專利名稱：數(shù)控射孔取芯儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石油勘探開發(fā)完井作業(yè)用的數(shù)控射孔取芯儀；屬石油井下儀器類。
目前國內(nèi)普遍使用的是SΦ-691型射孔儀，由于生產(chǎn)中存在著功能單一，機械傳動測量精度低，當井下有干攏信號時套管接箍分辨不清易造成誤射孔缺點，不能滿足用戶對生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的要求。
本發(fā)明的目的在于克服上述儀器的缺點而提供的一種用計算機控制的涉及層位射孔，取芯的數(shù)控射孔取芯儀。
本發(fā)明的實現(xiàn)方式陳述如下本發(fā)明包括由機架1、起爆器2、監(jiān)視器3、綜合控制箱4、鍵盤5、工業(yè)控制計算機6、備板7、點火換檔變壓器8、雙蹤示波器9、深度箱10、測量模塊箱11、熱敏繪圖儀13、小寫字臺14、系統(tǒng)電源15、備用板16、表頭板17、不間斷電源UPS18組成。
下面結(jié)合附圖予以說明。
附

圖1數(shù)控射孔取芯儀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖附圖2本發(fā)明系統(tǒng)電路原理方框圖附圖3系統(tǒng)電源直流電壓卡電路原理方框圖附圖4系統(tǒng)電源井下供電卡原理方框圖附圖5系統(tǒng)綜合控制箱控制卡原理方框圖附圖6綜合控制箱檔位指示卡原理方框圖附圖7測量模塊箱磁定位信號處理通道電路和原理方框圖附圖8測量模塊箱電報系信號處理通道原理方框圖附圖9測量模塊箱放射性信號處理通道原理方框圖附圖10深度箱深度卡原理方框圖附圖11計算機接口板原理方框圖本發(fā)明的工作原理是一、射孔工作原理外引電源經(jīng)表頭板17進行轉(zhuǎn)接，將220VAC分別送到雙綜示波儀9，軸流風(fēng)機、VPS系統(tǒng)電源板18VPS的作用是當系統(tǒng)斷電時提供短時電壓，以便系統(tǒng)能夠保存數(shù)據(jù)，系統(tǒng)電源板為深度箱10，測量模塊箱11和綜合控制箱4提供低壓直流穩(wěn)壓電源，井下磁定位接箍信號通過電纜綜合控制箱4送給測量模塊箱11，由磁定位器信號通道進行放大濾波，然后送到A/D卡供計算機采樣和進一步處理，來自井口的深度信息，張力信號和磁記號均經(jīng)深度箱進行處理，然后送給接口板由計算機處理，同時，計算機通過接口板向綜合控制發(fā)出射孔點火命令，將點火電壓經(jīng)電纜送到井下。工控機是系統(tǒng)的核心，主要完成深度計算，信號采集與處理，點火命令發(fā)出，真假接箍信號的識別以及數(shù)字，曲線顯示與打印等。
二、本發(fā)明的取芯工作原理是外引電源經(jīng)表頭17進行轉(zhuǎn)接，將220VAC電壓分別送到雙蹤示波器9，軸流風(fēng)機VPS和系統(tǒng)電源板18；VPS的作用是當系統(tǒng)斷電時，提供一段時間的電壓，以便系統(tǒng)能夠及時存儲數(shù)據(jù)；系統(tǒng)電源板為深度箱10，測量模塊箱11和綜合控制箱4，提供低壓電流穩(wěn)壓電源，并為井下電極提供恒流方波供電，井下電極信號道進行放大，整流、濾波后送到A/D卡供計算機采樣和進一步處理來自井口的深度信息，張力信號和磁記號均經(jīng)深度箱進行處理，然后送給接口板由計算機處理，同時，計算機通過接口板向綜合控制箱發(fā)出點火和換檔命令，將高壓經(jīng)電纜送到井下。工業(yè)控制機是系統(tǒng)的核心，主要完成深度信號采集與處理，點火換檔命令發(fā)出，以及數(shù)字曲線的顯示與打印等。
