油田智能钻井监控系统技术方案

本实用新型专利技术属油田钻井监控设备，特别涉及一种适用于离散井群的油田智能钻井监控系统，由安全隔离电路（１）、模拟数字转换电路（２）、日历时钟复位电路（３）、数字／模拟转换电路（５）、通信电路（６）、显示接口电路（７）、扩展电路（８）、存储电路（９）、译码电路（１１）、电源电路（１２）和输入／输出转换电路（１３）组成，在监控系统中设有中央处理单元电路（１０）和自检及加密电路（４）；该系统适用于离散井群的监控，可靠性高，造价低，维修方便。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

Intelligent drilling monitoring system in oil field

The utility model belongs to the oil drilling monitoring equipment, in particular to a suitable intelligent oil drilling monitoring system of discrete wells, by the security isolation circuit (1), analog digital conversion circuit (2), calendar clock reset circuit (3), digital analog conversion circuit, communication circuit (5), (6) the display interface circuit (7), the expansion of the circuit (8), (9) storage circuit, decoding circuit, power supply circuit (11) (12) and the input / output conversion circuit (13) which is provided with a central processing unit circuit in the monitoring system (10) and self checking and encryption circuit (4); monitoring. This system is suitable for discrete wells of high reliability, low cost, convenient maintenance.

