无线综合录井仪配套的压力传感装置制造方法及图纸

本发明专利技术给出了一种无线综合录井仪配套的压力传感装置；包括：压力传感单元，用于采集立管压力的模拟信号；模/数转换单元，用于将压力传感单元采集的模拟信号转化为数字信号；控制单元，将模/数转换单元转化后的数字信号计算得到结果信号；无线传输单元，用于将控制单元计算出的结果信号采用无线传输的方式发送至外部设备。利用压力传感单元采集立管压力信号，通过模/数转换单元传输至控制单元，做到测量系统结构简单，操作十分简便，故障率低，统一信号输出方便与后端设备对接，控制单元处理后通过无线传输单元发送至外部设备，无线传输单元可以克服现场布线困难、长时间恶劣条件下线缆老化损坏、接插件损坏、安装不便等问题。

Pressure sensing device matched by wireless comprehensive logging instrument

The invention provides a pressure sensing device matched with a wireless comprehensive mud logging instrument, which comprises a pressure sensing unit for collecting analog signals of riser pressure, an analog/digital conversion unit for converting analog signals collected by a pressure sensing unit into digital signals, and a control unit for converting digital signals after an analog/digital conversion unit. The result signal is obtained by the number calculation; the wireless transmission unit is used to transmit the result signal calculated by the control unit to the external device by wireless transmission. The pressure signal of riser is collected by the pressure sensor unit and transmitted to the control unit through the analog-to-digital conversion unit. The measuring system is simple in structure, easy to operate, low in failure rate, convenient to dock with the back-end equipment, and the control unit is sent to the external equipment through the wireless transmission unit after processing. The unit can overcome such problems as difficult wiring on site, cable aging and damage under long-term harsh conditions, damage of connectors and inconvenient installation.

