一种高数传速率电缆遥传测井仪制造技术

一种高数传速率电缆遥传测井仪属于石油测井领域，由测井电缆１、马笼头２、联接螺套３、参数测量短节４、高数传速率电缆遥传短节５、井下仪器串６、堵头７所组成。由井下仪器测得数据信号，经采用高效编码调制和１５５３总线技术，通过短节５电路控制，在电缆上能以５００ｋｂ／ｓ速率传输给地面仪器，完成其间数据通信。通过短节４可完成缆头电压和张力、井眼温度和泥浆电阻率参数测量。本仪器抗干扰性强、兼容性好、结构简单和成本低。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于地球物理石油测井领域，特别是一种用于井下仪器和地面仪器进行数据通信的测井装置。现有的井下仪器和地面仪器进行数据通信时，通常采用电缆来完成的。电缆一端接有井下仪器，另一端接有地面仪器。井下仪器两端分别装有马笼头和堵头，以保证仪器整体密封性能。位于地面上的地面仪器一般通过几千米长电缆向位于石油井中的井下仪器供电和发出数据信号传输指令，同时由井下仪器测得的地层各种参数数据信号也通过该长电缆向地面仪器传送。在此数据信号传输过程中，由于电缆很长且电缆的传输频带窄，往往会引起信号的畸变和幅度的衰减，同时也会受到周围信号的干扰，结果会影响到测井精度和测井解释地质效果。目前，国内已研制成功的几种成像测井井下仪器均要求配接高速遥传接口。原先研制的数控测井井下仪器要求配接数传速率为每秒100千位接口(100kb/s遥传接口)。其他如微电阻率扫描成像测井仪、阵列感应成像测井仪、阵列中子成像测井仪等均要求配接更高速遥传接口，而国内具有高数传速率为500kb/s遥传接口测井仪器或装置仍为空白。在通信技术方面人们正采用编码正交频分复用技术，用于数字信号调制和解调，以获得较高速率数据传输，但是至今人们尚未将此种高效编码调制技术用于石油测井领域，也未将1553总线成熟技术用于井下仪器数据通信。本技术的目的在于提供一种高数传速率、抗干扰性能强、仪器兼容性好、具有参数测量和能配接标准井下仪器接口、成本低、结构较简单的测井装置。本技术以如下方式实现。本技术可由测井电缆、马笼头、联接螺套、参数测量短节、高数传速率电缆遥传短节、井下仪器串、堵头所构成。测井电缆一端通过马笼头和参数测量短节、高数传速率电缆遥传短节、井下仪器串三部分实现机械和电气连接。该三部分之间用联接螺套互连后，由堵头密封固定成一个整体。测井电缆另一端通过与位于地面绞车上电缆盘绕接和装于绞车内地面仪器实现机电连接。参数测量短节设有测力、温度和泥浆电阻率三种传感器，可以测量缆头电压、井下仪器张力、裸眼井温度和泥浆电阻率四种参数，并通过装在两端多芯插头和多芯插座完成数据信号上传和下送。本短节三种传感器均装在传感器座上，用密封内堵头来实现本短节内腔密封并从注油接头上的注油孔向其注油，油注满后再由平衡系统实现内外压力平衡，将上下接头定位后再用联接螺套与其它短节联接。高数传速率电缆遥传短节设有内、外电路骨架。在外电路骨架上装有电源和方式变压器以及供电电源板，将由测井电缆送下来交流电源变换为各电子线路所需直流电源。在内电路骨架上装有井下调制解调器、井下仪器总线控制器板和参数测量处理电路板，在内电路骨架两端装有吸热剂和隔热体，可同时实现吸热与隔热。为避免元器件在高温下长时间工作会损坏，将包括元器件与电子线路在内的内电路骨架、吸热剂和隔热体部分均被设计安装在保温瓶内。保温瓶及外电路骨架由上接头和联接体所固定，并置于同一壳体内。本短节两端设有多芯插头和多芯插座以及联接螺套，可与参数测量短节以及井下仪器串实现机电连接。井下调制解调器和地面调制解调器构成本测井仪调制解调器。地面调制解调器设在成像测井地面仪器的地面遥测模块中，地面遥测模块装在成像测井地面仪器的采集箱体内，采集箱体包括VME总线接口板、地面调制解调器、地面电缆驱动板和地面继电器板。地面调制解调器通过VME总线接口板与地面仪器前端机相连，完成本仪器与地面仪器之间的数据通信。井下调制解调器与装在井下仪器总线控制器板上的井下仪器总线控制器相连，通过双端口RAM完成与井下仪器总线控制器之间的数据交换。调制解调器的实现采用通信技术中先进的高效编码调制技术，即称为编码正交频分复用技术(简称COFDM技术)。如单独使用一种电缆方式T5就能达到数传速率为每秒512千位信号传输(512kb/s)，实现测井电缆上数据信号的上传及下送。井下仪器总线控制器(简称BCU)包括硬件部分和软件部分。其硬件部分设有智能处理部件、总线传输管理部件、内部控制部件和调试口，并用内部控制逻辑电路将它们互连，实现1Mb/s的总线高可靠传输。其软件部分可根据“测井参数服务表”和软件需求说明书进行详细设计和编码设计。井下仪器接口(简称RTU)是由RAM和控制器模块所组成。设计控制器模块可对井下仪器的数据进行打包和对BCU数据进行解包。BCU和RTU设计均利用1553总线成熟技术，进而可实现井下仪器、RTU和BCU之间的数据通信。