CN103334743B - 一种地层测试器地面控制*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种地层测试器地面控制***，该***通过测井电缆与井下仪器相连，该***包括：控制面板，进行井下仪器数据采集、电缆深度及张力信号采集；高压直流电源，实现井下仪器直流供电；高压交流电源，实现井下仪器交流供电；信号处理模块，对控制面板采集到的井下仪器数据、电缆深度及张理信号进行后处理。采用本发明，能够提高地面***的接口兼容性能，还可提高便携性能。

Description

一种地层测试器地面控制***
技术领域
本发明涉及电缆测井技术领域，尤其是涉及一种地层测试器地面控制***。
背景技术
地层测试器的地面控制***可为地层测试器提供大功率交流电源及直流电源，并且实现仪器的电缆通讯及深度采集功能。
但现有技术中的地层测试器的地面控制***主要存在如下缺陷或不足：
1）现有地面控制***电气接口必须使用110v/60Hz电源，而不同的测井仪器提供的电源制式、信号接口都不尽相同，因而无法在220V/50Hz等环境下应用；
2）现有地面控制***深度处理只能处理4线制信号，无张力检测；
3）现有地面控制***通过双串口与计算机通讯，技术落后；
4）现有地面***体积大，笨重，运输安装不便。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种地层测试器地面控制***，提高地面***的接口兼容性能，还可提高便携性能。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种地层测试器地面控制***，所述***通过测井电缆与井下仪器相连，所述***包括：
控制面板，进行井下仪器数据采集、电缆深度及张力信号采集；
高压直流电源，实现井下仪器直流供电；
高压交流电源，实现井下仪器交流供电；
信号处理模块，对所述控制面板采集到的井下仪器数据、电缆深度及张理信号进行后处理。
其中，所述控制面板包括调制解调器电路，所述调制解调器电路包括发送支路和接收支路，分别用于信号的调制与解调。
其中，所述发送支路包括：CPU、解码器、前置放大器和驱动。
其中，所述接收支路包括：前置放大器、滤波器、模数转换器、解码器和CPU。
其中，所述控制面板包括深度处理电路，所述深度处理电路包括：脉冲成型器、方向判断、滤波去抖、脉冲计数器，和CPU。
其中，所述控制面板包括张力处理电路，所述张力处理电路包括：仪表放大器、增益调整器、模数转换器，和CPU。
其中，所述信号处理模块包括采集处理单元，所述采集处理单元包括：
数据解码子单元，对数据进行解码；
数据回显子单元，调用刻度文件进行计算，将计算结果通过列表或者曲线图方式回显在多个数据窗口上；
命令及控制界面，接收操作人员的指令，编码后下发到井下仪器或控制面板。
其中，所述采集处理单元，将数据处理结果保存在专用的CRF格式文件中。
其中，所述信号处理模块包括后处理单元，所述后处理单元对CRF文件进行格式转换，由时间驱动变成深度驱动，进行数据编辑及曲线显示。
其中，所述后处理单元还根据测压数据计算地层渗透率及流度。
与现有技术相比，本发明上述方案具有如下有益效果：
兼容性提高，可适应国内外的多种测井大车、拖撬的使用环境；
电气设计先进，按照功能进行模块化设计，组合方便，可以进行电源复用，便于降低***成本；
可适应多种电缆直线器的信号接口；
体积变小，重量减半，运输安装方便。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1是本发明实施例的便携式地面***及使用环境示意图；
图2是本发明实施例的控制面板中的调制解调器电路板结构框图。
图3是本发明实施例的控制面板中的深度及张力采集电路结构框图。
图4是本发明实施例的数据采集及后处理软件流程框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
本发明实施例的地层测试器地面控制***，是由一套地面面板及配套控制软件构成的便携式地面控制***，用于控制地层测试器BASICRCT，实现地层测压及取样，同时对测压数据进行解释。
如图1所示，该地面控制***主要包括四部分：高压交流电源、高压直流电源、控制面板、以及安装有数据采集软件及后处理软件的计算机。
其中，控制面板是***的核心硬件，其主要功能是井下仪器数据采集、电缆深度及张力信号采集。
结合图1，该地面控制***放置在测井大车或拖撬内，通过绞车上的七芯测井电缆与井下仪器相连。操作人员通过地面控制***可实时采集井下仪器的状态数据，并控制仪器进行完成测压、取样作业。地面控制***还可采集来自测井大车直线器的电缆深度及张力信号，以确定作业位置及作业环境。
为适应国内国外的多种测井大车环境，所有设备兼容110V60Hz及220V50Hz两种电源制式。
高压交流电源功率1000W，可提供600V交流电压，实现井下仪器交流供电。
高压直流电源功率1500W，可提供600V直流电压，实现井下仪器直流供电。
高压交流电源及高压直流电源的输出电压均通过控制面板输送到井下仪器。由于地面控制***是模块化设计，故两种高压电源既可使用***自配电源，也可选择配置测井大车原有电源，只要接口与控制面板兼容即可。
控制面板是地面控制***的中枢，它既是地面控制***与井下仪器的连接点，也是地面控制***与测井大车等外部环境的连接点，也是地面控制***内部各设备之间的连接点。
控制面板内部设有调制解调器电路，通过该调制解调器电路可实现电缆遥传通讯，其具体结构框图如图2所示：
在发送方向，井下数据经过CPU串口接收后，写入发送缓存区，经过编码识别后，选择电路中预存的相应发送波形模板，产生一对反相的差分信号，经过前置放大及电流驱动后，经过变压器发到电缆上。以上是信号调制过程。
接收方向：首先经过一级前置放大和带通滤波，模数转换后送入数字处理电路，然后进行解码，得到原始数据，再将数据通过异步串口经过RS232电平转换后发送给地面计算机。以上是信号解调过程。
控制面板内部还设有深度处理电路和张力处理电路，分别用以处理电缆深度及张力。其结构框图如图3所示：
深度处理电路对于输入的深度编码信号，首先进行脉冲成型，去除干扰，然后进行相位比较，判断方向，再进行脉冲计数，并将数值上传给CPU。
优选的，该深度处理电路采用施密特触发器进行脉冲成型，既可处理四线制（A+,A-,B+,B-）深度编码信号，也可处理两线制（A,B）深度编码信号。从而可以适应不同编码轮的深度输出。
张力处理电路对于输入的张力信号，首先进行仪表放大，再根据信号范围进行增益调整，然后进行AD转换，变成数字信号送给CPU。张力处理电路的量程通过跳线可以选择3种范围，分别是0～0.75V，0～2V，0～10V，这样可以兼容多种电缆指重计。
张力处理电路通过RS232总线与计算机通讯，将采集到的深度张力信号实时传输给地面***软件。
图4是本发明实施例的地面控制***的软件功能框图。如图4所示，来自井下仪器的状态数据及直线器的深度及张力数据都送入计算机的地面***软件进行处理。本实施例中的***软件主要由采集软件（本文中也称作mixElis采集软件）及后处理软件（本文中也称作PTS后处理软件）两部分构成。
其中，mixElis采集软件主要负责对数据进行解码，并调用刻度文件进行计算，将计算结果通过列表、曲线图等方式回显在多个数据窗口上；同时通过控制界面接收操作人员的指令，编码后下发到井下仪器或深度处理电路中；且采集软件的处理结果保存在专用的CRF格式文件中。
PTS后处理软件主要负责对CRF文件进行格式转换，由时间驱动变成深度驱动，并可进行数据编辑及曲线显示；对于测压数据，还可进一步调用程序，计算地层渗透率及流度，等。
本领域的技术人员应该明白，虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (8)