【技术实现步骤摘要】

本技术属油田钻井监控设备，特别涉及一种适用于离散井群的油田智能钻井监控系统。技术背景目前，国内外均使用的现场机及软件平台来控制油田钻井，它的弊端和缺点是实时性差、可靠性不高、价格过高和维护困难等。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述技术不足，提供一种适用于离散井群的监控，该系统以中央处理器Z180为核心，利用串口及安全栅与底层输出/输入节点进行数据通信，并实现对下层设备的监控挂钩装载、泵压力、泵壳压力、旋转、转矩、深度、钻浆井水平、泵冲程、泥浆流、泥浆重或泥浆温度、充填冲程以及气体检测器中的气体传感器的时实控制的油田智能钻井监控系统。本技术解决其技术问题采用的技术方案是一种由安全隔离电路、模拟/数字转换电器、日历时钟复位电路、数字/模拟转换及接口电路、通信电路、显示接口电路、扩展电路、存储电路、译码电路、电源电路和输入/输出电路组成的油田智能钻井监控系统，其特点是在监控系统中设有中央处理单元电路与自检及加密电路；中央处理单元电路它包括中央处理器U22、接口P2、施密特触发器R4F、U4E、电阻U53、R54、晶体振荡器X2和电容C71、C72；U22的1、2、36、18脚接地，3脚接R54、X2、C72一端，4脚接R54、X2另一端和C71一端，C71、C72另一端接地，12脚接R53的3脚，11脚接R53的5脚，R53的另一端接电源，51脚接U4E的11脚，U4E的10脚接P2的10脚，53脚接U4F的12脚，U4F的13脚接P2的5脚，50脚接R53的2脚，57、55脚分别接数模及接口电路中的数模转换电路U19的1脚和2脚，46、47脚接地，34脚接电源，18、36、2、1脚接地，58脚接R53的10脚，63、62脚分别接译码电路的译码器U13的4脚和译码器U11的5脚，68脚接U7的57脚，37～44脚分别接扩展电路的扩展模块U7的62～71脚、存储电路中的可擦写只读存储器U26、U27的11～19脚、电可擦写存储器U24、U25的11～19脚和输入/输出转换电路的可编程输入/输出接口U3的38～30脚，37～40脚分别接日历时钟及复位电路的U14的14～11脚，14～17脚分别接U7的1、84、83、82脚，14～30脚分别接U27、U26的10、9、8、7、6、5、4、3、25、24、21、23、2、26、27、1脚，14～17、19～27脚还分别接U24、U25、U26、U27的10、9、8、7、6、5、4、3、25、24、21、23、2脚，28、29、30脚分别U26、U27的26、27、1脚，14～17脚还分别接模拟/数字转换电路的16选1的双向开关U8的17～14脚、日历时钟及复位电路的U14的4～7脚，23～26脚还接到译码电路中的译码器U11的1、2、3、4脚，28、29、30、31脚接U13的1、2、3、5脚，U22的31脚接译码电路中的U4A的1脚，14、15脚还分别接U3的10、9脚，66、67脚分别接U24、U25的27、22脚、U3的40、6脚，27脚还分别接U26、U27的22脚和U7的79脚，5脚接R35的9脚，7脚接R35的8脚，65脚接U7的80脚，8脚接日历时钟及复位电路的复位电路U17的7脚、施密特触发器U4D的9脚、扩展电路U7的76脚和R35的4脚、模拟/数字转换电路的16选1的双向开关U8的3脚，9、10、11、12脚接R53的7、6、5、3脚；接口P2的1、6脚接稳压电源，2、3、7、8脚接地，5脚接U4F的13脚，9脚接4脚，10脚接施密特触发器U4E的10脚，11～20脚分别接U3的16、4、2、43、41、17、5、3、44、42脚。自检及加密电路它包括自检电路U2、加密电路P1、晶体振荡器X1、发光二极管D4和电阻R4；U2的2脚接+5V电源、R4的一端，P1的4、3、2、1、18、17脚接14脚，3脚接6脚、P1的5、6脚，4脚接P1的11脚，5脚接P1的10脚，7脚接P1的8脚，8脚接P1的9脚。P1的7脚接D4的一端，D4的另一端接R4另一端，15、16脚分别接X1的两端。本技术的有益效果是该系统适用于离散井群的监控，它以中央处理器Z180为核心，利用串口及安全栅与底层输出/输入节点进数据通信；并实现对下层设备实时的监控挂钩装载、泵压力、泵壳压力、旋转、转矩、深度、钻浆井水平、泵冲程、泥浆流、泥浆重或泥浆温度、充填冲程以及气体检测器中的气体传感器；可靠性高，造价低，从美国进口一套需270万美元，而我们这套系统只需人民币40万元，同时维修方便。以下结合附图以实施例具体说明。附图说明图1示油田智能钻井监控系统电路原理框图。图2示图1的安全隔离栅电路原理图。图3示图1的模拟/数字转换电路原理图。图4示图1的日历时钟复位电路原理图。图5示图1的自检及加密电路原理图。图6示图1的数字/模拟转换及接口电路原理图。图7示图1的通信电路原理图。图8示图1的显示接口电路原理图。图9示图1的扩展电路原理图。图10示图1的存储电路原理图。