井下仪器串可包括微电阻率扫描成像测井仪、阵列感应成像测井仪、阵列中子成像测井仪等井下仪器。其中每个井下仪器均带有一个井下仪器接口RTU，每个井下仪器测得的数据信号通过RTU上传到高数传速率电缆遥传短节，再通过测井电缆传给地面仪器。测井时，成像地面仪把送给测井井下仪的命令通过地面遥测模块、测井电缆传给高数传速率电缆遥传短节，由它通过BCU处理后传给与各测井井下仪相连的井下仪器接口RTU，通过RTU再送给各测井井下仪。反之，各测井井下仪取得的测井信息送给RTU，通过RTU将采集到的信息传给高数传速率电缆遥传短节，经由电缆遥传短节中的井下仪器总线控制器、井下调制解调器进行组帧、调制处理之后变成模拟信号，再经测井电缆传给地面遥测模块。地面遥测模块对信号进行放大、滤波、解调处理并对数据进行整理后送给成像测井地面仪器。本技术有如下优点。由于调制解调器采用高效编码调制技术，因此在测井电缆上传输的数据信号能有效地对抗多径传输，使受到干扰的信号也能可靠地被接收，大大提高了信号的抗干扰性能。因单独使用一种T5电缆方式传输，使数传速率达到500kb/s以上，实现了在电缆上进行的高数传速率信号传输。井下仪器总线控制器(BCU)和井下仪器接口(RTU)设计因采用1553总线成熟技术，使BCU能更加灵活地控制各井下仪器串，提高了仪器兼容性。因参数测量短节可以提供缆头电压、井下仪器张力、裸眼井温度、泥浆电阻率等参数，为野外操作人员随时了解井下仪器情况和井眼中状况提供了方便，同时也为测井解释提供必要数据资料。本技术和国外同类仪器相比，结构较简单，成本较低。 附图说明。图1是高数传速率电缆遥传测井仪结构简图图2是参数测量短节结构简图图3是高数传速率电缆遥传短节结构简图图4是调制解调器原理框图图5是井下仪器总线控制器原理框图图6是井下仪器接口原理框图以下结合附图详述本技术的实施例。参照图1，高数传速率电缆遥传测井仪由测井电缆1、马笼头2、联接螺套3、参数测量短节4、高数传速率电缆遥传短节5、井下仪器串6、堵头7所构成。测井电缆1为七芯铠装电缆，其直径约10毫米，长度为7000米左右。电缆一端通过马笼头2和参数测量短节4、高数传速率电缆遥传短节5、井下仪器串6三部分实现机械和电气连接。该三部分之间用联接螺套3互连后，由堵头7密封固定成一个整体。电缆另一端通过位于地面上井口滑轮与装于仪器绞车上电缆盘实现机械绕接。通过转动电缆盘可以收放电缆以实现本测井仪下降和提升。电缆电气部分缆芯与装于仪器绞车中成像测井地面仪器有良好电气连接，因而测井电缆1与位于地面上的地面仪器有良好的机电连接。参照图2，参数测量短节4由多芯插头8、联接螺套3、上A接头9、密封内堵头10、传感器座11、测力传感器12、温度传感器13、泥浆电阻率传感器14、注油接头15、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高数传速率电缆遥传测井仪由测井电缆（１）、马笼头（２）、联接螺套（３）、参数测量短节（４）、高数传速率电缆遥传短节（５）、井下仪器串（６）和堵头（７）所构成，测井电缆（１）一端通过马笼头（２）与（４）、（５）、（６）三部分实现机电连接，（４）、（５）、（６）三部分之间用联接螺套（３）互相连接，由堵头（７）密封固定成一个整体，电缆另一端通过与位于地面绞车上电缆盘绕接和装于绞车内地面仪器实现机电连接，其特征在于： 参数测量短节（４）由多芯插头（８）、联接螺套（３）、上Ａ接头（９）、密封内堵头（１０）、传感器座（１１）、测力传感器（１２）、温度传感器（１３）、泥浆电阻率传感器（１４）、注油接头（１５）、下接头（１６）、多芯插座（１７）和平衡系统（１８）所构成；高数传速率电缆遥传短节（５）由多芯插头（８）、联接螺套（３）、上Ｂ接头（１９）、外电路骨架（２０）、电源变压器（２１）、供电电源板（２２）、信号方式Ｂ变压器（２３）、仪器外壳（２４）、保温瓶（２５）、隔热体（２６）、吸热剂（２７）、内电路骨架（２８）、井下调制解调器（２９）、井下仪器总线控制器板（３０）、参数测量处理电路板（３１）、联接体（３２）和多芯插座（１７）所构成；井下仪器串（６）由若干个井下仪器串接而成的，每个井下仪器均带有一个井下仪器接口（７５），每个井下仪器接口（７５）设有Ｂ隔离变压器（６９）、总线Ｂ收／发器（７０）、曼彻斯特Ｂ编／译码器（７１）、控制器（７２）、８Ｋ字数据存贮器（７３）和控制接口（７４）等部件，并由１５５３总线互连，每个井下仪器测得数据信号通过接口（７５）上传到遥传短节（５），再通过测井电缆（１）传给地面仪器。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：党剑华，张青雅，王炜，王丽蓉，张海林，付延增，王家荣，王世奎，韩伟，郑玉棋，
申请(专利权)人：西安石油勘探仪器总厂，
类型：实用新型
国别省市：87[中国|西安]