随钻测控仪器涡轮发电机转子转速信号模拟系统技术方案

本发明专利技术属于随钻测控技术领域，具体涉及一种随钻测控仪器涡轮发电机转子转速信号模拟系统、方法、设备，旨在解决现有技术无法提供理想的测试信号，导致随钻测控仪器的下行通讯系统解码芯片程序测试、调试不便的问题。本系统包括第一通信模块，配置为获取涡轮发电机转子转速数据和泥浆压力数据；数据处理模块，配置为将数据转换为转速值和压力值；数据进制转换模块，配置为按照设定时间间隔进行进制转换；所述第二通信模块，配置为将数据转化为数字信号；微处理器模块，配置为将数字信号转换为对应设定类型的信号；信号放大模块，配置为将转换后的信号进行放大。本发明专利技术解决随钻测控仪器下行通讯系统解码芯片程序测试、调试不便的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
随钻测控仪器涡轮发电机转子转速信号模拟系统


[0001]本专利技术属于随钻测控
，具体涉及一种随钻测控仪器涡轮发电机转子转速信号模拟系统、方法、设备。

技术介绍

[0002]随钻测控仪器在井下运行时依靠下行通讯系统接收地面设备下发的信息，结合上行通讯系统建立起与地面设备间的双向通讯。
[0003]随钻测控仪器的下行通讯系统主要包括地面设备信号发送端和井下仪器接收端，两者通过钻柱内的钻井液载波，传播钻井液脉冲信号。其中，下行通讯系统通过实时监测钻井液流量变化或压力变化信号，进行解码，接收信息。主流技术方案是通过监测涡轮发电机转子转速而间接监测钻井液流速变化，压力传感器直接监测钻井液压力变化。下行通讯系统的解码芯片实时采集涡轮发电机转子转速、钻井液压力，经过滤波、解码获得地面设备下传的信息。目前，相比监测钻井液压力信号的方案，监测转子转速信号的方案应用更为普遍。
[0004]随钻测控仪器下行通讯系统解码芯片的程序测试、调试过程是不断测试、修改、再测试的循环过程。利用信号发生器为其测试、调试提供理想信号，方式较为简便，但是理想信号没有噪声干扰，与井下实际接收信号差别较大；另一种方式是利用地面水力循环系统测试，这种方式不仅成本高且周期长，虽然信号含有泵噪，但是不能表现井下钻井液脉冲信号的衰减和畸变。
[0005]基于此，本专利技术提出了一种随钻测控仪器涡轮发电机转子转速信号模拟系统。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有技术无法提供理想的测试信号，导致随钻测控仪器的下行通讯系统解码芯片程序测试、调试不便的问题，本专利技术第一方面，提出了一种随钻测控仪器涡轮发电机转子转速信号模拟系统，应用于随钻测控仪器的下行通讯系统的测试；该系统包括：数据存储回放器、数据接收信号调制器；
[0007]所述数据存储回放器，包括第一通信模块、数据处理模块、数据进制转换模块；
[0008]所述第一通信模块与随钻测控仪器连接，配置为获取随钻测控仪器的涡轮发电机转子转速数据和泥浆压力数据，作为输入数据；
[0009]所述数据处理模块，配置为通过所述第一通信模块与随钻测控仪器进行通讯，下载所述输入数据，并将所述输入数据转换为转速值和压力值，记录于数据存储器；
[0010]所述数据进制转换模块，配置为将从数据存储器的指定地址开始读取，通过计时器，并按照设定时间间隔进行进制转换；并将转换后的数据通过所述第一通信模块发送给所述第二通信模块；
[0011]所述数据接收信号调制器包括第二通信模块、微处理器模块、信号放大模块；
[0012]所述第二通信模块，配置为接收所述数据进制转换模块转换后的数据，并转化为
数字信号，然后发送至微处理器模块；
[0013]所述微处理器模块，配置为按照预设的转换关系将接收的数字信号转换为对应设定类型的信号，转换后，发送至所述信号放大模块；
[0014]所述信号放大模块，配置为将转换后的信号进行放大，输出至所述随钻测控仪器的下行通讯系统。
[0015]在一些优选的实施方式中，所述数据存储回放器还包括显示模块；
[0016]所述显示模块，配置为基于所述数据进制转换模块转换后的数据构建实时数据曲线，并按照十进制国际单位显示。
[0017]在一些优选的实施方式中，所述数据处理模块在下载所述输入数据时，将输入数据叠加特定干扰或消除特定干扰。
[0018]在一些优选的实施方式中，所述转速值转换为涡轮发电机转子转速信号；所述转速信号是固定电压的矩形波信号；
[0019]其中，涡轮发电机转子转速信号和转速值的转换关系为：
[0020]f＝RPM\50
[0021]其中，f为涡轮发电机转子转速信号，RPM为转速值。
[0022]在一些优选的实施方式中，所述压力值转换为压力传感器信号，压力传感器为模拟信号；
[0023]其中，压力值和压力传感器信号的转换关系为：
[0024]P＝(I
‑
I0)
·
γ
[0025]其中，P为压力值，I为压力传感器的电流，I0为压力传感器的基础电流，γ为转换系数。
