一種核磁共振測井儀的監(jiān)測數(shù)據(jù)轉換裝置和方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及核磁共振測井技術，尤其涉及一種核磁共振測井儀的監(jiān)測數(shù)據(jù)轉換裝置和方法。
【背景技術】
[0002]核磁共振測井作為一項高端測井技術其應用已經(jīng)十分廣泛。核磁共振測井儀器的研發(fā)、制造、維修、保養(yǎng)等各個環(huán)節(jié)都離不開儀器整體監(jiān)測系統(tǒng)的應用。目前，國外有斯倫貝謝、貝克休斯和哈里伯頓公司擁有核磁共振測井儀器的研發(fā)生產(chǎn)線，也都有他們自己的研制監(jiān)測裝置。中海油服是國內(nèi)截至目前為止唯一一家擁有了核磁共振測井儀器的研發(fā)生產(chǎn)線的公司，同時，在科研人員的努力下也開發(fā)了相應的儀器研制監(jiān)測裝置。由于各公司儀器都有自己的軟硬件特點和質量控制規(guī)范，所以這樣的監(jiān)測裝置都只應用于自己的儀器，而且往往裝置結構復雜，數(shù)據(jù)分析復雜，增加了故障判斷的難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種核磁共振測井儀的監(jiān)測數(shù)據(jù)轉換裝置和方法，能夠使得核磁共振測井儀的監(jiān)測更簡單化，智能化，降低了數(shù)據(jù)分析的難度。
[0004]為了達到上述目的，本發(fā)明提出了一種核磁共振測井儀的監(jiān)測數(shù)據(jù)轉換裝置，該裝置包括:通用串行總線USB功能設備接口模塊、數(shù)字信號處理DSP控制模塊、EDIB總線接口豐旲塊。
[0005]USB功能設備接口模塊，用于接收個人計算機PC機向井下儀器下發(fā)的命令信息和/或參數(shù)，還用于將經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后的井下數(shù)據(jù)發(fā)送給PC機。
[0006]DSP控制模塊，用于實時檢測USB功能設備接口模塊，當檢測到USB功能設備接口模塊接收到PC機向井下儀器下發(fā)的命令信息和/或參數(shù)時，控制USB功能設備接口模塊將命令信息和/或參數(shù)發(fā)送給EDIB總線接口模塊；還用于實時檢測EDIB總線接口模塊，當檢測到EDIB總線接口模塊數(shù)據(jù)處理后的井下數(shù)據(jù)時，將經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后的井下數(shù)據(jù)發(fā)送給USB功能設備接口模塊。
[0007]EDIB總線接口模塊，用于接收DSP控制模塊發(fā)送的命令信息和/或參數(shù)，對命令信息和/或參數(shù)進行曼徹斯特編碼，并將曼徹斯特編碼后的命令信息和/或參數(shù)發(fā)送給井下儀器；還用于接收井下儀器返回的井下數(shù)據(jù)，對井下數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理；數(shù)據(jù)處理包括曼徹斯特解碼。
[0008]優(yōu)選地，USB功能設備接口模塊包括:USB先進先出FIFO芯片、USB接頭引線、USB接口。
[0009]USB FIFO芯片通過USB接頭引線與USB接口相連；USB FIFO芯片通過RW、RD、EMPTY以及FULL引腳與EDIB總線接口模塊相連；USB FIFO芯片通過數(shù)據(jù)總線D0-D7與DSP控制模塊相連。
[0010]USB接頭引線包括:Vbus、GND、D+、D-四根引線，其中Vbus引線向外提供電源，GND引線為地線，D+和D-引線為差分數(shù)據(jù)線對。
[0011]優(yōu)選地，
