一種用于油井測試系統(tǒng)的半雙工通信電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種用于油井測試系統(tǒng)的半雙工通信電路，包括：地面裝置及多個(gè)井下儀器，通過電纜連接；地面裝置包括：第一電壓裝置，給地面通信系統(tǒng)供電；地面通信系統(tǒng)中的第一單片機(jī)向第一發(fā)送模塊發(fā)送包含測量指令的第一脈沖信號(hào)；第一發(fā)送模塊將第一脈沖信號(hào)發(fā)送給多個(gè)井下儀器之一；第一接收模塊接收井下儀器反饋的測試信號(hào)，并發(fā)送給第一單片機(jī)；井下儀器包括：第二電壓裝置，給井下通信系統(tǒng)供電；井下通信系統(tǒng)中的第二接收模塊接收第一脈沖信號(hào)，并發(fā)送給第二單片機(jī)；第二單片機(jī)接收第一脈沖信號(hào)，并將地址識(shí)別信息及由第一脈沖信號(hào)生成的測量數(shù)據(jù)發(fā)送給第二發(fā)送模塊；第二發(fā)送模塊將地址識(shí)別信息及測量數(shù)據(jù)通過電纜發(fā)送給第一接收模塊。
【專利說明】一種用于油井測試系統(tǒng)的半雙工通信電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型是關(guān)于一種井下勘探的通信技術(shù)，具體地，是關(guān)于一種用于油井測試系統(tǒng)的半雙工通信電路。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著測井技術(shù)的發(fā)展，獲取井下信息的手段越來越多，測試的參數(shù)也越來越多?，F(xiàn)有的測井手段基本都是將儀器下放至測試段，測試后通過電纜將數(shù)據(jù)傳送至地面，以達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測井底情況的目的，常用的單芯電纜通信傳輸電路如圖1所示，是采用井下儀器向地面發(fā)送數(shù)據(jù)的單工通信，在該單工通信中，地面裝置只能被動(dòng)地接收由井下儀器發(fā)送的測量數(shù)據(jù)，并不能主動(dòng)對(duì)所需的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇，或是根據(jù)需要在多個(gè)不同的井下儀器之間進(jìn)行切換。當(dāng)需要監(jiān)測多個(gè)參數(shù)以及對(duì)多個(gè)油井進(jìn)行測試時(shí)，大量測量數(shù)據(jù)的涌入很容易造成地面裝置對(duì)數(shù)據(jù)處理的時(shí)間過長，影響工作效率。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型實(shí)施例的主要目的在于提供一種用于油井測試系統(tǒng)的半雙工通信電路，以實(shí)現(xiàn)地面與井下長距離的單芯半雙工通信。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種用于油井測試系統(tǒng)的半雙工通信電路，所述半雙工通信電路包括:地面裝置及多個(gè)井下儀器，所述地面裝置與所述多個(gè)井下儀器通過電纜連接；所述地面裝置包括:第一電壓裝置，與地面通信系統(tǒng)連接，所述第一電壓裝置給所述地面通信系統(tǒng)供電；所述地面通信系統(tǒng)包括:第一接收模塊、第一單片機(jī)、第一發(fā)送模塊，所述第一單片機(jī)向所述第一發(fā)送模塊發(fā)送包含測量指令的第一脈沖信號(hào)；所述第一發(fā)送模塊將所述第一脈沖信號(hào)通過所述電纜發(fā)送給所述多個(gè)井下儀器之一；所述第一接收模塊通過電纜接收所述井下儀器反饋的測試信號(hào)，并將所述測試信號(hào)發(fā)送給所述第一單片機(jī)；所述井下儀器包括:第二電壓裝置，與井下通信系統(tǒng)連接，所述第二電壓裝置給所述井下通信系統(tǒng)供電；所述井下通信系統(tǒng)包括:第二接收模塊、第二單片機(jī)、第二發(fā)送模塊，所述第二接收模塊接收所述第一脈沖信號(hào)，并發(fā)送給所述第二單片機(jī)；所述第二單片機(jī)接收所述第一脈沖信號(hào)，并將地址識(shí)別信息及由所述第一脈沖信號(hào)生成的測量數(shù)據(jù)發(fā)送給所述第二發(fā)送模塊；所述第二發(fā)送模塊將所述地址識(shí)別信息及測量數(shù)據(jù)通過所述電纜發(fā)送給所述第一接收模塊。
[0005]在一實(shí)施例中，上述半雙工通信電路還包括:電源裝置，通過所述電纜與所述地面裝置及多個(gè)井下儀器連接。