【技术实现步骤摘要】
无线综合录井仪配套的压力传感装置
本专利技术涉及一种压力传感装置，特别涉及一种无线综合录井仪配套的压力传感装置。
技术介绍
立管压力又称泵压，是计算钻井水力参数及压力损失的重要参数。在钻井施工中，应该正确的控制立管压力；而且它还是反映钻井安全的重要参数，可以反映钻具穿刺、钻具断裂或脱落、钻头水眼堵塞及泵故障等多种地下或地面情况，在钻井参数仪系统中是用于判断钻井状态的参数之一。必须指出传统的有线录井方式，已经不能高效的支持现有的钻井技术，综合录井势必要走向无线低功耗的实现方式。目前采用简单的系统集成方式和已有的商用无线传输技术根本无法满足现场的实际需要，只有从传感器源头开始，到无线传输的所有环节，全部采用低功耗设计，但目前还没有厂商（包括国外著名品牌公司）能够突破该项技术；并且现有的压力传感器具有现场布线困难、长时间恶劣条件下线缆老化损坏、接插件损坏、安装不便等问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种结构简单、易于操作的无线综合录井仪配套的压力传感装置。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种无线综合录井仪配套的压力传感装置；包括：压力传感单元，用于采集立管压力的模拟信号；模/数转换单元，用于将压力传感单元采集的模拟信号转化为数字信号；控制单元，将模/数转换单元转化后的数字信号计算得到结果信号；无线传输单元，用于将控制单元计算出的结果信号采用无线传输的方式发送至外部设备。采用这样的结构后，利用压力传感单元采集立管压力信号，通过模/数转换单元传输至控制单元，做到测量系统结构简单，操作十分简便，故障率低，统一信号输出方便与后端设备对接，控制单元处理后通过无线传输单元发送至外部设备，无线传输单元可以克服现场布线困难、长时间恶劣条件下线缆老化损坏、接插件损坏、安装不便等问题。本技术给国内现正在研发的综合录井仪提供从传感器源头到无线传输的所有环节，全部采用低功耗无线数字化的压力传感装置。本无线综合录井仪配套的压力传感装置在复杂现场使用表明电路具有精度高适应性强、电路稳定性好、功耗小等优点。为了更清楚的理解本专利技术的
技术实现思路
，以下将本无线综合录井仪配套的压力传感装置简称为本压力传感装置。本压力传感装置的压力传感单元为高阻抗压力传感器；采用这样的结构后，由于高阻抗压力传感器自身的工作特性和优点，可以更符合本压力传感装置的设计要求。本压力传感装置的所述控制单元还控制压力传感单元、模/数转换单元、无线传输单元进行工作或者休眠；采用这样的结构后，本压力传感装置可以在工作状态与休眠状态之间切换，降低整体功耗，而且实现本压力传感装置的高频响效果。本压力传感装置还包括放大单元，对压力传感单元输送的微弱压力信号进行高增益放大和现场噪声的滤波处理，被放大单元处理后的信号输送至模/数转换单元；采用这样的结构后，省去传统的RC低通网络,实现了对微弱压力信号的高增益放大和现场噪声的滤波处理。附图说明图1是本压力传感装置实施例的装配图。图2是本压力传感装置实施例的原理框图。图3是本压力传感装置实施例压力传感单元和放大单元的电路原理图。具体实施方式如图1至3所示本压力传感装置包括防爆套管1、防爆壳体2、压力传感单元3、放大单元4、模/数转换单元、控制单元和无线传输单元。防爆套管1和防爆壳体2焊接固定，防爆套管1和防爆壳体2内部设有供各个单元安装的空腔。压力传感单元3选用高阻抗压力传感器，高阻抗压力传感器用于采集立管压力的模拟信号，高阻抗压力传感器安装在防爆套管1内，高阻抗压力传感器感应端伸出防爆套管1底部。放大单元4为一组采用场效应管共源单调谐放大器为前置放大级由四级级联低功耗运放构成带通滤波放大电路，放大单元4省去传统的RC低通网络，放大单元4针对低电压供电压力信号微弱且现场干扰信号较大等原因，放大单元4设计成具有功耗小对无源元件误差灵敏度低高增益放大的微弱压力信号通用放大电路，现了对微弱压力信号的高增益放大和现场噪声的滤波处理。模/数转换单元将放大单元4处理后的模拟信号转化为数字信号。控制单元为单片机元件，控制单元将模/数转换单元转化后的压力传感单元3采集的信号计算得到结果信号，单片机所有配置信号都是通过SPI接口传入无线模块，实现对无线数据传输模块的频段、通道、功率等配置。无线传输单元采用433MHz的射频发射模块，用于将控制单元计算出的结果信号采用无线传输的方式发送出去。压力传感单元3、放大单元4、模/数转换单元、控制单元和无线传输单元都设在防爆套管1和防爆壳体2内部的空腔中，433MHz的射频发射模块的天线51伸出防爆壳体2外侧。控制单元的单片机还控制高阻抗压力传感器、模/数转换单元、无线传输单元按时间信号在单位时间内进行工作或者休眠，控制原理如下：单片机启动高阻抗压力传感器，压力的模拟信号经模/数转换单元传输至单片机，一段时间后（如100毫秒），高阻抗压力传感器工作状态稳定后，启动无线数据传输模块，将单片机处理后的信号通过无线传输，采集一段时间（如100毫秒）的稳定信号后，单片机关闭高阻抗压力传感器、模/数转换单元、无线传输单元，实现整个本压力传感装置的休眠，降低能耗（休眠时间可以是800毫秒），如此往复，使本压力传感装置具有高频响的优点。通过计算电路网络传递函数极点证明了电路系统的稳定性。复杂现场使用表明本压力传感装置具有精度高适应性强、电路稳定性好、功耗小等优点。本压力传感装置还包括电池供电单元，其利用锂电池3.6V接入稳压模块，然后通过升、降压转换成稳定的3.3V工作电压，为整个装置提供能量，可以在电池电压2.8~3.6V范围内提供稳定的3.3V，在电池电压即将低于2.8V时，单片机像上位机发出低电压报警，利用电池供电单元对本压力传感装置进行供电。以上所述的仅是本专利技术的一种实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以作出若干变型和改进，这些也应视为属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线综合录井仪配套的压力传感装置，其特征为：包括：压力传感单元，用于采集立管压力的模拟信号；模/数转换单元，用于将压力传感单元采集的模拟信号转化为数字信号；控制单元，将模/数转换单元转化后的数字信号计算得到结果信号；无线传输单元，用于将控制单元计算出的结果信号采用无线传输的方式发送至外部设备。

【技术特征摘要】
1.一种无线综合录井仪配套的压力传感装置，其特征为：包括：压力传感单元，用于采集立管压力的模拟信号；模/数转换单元，用于将压力传感单元采集的模拟信号转化为数字信号；控制单元，将模/数转换单元转化后的数字信号计算得到结果信号；无线传输单元，用于将控制单元计算出的结果信号采用无线传输的方式发送至外部设备。2.根据权利要求1所述的无线综合录井仪配套的压力传感装置，其特征是：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡建强，胡巍，李丽，谢兵，
申请(专利权)人：蚌埠赛英电子科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34