三、本發(fā)明放射性磁定位曲線測量工作原理是，當外引電源經(jīng)表頭板進行轉(zhuǎn)接，將220VAC分別送到雙蹤示波器，軸流風(fēng)機VPS和系統(tǒng)電源板18,VPS的作用是當系統(tǒng)斷電時，提供保護該電源板為深度箱，測量模塊箱11和綜合控制箱4提供低壓直流穩(wěn)壓電源并為放射性井下儀器提供恒流供電，來自井下的磁定位信號和放射性信號分別經(jīng)測量模塊箱的磁定位信號道和放射性信道放大濾波，整形再分別送至A/D卡和接口卡供計算機采樣進一步處理，來自井口的深度信息，張力信號和磁記號均經(jīng)深度箱進行處理，然后再送給接口板由計算機處理，工控機系統(tǒng)是儀器的核心主要完成深度計算、信號采集與處理，并進行曲線的顯示與打印等。
本發(fā)明是按圖1所示分別將起爆器2、監(jiān)視器3、綜合控制箱4、鍵盤5、工業(yè)計算機6、擴展箱7、點火換檔變壓器8、雙蹤示波器9、深度箱10、測量模塊箱11、熱敏繪圖儀13、系統(tǒng)電源15、擴展箱16、表頭板17、不間斷電源VPS18、箱盒按放在一個整體層狀的架體上面，然后通過電纜分別與各控制板連接在一起，便可以工作。
本發(fā)明工作時按圖2所示的流程。首先從井場引入220V/50HZ交流電源，然后分配到相關(guān)的功能模塊上面，通過，在表頭板上面有電壓表，電流表和頻率表指示有關(guān)參數(shù)；當從表頭板引入220伏電源后，又將產(chǎn)生的直流穩(wěn)壓電源送給相關(guān)功能模塊和下井供電電源給井下儀器供電，該系統(tǒng)電源上面有兩個電路卡。
圖3中為直流電壓卡，當220伏電源經(jīng)變壓器變壓，橋式電路整流、電容濾波，最后經(jīng)過穩(wěn)壓產(chǎn)生5伏和±1.5伏直流電壓給功能模塊中的電子線路供電。
圖4中為井下儀器供電原理當220伏電源經(jīng)變壓，整流、濾波、恒流后產(chǎn)生恒流，給井下放射性儀器供電，另一路經(jīng)過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓后產(chǎn)生恒定流，并在方波信號的控制下，經(jīng)光電隔離和驅(qū)動產(chǎn)生示波恒流，為井下的電板供電；綜合控制箱內(nèi)包括有兩塊電路卡，它將系統(tǒng)電源產(chǎn)生的下井供電電源通過電纜送給井下儀器，并接收來自井下的原始信號，送到測量模塊箱進行處理，同時在計算機的控制下產(chǎn)生點火和換檔后，又將電壓送到井下儀器；控制卡是對來自計算機的控制信號經(jīng)過緩沖，由電子開關(guān)控制高壓電路產(chǎn)生點火換檔電壓送給井下儀器，完成點火換檔功能；檔位指示卡圖6可對來自井下的反映取芯檔位的信號經(jīng)過處理數(shù)模轉(zhuǎn)換，最后由顯示電路指示出取芯器的檔位；測量模塊箱是將來自井下儀器的信號再送給計算機做進一步處理，同時將有關(guān)的電壓信號送給示波器以便監(jiān)測，該測量模塊箱包含有磁定位器組合模塊，電極系模塊和放射性等三塊模塊。模塊并可根據(jù)需要還能擴展其它功能的模塊，圖七為磁定位信號處理通道，信號經(jīng)過隔離、放大、濾波、放大、電平轉(zhuǎn)換，最后送給計算機。圖八為電極系信號處理通道，信號經(jīng)過隔離、放大、整流、濾波，再經(jīng)放大到電平轉(zhuǎn)換，最后也送給計算機，圖九為放射性信號處理通道，信號經(jīng)過自動增益控制，干擾抑制、整形、電平轉(zhuǎn)換，最后送給計算機、深度箱將來自井口馬達的信息經(jīng)過處理后，計算出反映井下儀器在井筒中位置的深度值以及儀器運行快慢的速度值，并將其值傳送給計算機，同時，將來自井口張力計的信息(反映井下儀器的重量)加磁記號的信息(反映進井筒中套管的磁性記號)分別進行處理，最后送給計算機，該深度箱包含深度板，張力記號板，光電編碼的和自整角機等，圖十為深度板的原理方框圖。該板以單片機為中心，其工作原理是這樣的首先從井口馬達引入三相信號，由自整角機帶動光電編碼器產(chǎn)生方波信號，經(jīng)過整形處理，送入計數(shù)器進行計數(shù)。單片機在程序的控制下從計數(shù)器讀取數(shù)值，經(jīng)過運算，計算出深度值和速度值，送到顯示電路進行顯示，并送到絞車(面板)上去，供絞車工監(jiān)視。同時，由計算機通過接口電路讀取，以便作進一步處理。當深度或速度出現(xiàn)異常時，報警電路將發(fā)出報警，以提醒操作人員及時調(diào)整，確保施工的順利進行。雙蹤示波器用于監(jiān)視測量模塊的電壓波形，以便于及時調(diào)整操作，保證測量的準確性。