[0006]在一實(shí)施例中，上述第一電壓裝置及第二電壓裝置分別包括:二極管1N4944，經(jīng)過一電阻分別與第一電容、第二電容、第三電容及電壓轉(zhuǎn)換芯片LM2950連接。
[0007]在一實(shí)施例中，上述的第一單片機(jī)及第二單片機(jī)為單片機(jī)PIC16F876A。
[0008]在一實(shí)施例中，上述的第一發(fā)送模塊包括:M0S管IRFF430，所述MOS管IRFF430的第一引腳與所述單片機(jī)PIC16F876A連接，并通過一電阻與所述MOS管IRFF430的第二引腳及地連接，所述MOS管IRFF430的第三引腳經(jīng)過另一電阻及另一二極管1N4944與所述電纜連接。
[0009]進(jìn)一步地，上述的第一接收模塊包括:比較器lm393及雙單穩(wěn)態(tài)多頻振蕩器74VHC221。
[0010]在一實(shí)施例中，上述的第二發(fā)送模塊包括:M0S管IRFF430，所述MOS管IRFF430的第一引腳與所述單片機(jī)PIC16F876A連接，并通過一電阻與所述MOS管IRFF430的第二引腳及地連接，所述MOS管IRFF430的第三引腳經(jīng)過另一電阻及另一二極管1N4944與所述電纜連接。
[0011]進(jìn)一步地，上述的第二接收模塊包括:比較器lm393及雙單穩(wěn)態(tài)多頻振蕩器74VHC221。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果在于，實(shí)現(xiàn)地面裝置與井下儀器的半雙工通信，在監(jiān)測多個(gè)參數(shù)以及對(duì)多個(gè)油井進(jìn)行測試時(shí)，簡化整個(gè)通信和數(shù)據(jù)傳輸過程，提高了監(jiān)測工作的效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0014]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的井下儀器與地面裝置的單工通信電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的半雙工通信電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的第一單片機(jī)及第二單片機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的第一電壓裝置及第二電壓裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖5為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的第一發(fā)送模塊及第二發(fā)送模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖6為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的第一接收模塊及第二接收模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0021]本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種用于油井測試系統(tǒng)的半雙工通信電路。以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0022]實(shí)施例一
[0023]本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種用于油井測試系統(tǒng)的半雙工通信電路，圖2是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的半雙工通信電路的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，該半雙工通信電路包括:地面裝置I及多個(gè)井下儀器2，該地面裝置I與多個(gè)井下儀器2通過電纜3連接(在圖2中示出了三個(gè)井下儀器2，但此僅為示例作用，并不用以限定井下儀器的數(shù)量，在實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)需要設(shè)置一個(gè)或多個(gè)井下儀器)。[0024]該地面裝置I包括:第一電壓裝置4及地面通信系統(tǒng)5，該第一電壓裝置4與地面通信系統(tǒng)5連接，以給該地面通信系統(tǒng)5供電。