[0012]USB FIFO芯片包括:串行接口引擎、接收FIFO單元、發(fā)送FIFO單元、USB協(xié)議引擎和FIFO控制器以及電可擦寫可編程只讀存儲器EEPROM接口。
[0013]USB功能設備接口模塊用于接收個人計算機PC機向井下儀器下發(fā)的命令信息和/或參數(shù)是指:
[0014]當PC機向所述井下儀器發(fā)送命令信息和/或參數(shù)時，USBFIFO芯片接收命令信息和/或參數(shù)，并存入接收FIFO單元，EMPTY管腳變?yōu)榈碗娖?，通知EDIB總線接口模塊已接收到命令信息和/或參數(shù)。
[0015]DSP控制模塊用于實時檢測USB功能設備接口模塊，當檢測到USB功能設備接口模塊有PC機向井下儀器下發(fā)的命令信息和/或參數(shù)時，控制USB功能設備接口模塊將命令信息和/或參數(shù)發(fā)送給EDIB總線接口模塊是指:
[0016]DSP控制模塊對USB功能設備接口模塊實時檢測，當檢測到USB功能設備接口模塊對EDIB總線接口模塊的通知信息時，DSP控制模塊控制USB FIFO芯片的FIFO控制器從接收FIFO單元中讀取命令信息和/或參數(shù)，并發(fā)送給EDIB總線接口模塊；當所有的命令信息和/或參數(shù)都讀完以后，EMPTY管腳變?yōu)楦唠娖健?br>[0017]USB功能設備接口模塊還用于將經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后的井下儀器返回的井下數(shù)據(jù)發(fā)送給PC機是指:
[0018]當USB功能設備接口模塊向PC機發(fā)送曼徹斯特解碼后的井下數(shù)據(jù)時，如果FULL引腳為低電平，則井下數(shù)據(jù)被寫進發(fā)送FIFO單元，如果FULL引腳變?yōu)楦唠娖?，則發(fā)送FIFO單元已滿，禁止向發(fā)送FIFO單元寫入數(shù)據(jù)，當發(fā)送FIFO單元中的井下數(shù)據(jù)通過USB接口全部傳到PC機以后，F(xiàn)ULL引腳變?yōu)榈碗娖?，USB功能設備接口模塊繼續(xù)向PC機發(fā)送井下數(shù)據(jù)。
[0019]優(yōu)選地，EDIB總線接口模塊包括:通過數(shù)據(jù)總線依次連接的現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA控制芯片、邏輯電平轉換單元、曼徹斯特編解碼器、數(shù)據(jù)通道單元。
[0020]數(shù)據(jù)通道單元，包括命令提示符CMD通道、M2通道、M5通道和M7通道。
[0021]CMD通道用于傳輸下行的所述命令信息和/或參數(shù)；M2通道、M5通道和M7通道用于傳輸上行的井下數(shù)據(jù)。
[0022]曼徹斯特編解碼器包括:一個第一曼徹斯特編解碼器和兩個第二曼徹斯特編解碼器。
[0023]第一曼徹斯特編解碼器具有相互獨立的第一編碼單元和第一解碼單元；第二曼徹斯特編解碼器具有相互獨立的第二編碼單元和第二解碼單元；第一曼徹斯特編解碼器用于CMD通道和M2通道中所傳輸數(shù)據(jù)的編解碼；兩個第二曼徹斯特編解碼器分別用于M5通道和M7通道中所傳輸數(shù)據(jù)的解碼。
[0024]FPGA控制芯片用于控制曼徹斯特編解碼器的編解碼邏輯和數(shù)據(jù)通道單元的數(shù)據(jù)傳輸；FPGA控制芯片包括數(shù)據(jù)緩存FIFO單元和緩存讀寫控制單元。
[0025]數(shù)據(jù)緩存FIFO單元包括:CMD通道FIF0、M2通道FIF0、M5通道FIF0、M7通道FIFO ；緩存讀寫控制單元包括讀FIFO控制邏輯單元和寫FIFO控制邏輯單元。
[0026]邏輯電平轉換單元，連接于曼徹斯特編解碼器和FPGA控制芯片之間，用于曼徹斯特編解碼器和FPGA控制芯片的邏輯電平轉換。
