一种钻杆姿态监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种钻杆姿态监测装置，该监测装置被设置于钻井钻具

【技术实现步骤摘要】
一种钻杆姿态监测装置


[0001]本技术属于测量
，特别涉及一种钻杆姿态监测装置
。

技术介绍

[0002]在实际使用过程中，电路不可避免地会出现各种故障，此时数字电路的开发和测试人员必须要通过测试快速准确地定位，排除故障
。
一般可以用示波器或逻辑分析仪对数字电路进行精确的状态或时序分析
。
但是，在野外或其它的一些特殊的工作场合，不方便使用专业设备
。
[0003]譬如，在石油钻井工程中，需要在钻具上携带钻杆姿态测量装置，实时采集三轴磁场数据和三轴加速度数据，并将数据发送至井上仪器以显示钻具姿态，指导用户及时调整钻进方向
。
而在实际的钻井工作中，由于现场工作环境恶劣，数据采集装置偶尔会出现故障，此时需要尽快确定设备的故障点，以便排除故障
。
但是，在石油钻井现场，往往不能配备示波器等精密测量设备，或者这些设备受限于现场工作条件难以正常使用
。
此时就需要测量装置内设有检测电路，通过简单的检测，迅速锁定
、
实时发现故障点
。

技术实现思路

[0004]本公开实施例之一，一种钻杆姿态监测装置，其装置包括故障检测电路，通过对电路的逻辑电平进行探测和显示以判断检测装置的故障点
。
该故障检测电路包括，电平基准模块
、
采样比较模块
、
结果显示模块
。
通过探测数字电路中某个点位的逻辑电平的高低，并以
LED
发光二极管的灯光颜色进行显示
。
该故障检测电路能够通过开关调节
TTL
电平或者
CMOS
电平工作模式，通过对两种电平检测的在线检测，实现对钻杆姿态的监测
。
附图说明
[0005]通过参考附图阅读下文的详细描述，本技术示例性实施方式的上述以及其他目的
、
特征和优点将变得易于理解
。
在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本技术的若干实施方式，其中：
[0006]图1根据本技术实施例之一的钻杆姿态监测装置故障检测电路示意图
。
[0007]图2根据本技术实施例之一的故障探测逻辑电平检测电路图
。
具体实施方式
[0008]根据一个或者多个实施例，一种钻杆姿态监测装置，如1图所示，所述监测装置包括，三轴磁传感器和三轴加速度传感器，所述三轴磁传感器和三轴加速度传感器的输出均接入
TTL/CMOS
电平切换电路
。
电路板上预留若干个测试点，包括：
[0009]TP1——
磁传感器激励信号测试点，正常情况下是频率为
5KHz
的信号；
[0010]TP2——
磁传感器状态指示测试点，传感器正常工作为高电平；
[0011]TP3——
加速度传感器状态指示测试点，传感器正常工作为高电平；
[0012]TP4——TTL
电平数据发送状态指示测试点，正常情况下为频率
10Hz
的信号；
[0013]TP5——CMOS
电平数据发送状态指示测试点，正常情况下为频率
10Hz
的信号
。
[0014]如果钻杆姿态监测装置工作不正常，则利用逻辑电平探测电路，对上述的每个测试点进行测试，即可快速判断出设备的故障点，并采取相应措施尽快修复钻井设备
。
[0015]所述钻杆姿态监测装置的故障检测电路，包括逻辑电平探测电路
。
所述逻辑电平探测电路包括逻辑电平探针
Probe、
电源夹
Clamp1、
接地夹
Clam2、
电平基准模块
、
采样比较模块
、
结果显示模块
。
其中，
[0016]所述逻辑电平探针
Probe
，通过一个限流电阻
R13
连接至采样比较模块的输入点
TP2
，另外连接两个输入限压二极管
D1
和
D2
至
VDD
和
GND
；
[0017]所述电源夹
Clamp1
连接被测试电路板的电源
VDD
，为系统提供工作电源
VDD
；
[0018]所述接地夹
Clamp2
连接被测试电路板的地
GND
；
[0019]所述电平基准模块分别与所述工作电源
VDD、GND
连接，并通过一个双刀双掷开关切换
TTL/CMOS
两种工作模式，连接至采样比较模块，为其提供逻辑电平基准电压；
[0020]所述采样比较模块分别与所述电平基准模块连接，将输入信号与逻辑电平基准电压进行比较输出
。
[0021]所述结果显示模块连接至采样比较模块，将比较结果通过发光二极管进行显示
。
[0022]对所述
TTL/CMOS
的电平检测结果包括三个输出，分别是高电平
、
低电平
、
模糊电平
。
所述的电平检测结果以不同颜色的发光管显示不同的输出电平
。
[0023]所述结果显示模块包括多个
MOS
管，用以驱动不同颜色的发光二极管
。
这里，可以采用
RGB
三色发光二极管，根据输入电平的不同，由所述
RGB
发光二极管显示出红
、
绿或黄色，给出不同电平的提示
。
[0024]所述输入限压二极管
D1
的正极连接至测试输入点
TP1
，负极连接至工作电源
VDD
，所述输入保护二极管
D2
的正极连接至
GND
，负极连接至测试输入点
TP1。
这样可以将输入信号的电压控制在0～
VDD
范围内，避免意外的高电压损坏装置
。
[0025]所述电平基准模块包括3组分压电阻和一个双刀双掷开关
K1
，分别为
R1
和
R2
构成的测试点开路输入电平，
R3、R4
和
R5
构成的
TTL
基准电平
VTH、VTL
，
R6、R7
和
R8
构成的
CMOS
基准电平
VCH、VCL。
双刀双掷开关
K1
的
T
端连接至
TTL
基准电平
VTH本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种钻杆姿态监测装置，该监测装置被设置于钻井钻具，其特征在于，所述监测装置包括，三轴磁传感器和三轴加速度传感器，所述三轴磁传感器和三轴加速度传感器的输出均接入
TTL/CMOS
电平切换电路，所述监测装置设有测试点，包括：三轴磁传感器激励信号测试点
TP1
，设置在所述三轴磁传感器的输入端；三轴磁传感器状态指示测试点
TP2
，设置在所述三轴磁传感器的一个输出端；三轴加速度传感器状态指示测试点
TP3
，设置在所述三轴加速度传感器的一个输出端；
TTL
电平数据发送状态指示测试点
TP4
，设置在所述
TTL/CMOS
电平切换电路的一个输出端；
CMOS
电平数据发送状态指示测试点
TP5
，设置在所述
TTL/CMOS
电平切换电路的另一个输出端；所述监测装置还包括逻辑电平探测电路，通过对所述测试点
TP1、TP2、TP3、TP4、TP5
的信号探测，实时监测
、
判断所述监测装置的故障点
。2.
根据权利要求1所述的钻杆姿态监测装置，其特征在于，所述逻辑电平探测电路包括，电平基准模块
、
采样比较模块
、
结果显示模块，所述电平...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡杰，张琳，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：新型
国别省市：