不間斷電源VPS用于井場電源有時不穩(wěn)定，可在出停電的情況，保證儀器工作的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)不丟失，所以外引電源首先經(jīng)過VPS，再將電源分配給其它的功能模塊中去。
計算機系統(tǒng)該系統(tǒng)包括計算機、鍵盤、顯示器和熱敏繪圖儀。鍵盤用于輸入操作命令和有關(guān)數(shù)據(jù)，顯示器提供人機交互界面，顯示操作菜單、測量的數(shù)據(jù)和曲線以及相關(guān)的參數(shù)信息等。熱敏繪圖儀可以高速、實時地打印出施工的表測量曲線等。工業(yè)控制計算機是儀器的核心，完成數(shù)據(jù)采集、發(fā)出控制命令、提供操作界面、打印施工圖表等。在其擴展槽中插有接口板和A/D卡兩塊插板。圖十一為接口板的由原理方框圖。計算機總線(地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線)經(jīng)過緩沖，分別接到譯碼器，中斷控制器、計算器和深度箱，其中，譯碼器通過譯碼器，以選擇不同的單元，必免總線沖突，中斷控制器按深度箱產(chǎn)生的中斷信號，從而使計算機及時處理有關(guān)的數(shù)據(jù)，計算器對放射性脈沖信號進行計算，由計算機控制讀取，深度箱產(chǎn)生的深度值和速度值也由計算機控制讀取。
該儀器操作時，首先接好井場連線，依次打開表頭板、系統(tǒng)電源板、深度箱、測量模塊箱、電源開關(guān)、并設(shè)置好開關(guān)位置，再打開計算機電源開關(guān)，進行系統(tǒng)自檢，完成后可進入測量施工程序，輸入有關(guān)數(shù)據(jù)和參數(shù)后，執(zhí)行運行程序，按步驟進行操作，施工完畢，關(guān)掉儀器電源。
本發(fā)明的優(yōu)點是克服了現(xiàn)技術(shù)中儀器功能單一，機械傳動測量精度低對干擾信號分辨不清造成誤射孔，或取芯的缺點，同時，實現(xiàn)了施工時計算機的操作與管理。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)控射孔取芯儀，其特征在于該儀器是在機架(1)上面裝有起爆器(2)、監(jiān)視器(3)、綜合控制箱(4)、鍵盤(5)、工業(yè)控制計算機(6)、點火換檔變壓器(8)、雙蹤示波器(9)、深度箱(10)、測量模塊箱(11)、熱敏繪圖儀(13)、系統(tǒng)電源(15)、表頭板(17)、不間斷電源(18)并用電纜連結(jié)在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述數(shù)控取芯儀；其特征在于井下電極信號通過電纜由綜合控制箱送給測量模塊進行處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控取芯儀；其特征在于所述的系統(tǒng)電源板(15)可為深度箱、測量模塊箱和綜合控制箱提供低壓直流穩(wěn)定電源。
全文摘要
一種數(shù)控射孔取芯儀,其特征是在機架上面裝有起爆器、監(jiān)視器、綜合控制箱、鍵盤、工業(yè)控制計算機、點火換檔變壓器、雙蹤示波器、深度箱、測量模塊箱、熱敏繪圖儀、系統(tǒng)電源、表頭板、及不間斷電源組成,其測量時由井下電極信號通過電纜由綜合控制箱送給測量模塊箱進行處理。本發(fā)明克服了現(xiàn)技術(shù)中儀器功能單一,機械測量精度低,對于干擾信號分辨不清,造成誤射孔,取芯的缺點并可實現(xiàn)計算機操作與管理。
文檔編號E21B25/00GK1224109SQ9811374
公開日1999年7月28日 申請日期1998年1月22日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月22日
發(fā)明者韓寶貴 申請人:遼河油田裕隆實業(yè)總公司