[0027]優(yōu)選地，
[0028]EDIB總線接口模塊用于接收DSP控制模塊發(fā)送的命令信息和/或參數(shù)，對命令信息和/或參數(shù)進行曼徹斯特編碼是指:
[0029]CMD通道接收DSP控制模塊發(fā)送的命令信息和/或參數(shù)，并將命令信息和/或參數(shù)存入CMD通道的CMD通道FIFO中，CMD通道FIFO的空標志位變?yōu)闊o效，讀FIFO控制邏輯單元自動產(chǎn)生第一個讀FIFO信號，將第一個寫入CMD通道FIFO中的命令信息和/或參數(shù)讀出，并進行并串轉換后送入第一曼徹斯特編解碼器，由第一編碼單元進行編碼，編碼時第一曼徹斯特編解碼器的輸出信號SD信號變?yōu)楦唠娖?，當SD信號由高電平變?yōu)榈碗娖綍r，第一個寫入CMD通道FIFO中的命令信息和/或參數(shù)的編碼完成，讀FIFO控制邏輯單元產(chǎn)生第二個讀FIFO信號，將第二個寫入CMD通道FIFO中的命令信息和/或參數(shù)讀出，并進行并串轉換后送入第一曼徹斯特編解碼器，由第一編碼單元進行編碼，依次類推，當CMD通道FIFO的空標志信號再次有效時，CMD通道FIFO中的所有的命令信息和/或參數(shù)已經(jīng)送入第一曼徹斯特編解碼器進行編碼，讀FIFO控制邏輯單元禁止產(chǎn)生讀FIFO信號，編碼過程完成。
[0030]EDIB總線接口模塊接收井下數(shù)據(jù)，對井下數(shù)據(jù)進行曼徹斯特解碼是指:
[0031]M2通道要向PC機傳送所述井下數(shù)據(jù)時，第一曼徹斯特編解碼器的第一解碼單元將井下數(shù)據(jù)進行解碼，當?shù)谝唤獯a單元進行解碼時，第一曼徹斯特編解碼器的輸出信號TD信號為高電平，當TD信號由高電平變?yōu)榈碗娖綍r，第一解碼單元完成井下數(shù)據(jù)的解碼，寫FIFO控制邏輯單元自動產(chǎn)生寫信號，將解碼后的井下數(shù)據(jù)進行串并轉換后寫入M2通道FIFO 中。
[0032]M5通道/M7通道要向PC機傳送井下數(shù)據(jù)時，第二曼徹斯特編解碼器的第二解碼單元將井下數(shù)據(jù)進行解碼，當?shù)诙獯a單元進行解碼時，第二曼徹斯特編解碼器的輸出信號NVM信號為高電平，當NVM信號由高電平變?yōu)榈碗娖綍r，第二解碼單元完成井下數(shù)據(jù)的解碼，在NVM信號為高電平時，每經(jīng)過16個解碼時鐘DCLK的時鐘周期，輸出一個字的數(shù)據(jù)，寫FIFO控制邏輯單元產(chǎn)生一個寫信號，將解碼后的井下數(shù)據(jù)進行串并轉換后寫入M5通道/M7通道FIFO中，DSP控制模塊檢測到M5通道/M7通道FIFO中的解碼后的井下數(shù)據(jù)，將其讀出并通過USB功能設備接口模塊發(fā)送給PC機。
[0033]DSP控制模塊當檢測到EDIB總線接口模塊數(shù)據(jù)處理后的井下數(shù)據(jù)時，將經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后的井下數(shù)據(jù)發(fā)送給USB功能設備接口模塊是指:
[0034]DSP控制模塊檢測到M2通道FIFO中的解碼后的井下數(shù)據(jù)，將其讀出存放于外擴數(shù)據(jù)隨機存儲器RAM中，并通過USB功能設備接口模塊將發(fā)送給PC機。
[0035]DSP控制模塊檢測到M5通道/M7通道FIFO中的解碼后的井下數(shù)據(jù)，將其讀出存放于外擴數(shù)據(jù)RAM中，并通過USB功能設備接口模塊發(fā)送給PC機。
[0036]本發(fā)明還提出一種核磁共振測井儀的監(jiān)測數(shù)據(jù)轉換方法，該方法包括:
[0037]USB功能設備接口模塊接收個人計算機PC機向井下儀器下發(fā)的命令信息和/或參數(shù)。