[0026]在一些优选的实施方式中，所述微处理器模块的微处理器的输出管脚连接示波器，用于检验转换成设定类型的信号是否出现异常。
[0027]本专利技术的第二方面，提出了一种随钻测控仪器涡轮发电机转子转速信号模拟方法，该方法包括：
[0028]步骤S100，获取随钻测控仪器的涡轮发电机转子转速数据和泥浆压力数据，作为输入数据；
[0029]步骤S200，将所述输入数据转化为数字信号；
[0030]步骤S300，按照预设的转换关系将接收的数字信号转换为对应设定类型的信号；
[0031]步骤S400，将步骤S300转换后的信号进行放大，输出至随钻测控仪器的下行通讯系统。
[0032]本专利技术的第三方面，提出了一种电子设备，至少一个处理器；以及与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令用于被所述处理器执行以实现权利要求上述的随钻测控仪器涡轮发电机转子转速信号模拟方法。
[0033]本专利技术的第四方面，提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于被所述计算机执行以实现权利要求上述的随钻测控仪器涡轮发电机转子转速信号模拟方法。
[0034]本专利技术的有益效果：
[0035]本专利技术解决随钻测控仪器下行通讯系统解码芯片程序测试、调试不便的问题。
[0036]本专利技术通过读取随钻测控仪器在井下运行时存储的转子转速和钻井液压力数据，将其还原为电信号，发送给下行通讯系统的解码电路。相比现有方式，本专利技术结构简单，数据多样且真实，利于解码芯片程序的测试、调试，充分验证解码芯片程序的稳定性和容错能力，降低下行通讯系统的研发、测试、调试所需的便利性和成本。
附图说明
[0037]通过阅读参照以下附图所做的对非限制性实施例所做的详细描述，本申请的其他特征、目的和优点将会变得更明显。
[0038]图1是本专利技术一种实施例的随钻测控仪器涡轮发电机转子转速信号模拟系统的框架示意图；
[0039]图2是本专利技术一种实施例的随钻测控仪器涡轮发电机转子转速信号模拟系统的数据处理过程的示例图；
[0040]图3是本专利技术一种实施例的随钻测控仪器涡轮发电机转子转速信号模拟方法的流程示意图；
[0041]图4是本专利技术一种实施例的适于用来实现本申请实施例的电子设备的计算机系统的结构示意图。
具体实施方式
[0042]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种随钻测控仪器涡轮发电机转子转速信号模拟系统，应用于随钻测控仪器的下行通讯系统的测试；其特征在于，该系统包括：数据存储回放器、数据接收信号调制器；所述数据存储回放器，包括第一通信模块、数据处理模块、数据进制转换模块；所述第一通信模块与随钻测控仪器连接，配置为获取随钻测控仪器的涡轮发电机转子转速数据和泥浆压力数据，作为输入数据；所述数据处理模块，配置为通过所述第一通信模块与随钻测控仪器进行通讯，下载所述输入数据，并将所述输入数据转换为转速值和压力值，记录于数据存储器；所述数据进制转换模块，配置为将从数据存储器的指定地址开始读取，通过计时器，并按照设定时间间隔进行进制转换；并将转换后的数据通过所述第一通信模块发送给所述第二通信模块；所述数据接收信号调制器包括第二通信模块、微处理器模块、信号放大模块；所述第二通信模块，配置为接收所述数据进制转换模块转换后的数据，并转化为数字信号，然后发送至微处理器模块；所述微处理器模块，配置为按照预设的转换关系将接收的数字信号转换为对应设定类型的信号，转换后，发送至所述信号放大模块；所述信号放大模块，配置为将转换后的信号进行放大，输出至所述随钻测控仪器的下行通讯系统。2.根据权利要求1所述的随钻测控仪器涡轮发电机转子转速信号模拟系统，其特征在于，所述数据存储回放器还包括显示模块；所述显示模块，配置为基于所述数据进制转换模块转换后的数据构建实时数据曲线，并按照十进制国际单位显示。3.根据权利要求2所述的随钻测控仪器涡轮发电机转子转速信号模拟系统，其特征在于，所述数据处理模块在下载所述输入数据时，将输入数据叠加特定干扰或消除特定干扰。4.根据权利要求2所述的随钻测控仪器涡轮发电机转子转速信号模拟系统，其特征在于，将所述转速值转换为涡轮发电机转子转速信号；所述转速信号是固定电压的矩形波信号；其中，涡轮发电机转子转速信号和...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐朝阳，郭劲松，吴冬凤，张爱兵，高廷正，胡秀凤，张猛，程晋，梁鹏，高鑫，杨芳舒，麻晓光，
申请(专利权)人：中国石油集团渤海钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：