通過1553b轉(zhuǎn)232/485模塊與中央控制器進行數(shù)據(jù)交換。

中央控制器，用于通過1553b協(xié)議與工程參數(shù)測量短節(jié)、密度孔隙度測量短節(jié)、電阻率短節(jié)、伽馬短節(jié)和近鉆頭短節(jié)進行通信，并通過1553b協(xié)議所用線纜向五個測量短節(jié)供電，中央控制器包含1553b模塊和中央控制器電路；

1553b模塊，用于將通信指令和電源從通信和供電共用的線纜上進行分離，實現(xiàn)地面接口箱對中央控制器電路的供電和與之通信；

中央控制器電路，用于地面設置時通過1553b協(xié)議與地面接口箱進行通信，實現(xiàn)井下參數(shù)設置，并保存設置參數(shù)；中央控制器電路還用于井下儀器入井后通過1553b協(xié)議實現(xiàn)向工程參數(shù)測量短節(jié)、密度孔隙度測量短節(jié)、電阻率短節(jié)、伽馬短節(jié)和近鉆頭短節(jié)五個測量短節(jié)發(fā)送指令和獲取五個測量短節(jié)的隨鉆測井數(shù)據(jù)，并將隨鉆測井數(shù)據(jù)進行排隊，通過1553b模塊發(fā)給脈沖器控制模塊。

所述隨鉆測井數(shù)據(jù)包括井斜角、方位角、工具面角、溫度、電阻率值、自然伽馬值、孔隙度值、密度值。

本發(fā)明基于利用1553b、串行485和串行232等總線通信方式，以實現(xiàn)對隨鉆井下儀器各模塊的高效數(shù)據(jù)管理和控制的裝置。具體地說，如圖1，為本發(fā)明的井下部分組成、供電和信號傳輸框圖。包括脈沖器控制模塊、中央控制器、工程參數(shù)測量短節(jié)、密度孔隙度測量短節(jié)、電阻率短節(jié)、伽馬短節(jié)和近鉆頭短節(jié)等部件。中央控制器是井下部分的控制中樞，其通過指令形式分時獲取工程參數(shù)測量短節(jié)、密度孔隙度測量短節(jié)、電阻率短節(jié)、伽馬短節(jié)和近鉆頭短節(jié)等部件的隨鉆測井數(shù)據(jù)，按照特定的序列將這些隨鉆測井數(shù)據(jù)進行排隊，發(fā)送給脈沖器控制模塊。

圖2為本發(fā)明的中央控制器與測量短節(jié)的通信模型框圖，包括中央控制器、1553b轉(zhuǎn)232/485模塊和測量模塊電路和傳感器。測量模塊電路和傳感器是指工程參數(shù)測量短節(jié)、密度孔隙度測量短節(jié)、電阻率短節(jié)、伽馬短節(jié)和近鉆頭短節(jié)等測量短節(jié)的測量傳感器和處理電路。傳感器將測量數(shù)據(jù)傳輸給測量模塊電路進行處理，處理后的數(shù)據(jù)通過1553b轉(zhuǎn)232/485模塊根據(jù)指令發(fā)送至中央控制器。

圖3為本發(fā)明的地面設置時，地面接口箱與中央控制器的通信和供電框圖，包括地面接口箱、1553b模塊和中央控制器電路。地面接口箱在地面設置時通過1553b模塊與中央控制器電路通信，以實現(xiàn)井下工作參數(shù)的設置，并保存在中央控制器電路內(nèi)。

圖4為本發(fā)明的地面測試和校驗時，地面接口箱與各測量短節(jié)的通信和供電框圖。主要包括地面接口箱、1553b轉(zhuǎn)232/485模塊和測量模塊電路和傳感器。地面接口箱通過1553b轉(zhuǎn)232/485模塊與測量模塊電路和傳感器進行通信并獲取測量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對各測量短節(jié)的測試，并通過1553b轉(zhuǎn)232/485模塊向測量模塊電路和傳感器寫入校驗參數(shù)，以校正傳感器的測量結(jié)果。

圖5為本發(fā)明的中央控制器與脈沖器控制模塊的控制與反饋框圖。主要包括脈沖器控制模塊、1553b模塊、中央控制器電路。中央控制器電路講獲取的測量短節(jié)的數(shù)據(jù)按照特定序列進行排隊，通過1553b模塊發(fā)送給脈沖器控制模塊。

本發(fā)明裝置使用時，包括工作參數(shù)設置、井下儀器連接、地面儀器連接。工作參數(shù)設置主要利用設置隨鉆測井參數(shù)序列。

依次連接井下部分的脈沖器控制模塊、中央控制器、工程參數(shù)測量短節(jié)、密度孔隙度測量短節(jié)、電阻率短節(jié)、伽馬短節(jié)和近鉆頭短節(jié)。

綜上所述，本發(fā)明的內(nèi)容并不局限在上述的實施例中，相同領域內(nèi)的有識之士可以在本發(fā)明的技術(shù)指導思想之內(nèi)可以輕易提出其他的實施例，但這種實施例都包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。