[0025]如圖2所示，地面通信系統(tǒng)5包括:第一接收模塊51、第一單片機(jī)52及第一發(fā)送模塊53,第一單片機(jī)52向第一發(fā)送模塊53發(fā)送第一脈沖信號(hào),在該第一脈沖信號(hào)中,包含有測量指令，用以指示多個(gè)井下儀器2的其中之一(以下稱為當(dāng)前井下儀器2)進(jìn)行井下測量并生成測量數(shù)據(jù)；第一發(fā)送模塊53的一端與第一單片機(jī)52連接，另一端與電纜3連接，在收到第一脈沖信號(hào)后，第一發(fā)送模塊53將第一脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為易傳輸?shù)牡谝粴w偏碼(該第一歸偏碼實(shí)質(zhì)仍為脈沖信號(hào)，只是為了易于傳輸，通過第一發(fā)送模塊53將其轉(zhuǎn)換為歸偏碼形式)，并通過電纜3發(fā)送給當(dāng)前井下儀器2，從而將該第一脈沖信號(hào)中的測量指令傳輸給收到該第一歸偏碼的當(dāng)前井下儀器2。
[0026]根據(jù)圖2所示，井下儀器2包括:第二電壓裝置6及井下通信系統(tǒng)7，該第二電壓裝置6與井下通信系統(tǒng)7連接，以給該井下通信系統(tǒng)7供電。該井下通信系統(tǒng)7包括--第二接收模塊71、第二單片機(jī)72及第二發(fā)送模塊73。第二接收模塊71與電纜3連接，以接收由地面裝置I經(jīng)電纜3發(fā)送的第一歸偏碼，第二接收模塊71將該第一歸偏碼轉(zhuǎn)換為單片機(jī)可識(shí)別的第二不歸零碼(該第二不歸零碼實(shí)質(zhì)仍為脈沖信號(hào)，只是為了讓單片機(jī)能夠識(shí)另Ij，通過第二接收模塊71將其轉(zhuǎn)換為不歸零碼的形式)，并發(fā)送給第二單片機(jī)72 ;第二單片機(jī)72接收該第二不歸零碼，當(dāng)前井下儀器2中用于進(jìn)行測量的裝置根據(jù)該第二不歸零碼中的測量指令進(jìn)行井下測量，并采集相應(yīng)的測量數(shù)據(jù)。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，該井下儀器2中用于進(jìn)行測量的裝置可以是本領(lǐng)域現(xiàn)有的井下測量儀器，例如:CCL磁定位儀、自然伽馬儀、流體密度儀、壓力儀、溫度儀、持水率儀、流量儀等，但本實(shí)用新型并不以此為限。第二單片機(jī)72獲取上述用于進(jìn)行測量的裝置采集的測量數(shù)據(jù)，并將該測量數(shù)據(jù)及當(dāng)前井下儀器2的地址識(shí)別信息發(fā)送給第二發(fā)送模塊73 ;第二發(fā)送模塊73將第二單片機(jī)72發(fā)送的測量數(shù)據(jù)與當(dāng)前井下儀器2的地址 識(shí)別信息轉(zhuǎn)換為易于傳輸?shù)牡诙w偏碼，并通過電纜3發(fā)送給地面裝置I。
[0027]在地面裝置I端，當(dāng)由當(dāng)前井下儀器2反饋回第二歸偏碼后，該地面裝置I的第一接收模塊51通過電纜3接收該第二歸偏碼，將該第二歸偏碼轉(zhuǎn)換為單片機(jī)可識(shí)別的第一不歸零碼，并發(fā)送給第一單片機(jī)52。自此，便完成了一次地面裝置I與當(dāng)前井下儀器2之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的通信過程，由于在這個(gè)過程中，地面裝置I和當(dāng)前井下儀器2之間通過雙方的握手協(xié)議控制相互之間數(shù)據(jù)脈沖信號(hào)的發(fā)送與接收，即當(dāng)一端發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，另一端不能發(fā)送數(shù)據(jù)，只能接收數(shù)據(jù)。由此便實(shí)現(xiàn)了地面裝置與井下儀器之間的單芯雙向單雙工通信。
[0028]而當(dāng)?shù)孛嫜b置I的第一單片機(jī)52接收到當(dāng)前井下儀器2反饋的第二歸偏碼后，根據(jù)該第二歸偏碼中的地址識(shí)別信息獲取當(dāng)前進(jìn)行測量的具體是哪一個(gè)井下儀器2，并在下一次發(fā)送測量指令時(shí)，切換到另一個(gè)與當(dāng)前井下儀器2不同的井下儀器，當(dāng)確定了下一個(gè)井下儀器并通過第一發(fā)送模塊53向該井下儀器發(fā)送包含新的測量指令的脈沖信號(hào)后，對(duì)于脈沖信號(hào)的處理以及發(fā)送或接收的過程，與上文所描述的地面裝置I與當(dāng)前井下儀器2之間對(duì)于脈沖信號(hào)的處理以及發(fā)送或接收的過程相同，在此不再贅述。