1.一种地层测试器地面控制***，其特征在于，所述***通过测井电缆与井下仪器相连，所述***包括：
控制面板，进行井下仪器数据采集、电缆深度及张力信号采集；所述控制面板包括深度处理电路和张力处理电路，所述深度处理电路包括脉冲成型器、方向判断、滤波去抖、脉冲计数器和CPU，所述深度处理电路采用施密特触发器进行脉冲成型；所述张力处理电路包括仪表放大器、增益调整器、模数转换器和CPU，所述张力处理电路的量程通过跳线能够选择3种范围；
高压直流电源，实现井下仪器直流供电；
高压交流电源，实现井下仪器交流供电；
信号处理模块，对所述控制面板采集到的井下仪器数据、电缆深度及张理信号进行后处理。
2.如权利要求1所述的地层测试器地面控制***，其特征在于，
所述控制面板包括调制解调器电路，所述调制解调器电路包括发送支路和接收支路，分别用于信号的调制与解调。
3.如权利要求2所述的地层测试器地面控制***，其特征在于，
所述发送支路包括：CPU、解码器、前置放大器和驱动。
4.如权利要求2所述的地层测试器地面控制***，其特征在于，
所述接收支路包括：前置放大器、滤波器、模数转换器、解码器和CPU。
5.如权利要求1至4之任一项所述的地层测试器地面控制***，其特征在于，
所述信号处理模块包括采集处理单元，所述采集处理单元包括：
数据解码子单元，对数据进行解码；
数据回显子单元，调用刻度文件进行计算，将计算结果通过列表或者曲线图方式回显在多个数据窗口上；
命令及控制界面，接收操作人员的指令，编码后下发到井下仪器或控制面板。
6.如权利要求5所述的地层测试器地面控制***，其特征在于，
所述采集处理单元，将数据处理结果保存在专用的CRF格式文件中。
7.如权利要求6所述的地层测试器地面控制***，其特征在于，
所述信号处理模块包括后处理单元，所述后处理单元对CRF格式文件进行格式转换，由时间驱动变成深度驱动，进行数据编辑及曲线显示。
8.如权利要求7所述的地层测试器地面控制***，其特征在于，
所述后处理单元还根据测压数据计算地层渗透率及流度。
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