[0038]DSP控制模塊實時檢測USB功能設備接口模塊，當檢測到USB功能設備接口模塊接收到PC機向井下儀器下發(fā)的命令信息和/或參數(shù)時，控制USB功能設備接口模塊將命令信息和/或參數(shù)發(fā)送給EDIB總線接口模塊。
[0039]EDIB總線接口模塊接收DSP控制模塊發(fā)送的命令信息和/或參數(shù)，對命令信息和/或參數(shù)進行曼徹斯特編碼，并將曼徹斯特編碼后的命令信息和/或參數(shù)發(fā)送給井下儀器。
[0040]EDIB總線接口模塊接收井下儀器返回的井下數(shù)據(jù)，對井下數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理；數(shù)據(jù)處理包括曼徹斯特解碼。
[0041 ] DSP控制模塊實時檢測EDIB總線接口模塊，當檢測到EDIB總線接口模塊數(shù)據(jù)處理后的井下數(shù)據(jù)時，將經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后的井下數(shù)據(jù)發(fā)送給USB功能設備接口模塊。
[0042]USB功能設備接口模塊將經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后的井下數(shù)據(jù)發(fā)送給PC機。
[0043]優(yōu)選地，
[0044]USB功能設備接口模塊接收PC機向井下儀器下發(fā)的命令信息和/或參數(shù)是指:
[0045]當PC機向井下儀器發(fā)送命令信息和/或參數(shù)時，USB FIFO芯片接收命令信息和/或參數(shù)，并存入接收FIFO單元，EMPTY管腳變?yōu)榈碗娖?，通知EDIB總線接口模塊已接收到命令信息和/或參數(shù)。
[0046]DSP控制模塊用于實時檢測USB功能設備接口模塊，當檢測到USB功能設備接口模塊有PC機向井下儀器下發(fā)的命令信息和/或參數(shù)時，控制USB功能設備接口模塊將命令信息和/或參數(shù)發(fā)送給EDIB總線接口模塊是指:
[0047]DSP控制模塊對USB功能設備接口模塊實時檢測，當檢測到USB功能設備接口模塊對EDIB總線接口模塊的通知信息時，DSP控制模塊控制USB FIFO芯片的FIFO控制器從接收FIFO單元中讀取命令信息和/或參數(shù)，并發(fā)送給EDIB總線接口模塊；當所有的命令信息和/或參數(shù)都讀完以后，EMPTY管腳變?yōu)楦唠娖健?br>[0048]USB功能設備接口模塊還用于將經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后的井下儀器返回的井下數(shù)據(jù)發(fā)送給PC機是指:
[0049]當USB功能設備接口模塊向PC機發(fā)送曼徹斯特解碼后的井下數(shù)據(jù)時，如果FULL引腳為低電平，則井下數(shù)據(jù)被寫進發(fā)送FIFO單元，如果FULL引腳變?yōu)楦唠娖?，則發(fā)送FIFO單元已滿，禁止向發(fā)送FIFO單元寫入數(shù)據(jù)，當發(fā)送FIFO單元中的井下數(shù)據(jù)通過USB接口全部傳到PC機以后，F(xiàn)ULL引腳變?yōu)榈碗娖?，USB功能設備接口模塊繼續(xù)向PC機發(fā)送井下數(shù)據(jù)。
[0050]優(yōu)選地，EDIB總線接口模塊包括:通過數(shù)據(jù)總線依次連接的現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA控制芯片、邏輯電平轉換單元、曼徹斯特編解碼器、數(shù)據(jù)通道單元。
[0051]數(shù)據(jù)通道單元，包括命令提示符CMD通道、M2通道、M5通道和M7通道。