[0029]在實(shí)際應(yīng)用中，上述的第一單片機(jī)52和第二單片機(jī)72可以選用現(xiàn)有的單片機(jī)PIC16F876A，該單片機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖3所示，圖中U2為單片機(jī)PIC16F876A，其引腳9、10連接6MHZ晶振及22pF電容，引腳I通過IOK電阻R2連接電壓VCC,引腳8、19接地，引腳20連接VCC，并連接電容C6、C7，引腳21為接收信號(hào)引腳，與第一接收模塊51或第二接收模塊71連接，引腳22為發(fā)送引腳，與第一發(fā)送模塊53或第二發(fā)送模塊73連接。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，是根據(jù)該單片機(jī)PIC16F876A已知的發(fā)送和接收數(shù)據(jù)等已可實(shí)現(xiàn)的功能，來實(shí)現(xiàn)第一單片機(jī)52向第一發(fā)送模塊53發(fā)送包含有測量指令的第一脈沖信號(hào)，接收由第一接收模塊51發(fā)送過來的第一不歸零碼等的操作；以及實(shí)現(xiàn)第二單片機(jī)72接收第二不歸零碼，獲取當(dāng)前井下儀器2進(jìn)行井下測量生成的測量數(shù)據(jù)及當(dāng)前井下儀器2的地址識(shí)別信息，并發(fā)送給第一接收模塊51等的操作。
[0030]綜上所述，通過本實(shí)用新型的半雙工通信電路，通過實(shí)現(xiàn)地面裝置與井下儀器的半雙工通信，能夠在地面裝置與多個(gè)井下儀器之間進(jìn)行切換并獲取相應(yīng)的測量數(shù)據(jù)，在監(jiān)測多個(gè)參數(shù)以及對(duì)多個(gè)油井進(jìn)行測試時(shí)，簡化了整個(gè)通信和數(shù)據(jù)傳輸過程，提高了監(jiān)測工作的效率。
[0031]如圖2所示，本實(shí)用新型的半雙工通信電路還包括電源裝置8，該電源裝置8通過電纜3與地面裝置I及多個(gè)井下儀器2連接，為整個(gè)半雙工通信電路供電。
[0032]在一較佳實(shí)施例中，上述的第一電壓裝置4及第二電壓裝置6可以是如圖4所示的結(jié)構(gòu)，圖中Dl為二極管1N4944，連接電纜后將電壓經(jīng)Rl引入穩(wěn)壓二極管1N5352。Cl為0.1uF電容，C2為IOuF電容，C3為IOuF極性電容，Ul為電壓轉(zhuǎn)換芯片LM2950。15.0V的電壓連接Ul的引腳3后，從引腳I輸出5.0V電壓，以給地面通信系統(tǒng)或井下通信系統(tǒng)提供電源。
[0033]在一較佳實(shí)施例中，上述的第一發(fā)送模塊53及第二發(fā)送模塊73可以是如圖5所示的結(jié)構(gòu)，圖中Ml為MOS管IRFF430，其引腳2連接第一單片機(jī)52或第二單片機(jī)72的引腳22，并通過100K電阻R4與引腳I及地相連。通信過程中的脈沖信號(hào)經(jīng)引腳3后經(jīng)過電阻R3及二極管1N4944后到達(dá)電纜3，再通過電纜3將脈沖信號(hào)傳送出去。
[0034]在一較佳實(shí)施例中，上述的第一接收模塊51及第二接收模塊71可以是如圖6所示的結(jié)構(gòu)，C8為0.33uF電容，連接電纜3，將脈沖信號(hào)引入比較器lm393的引腳2。電阻R5與比較器lm393的引腳2相連，并連接15.0V電壓、電阻R6與電阻R7。電阻R6與電阻R7分壓后連接lm393的引腳3，引腳4、5、6、7接地，引腳I通過IOK電阻R8與引腳8及VCC連接，并連接U4雙單穩(wěn)態(tài)多頻振蕩器74VHC221。U4的引腳I接地，引腳3接高電平VCC。引腳14與15間接與InF的電容連接，引腳15通過100K電阻R9與VCC連接，引腳13輸出單片機(jī)可識(shí)別的不歸零碼。
[0035]通過上述實(shí)施例中的半雙工通信電路，能夠?qū)崿F(xiàn)地面裝置與井下儀器的半雙工通信，從而在地面裝置與多個(gè)井下儀器之間的通信進(jìn)行自動(dòng)切換，并獲取相應(yīng)的測量數(shù)據(jù)，簡化了對(duì)多個(gè)油井進(jìn)行測量時(shí)的整個(gè)通信和數(shù)據(jù)傳輸過程，從而提高了測量工作的效率。
[0036]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分步驟可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，該程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，比如R0M/RAM、磁碟、光盤等。