图11示图1的中央处理单元电路原理图。图12示图1的译码电路原理图。图13示图1的电源电路原理图。图14示图1的输入/转出转换电路原理图。图15示图1的实现框图。图中，1-安全隔离栅电路；2-模拟/数字转换电路；3-日历时钟及复位电路；4-自检及加密电路；5-数字/模拟转换及接口电路；6-通信电路；7-显示接口电路；8-扩展电路；9-存储电路；10-中央处理单元电路；11-译码电路；12-电源电路；13-输入/输出转换电路；R1、2、4～17、19、21、22、29～43、45～50、52～56、58-电阻；R16、3、44、57-可变电阻；J0、1、2-接口；D1、2、19、20、13、14、3、12、16、17-稳压二极管；D21、15、18、22、6、9-二极管；D4-发光二极管；L5、2、3、4-电感线圈；P1-加密电路；P2、3、4-接口；X1、2-晶体振荡器；C1、3、5、7、8、10～17、19～53、55、57、59、6568、71～73-电容；C64、69、70、2、4、9、6、18、61～63、74、75-电解电容；BR1-全桥；Q3、4、5、2-三极管放大器；Q1-单结管；F1-容断器；U4D、5B、5D、4F、4E、4A、4C、4B-施密特触发器；U8-16选1双向开关；U23-数模转换模块；U9-运算放大器；U14-日历时钟电路；U2-自检电路；U19、20-数模转换电路；U18-光电偶合器；U7-扩展电路；U24、25-电可擦写存储器；U26、27-电可擦只读存储器；U22-中央处理器；U11、13-译码器；U12A、B、C-与门；U6A、B-或门；U1-反相电源电路；U15、16-开关稳压电路；U17-复位电路；TP1、2、3-测试点；U3-可编程输入/输出接口；U4-DIP插座；U10A、B、C、D、E、F-非门；具体实施方式参照附图，一种由安全隔离电路1、模拟数字转换电路2、日历时钟复位电路3、数字/模拟转换电路5、通信电路6、显示接口电路7、扩展电路8、存储电路9、译码电路11、电源电路12和输入/输出转换电路13组成的油田智能钻井监控系统，其特点是在监本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油田智能钻井监控系统，主要由安全隔离电路（１）、模拟数字转换电路（２）、日历时钟复位电路（３）、数字／模拟转换电路（５）、通信电路（６）、显示接口电路（７）、扩展电路（８）、存储电路（９）、译码电路（１１）、电源电路（１２）和输入／输出转换电路（１３）组成，其特征在于在监控系统中设有中央处理单元电路（１０）和自检及加密电路（４）；中央处理单元电路（１０），它包括：中央处理器Ｕ２２、接口Ｐ２、施密特触发器Ｕ４Ｆ、Ｕ４Ｅ、电阻Ｒ５３、Ｒ５４、晶体振荡器Ｘ２和电容Ｃ７１、Ｃ７２；Ｕ２２的１、２、３６、１８脚接地，３脚接Ｒ５４、Ｘ２、Ｃ７２一端，４脚接Ｒ５４、Ｘ２另一端和Ｃ７１一端，Ｃ７１、Ｃ７２另一端接地，１２脚接Ｒ５３的３脚，１１脚接Ｒ５３的５脚，Ｒ５３的另一端接电源，５１脚接Ｕ４Ｅ的１１脚，Ｕ４Ｅ的１０脚接Ｐ２的１０脚，５３脚接Ｕ４Ｆ的１２脚，Ｕ４Ｆ的１３脚接Ｐ２的５脚，５０脚接Ｒ５３的２脚，５７、５５脚分别接数字／转换及接口电路（５）中的数模转换电路Ｕ１９的１脚和２脚，４６、４７脚接地，３４脚接电源，１８、３６、２、１脚接地，５８脚接Ｒ５３的１０脚，６３、６２脚分别接译码电路（１１）的译码器Ｕ１３的４脚和译码器Ｕ１１的５脚，６８脚接Ｕ７的５７脚，３７～４４脚分别接扩展电路（８）的扩展模块Ｕ７的６２～７１脚、存储电路（９）中的可擦写只读存储器Ｕ２６、Ｕ２７的１１～１９脚、电可擦写存储器Ｕ２４、Ｕ２５的１１～１９脚和输入／输出转换电路（１３）中的可编程输入输出接口Ｕ３的３８～３０脚，３７～４０脚分别接日历时钟及复位电路（３）中的Ｕ１４的１４～１１脚，１４～１７脚分别接Ｕ７的１、８４、８３、８２脚，１４～３０脚分别接Ｕ２７、Ｕ２６的１０、９、８、７、６、５、４、３、２５、２４、２１、２３、２、２６、２７、１脚，１４～１７、１９～２７脚还分别接Ｕ２４、Ｕ２５、Ｕ２６、Ｕ２７的１０、９、８、７、６、５、４、３、２５、２４、２１、２３、２脚，２８、２９、３０脚分别接Ｕ２６、Ｕ２７的２６、２７、１脚，１４～１７脚还分别接模拟／数字转换电路（２）中的１６选１的双向开关Ｕ８的１７～１４脚、日历时钟及复位电路（３）中的Ｕ１４的４～７脚，２３～２６脚还接到译码电路（１１）中的译码器Ｕ１１的１、２、３、４脚，２８、２９、３０、３１脚接Ｕ３１的１、２、３、５脚，Ｕ２２的３１脚接Ｕ４Ａ的１脚，１４、１５脚还分别接Ｕ３的１０、９脚，６６...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冀常鹏，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：实用新型
国别省市：21[中国|辽宁]