[0037]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而已，并不用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于油井測試系統(tǒng)的半雙工通信電路，其特征在于，所述半雙工通信電路包括:地面裝置及多個(gè)井下儀器，所述地面裝置與所述多個(gè)井下儀器通過電纜連接； 所述地面裝置包括: 第一電壓裝置，與地面通信系統(tǒng)連接，所述第一電壓裝置給所述地面通信系統(tǒng)供電； 所述地面通信系統(tǒng)包括:第一接收模塊、第一單片機(jī)及第一發(fā)送模塊， 所述第一單片機(jī)向所述第一發(fā)送模塊發(fā)送包含測量指令的第一脈沖信號(hào)；所述第一發(fā)送模塊將所述第一脈沖信號(hào)通過所述電纜發(fā)送給所述多個(gè)井下儀器之一；所述第一接收模塊通過電纜接收所述井下儀器反饋的測試信號(hào)，并將所述測試信號(hào)發(fā)送給所述第一單片機(jī)； 所述井下儀器包括: 第二電壓裝置，與井下通信系統(tǒng)連接，所述第二電壓裝置給所述井下通信系統(tǒng)供電； 所述井下通信系統(tǒng)包括:第二接收模塊、第二單片機(jī)及第二發(fā)送模塊， 所述第二接收模塊接收所述第一脈沖信號(hào)，并發(fā)送給所述第二單片機(jī)；所述第二單片機(jī)接收所述第一脈沖信號(hào)，并將地址識(shí)別信息及由所述第一脈沖信號(hào)生成的測量數(shù)據(jù)發(fā)送給所述第二發(fā)送模塊；所述第二發(fā)送模塊將所述地址識(shí)別信息及測量數(shù)據(jù)通過所述電纜發(fā)送給所述第一接收模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半雙工通信電路，其特征在于，所述半雙工通信電路還包括:電源裝置，通過所述電纜與所述地面裝置及多個(gè)井下儀器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半雙工通信電路，其特征在于，所述第一電壓裝置及第二電壓裝置分別包括:二極管1N4944，經(jīng)過一電阻分別與第一電容、第二電容、第三電容及電壓轉(zhuǎn)換芯片LM2950連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半雙工通信電路，其特征在于，所述第一單片機(jī)及第二單片機(jī)為單片機(jī)PIC16F876A。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半雙工通信電路，其特征在于，所述第一發(fā)送模塊包括: MOS管IRFF430，所述MOS管IRFF430的第一引腳與所述單片機(jī)PIC16F876A連接，并通過一電阻與所述MOS管IRFF430的第二引腳及地連接，所述MOS管IRFF430的第三引腳經(jīng)過另一電阻及另一二極管1N4944與所述電纜連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半雙工通信電路，其特征在于，所述第一接收模塊包括:比較器lm393及雙單穩(wěn)態(tài)多頻振蕩器74VHC221。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半雙工通信電路，其特征在于，所述第二發(fā)送模塊包括: MOS管IRFF430，所述MOS管IRFF430的第一引腳與所述單片機(jī)PIC16F876A連接，并通過一電阻與所述MOS管IRFF430的第二引腳及地連接，所述MOS管IRFF430的第三引腳經(jīng)過另一電阻及另一二極管1N4944與所述電纜連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半雙工通信電路，其特征在于，所述第二接收模塊包括:比較器lm393及雙單穩(wěn)態(tài)多頻振蕩器74VHC221。
【文檔編號(hào)】E21B47/00GK203632686SQ201320771930
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2013年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月26日
【發(fā)明者】孫守國, 張福興, 余訓(xùn)兵, 劉祥, 閆文華, 趙超, 景士錕 申請(qǐng)人:中國石油天然氣股份有限公司