[发明专利]井下仪器高速单芯电缆传输装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于自喷井和注水井测井的井下仪器和地面仪器进行数据通信的井下仪器高速单芯电缆传输装置。

背景技术

现有的用于自喷井和注水井测井的生产测井仪器，虽然运用了单片机遥测技术，但遥测短节和地面仪器之间通过单芯电缆即电缆总线连接，遥测短节和参数短节之间、以及各参数短节之间也通过单芯即仪器总线连接，因而仪器较长，不利于高压井的测量。电缆总线传输速率仅为5.7292KBPS，数据格式20位，除3位同步位、1位奇偶位外，只有4个地址位、12个数据位，共10个通道，限制了扩展功能，因而使得某些油井参数无法测量，如独立40臂、氧活化等参数。电缆总线信号和仪器总线信号虽然有电感组成的信号隔离电路隔离，但如果电感选择不合适，将造成两种信号的互相干扰，影响地面解码。

目前，国内开发井中吸水剖面、产液剖面的测井要求高可靠、高精度、高成功率的生产测井仪器，工程测井、储层参数检测、剩余油评价等方面的仪器需要提高精度、增加手段，因此工程测井仪(X-Y井径、多臂井径、独立多臂井径等)和产层评价测井仪(中子伽玛、中子寿命等)需要挂接，现有的仪器传输速率低，通道数仅为10个，无法实现挂接。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高可靠、高精度、高成功率，长度短，能与工程测井仪和产层评价测井仪挂接的用于自喷井和注水井测井的井下仪器和地面仪器进行数据通信的井下仪器高速单芯电缆传输装置，解决现有仪器无法解决的问题。

本发明由单芯电缆、马笼头、加重、连接螺套、释放器、高速电缆遥测短节、参数测量短节、扶正器组成，高速电缆遥测短节通过上端的单芯插头与释放器连接、通过下端的滑环四芯插头和插座与各参数测量短节和扶正器连接，单芯电缆下端连接马笼头、加重、释放器、高速电缆遥测短节、各参数测量短节与井下仪器进行机械和电气连接，单芯电缆的上端通过与地面绞车上电缆盘绕接和装于绞车内的地面仪器机电连接；

本装置电路由高速电缆遥测短节电路和参数短节电路构成，参数短节电路中的参数短节单片机的信号输入端口通过信号产生电路与传感器连接，参数短节单片机数据输出口和参数短节工业总线的接收入口连接，参数短节单片机数据输入口和参数短节工业总线的发射出口连接，参数短节单片机控制端端口与参数短节工业总线控制端DE、RE连接，参数短节单片机振荡器反向放大器输入端口和输出端口与时钟电路连接；遥测电路的遥测单片机的数据输出口与遥测短节工业总线的接收入口连接，遥测单片机的数据输入与遥测短节的发射出口连接，遥测短节工业总线通过信号线芯2和芯3与各参数短节工业总线连接，遥测单片机振荡器反向放大器输入端口和输出端口与时钟电路连接，遥测单片机控制端端口与遥测短节工业总线控制端DE、RE连接，遥测单片机通过信号驱动电路与电缆总线连接，电缆总线与电源线连接；

单片机包括数据接收发送控制单元，控制数据输出口为串行数据发送，数据输入口为串行数据接收，控制工业总线数据的发射和接收；地址数据管理单元，包括8个地址位，16个数据位，255个测试通道，将接收的数据经过地址的比对，将相符的同步位、仪器地址、测试数据、奇偶校验、停止位发送信号按照曼彻斯特玛编码规则进行编码，通过数据接收发送控制单元控制工业总线数据的发射和接收，通过单芯电缆发往地面。

测井时，该装置经电缆总线供电后，各参数短节将传感器的变化量送到各自信号模块产生频率信号，频率信号送到各参数短节单片机，采集完数据后，处于等待状态。遥测单片机串行输出口将各参数地址送到遥测短节工业总线输入端，再通过2芯和3芯送到各参数短节的工业总线，工业总线的输出端再将地址信号送到各参数短节单片机的串行输入口，然后各参数短节单片机首先判断信息是否为该地址，若不是，则为数据玛，该参数短节不响应；若是地址玛，则判断与自身地址相符否，若相符，参数短节单片机的串行输出口发最新采集的数据到该参数短节工业总线的输入端，再经2芯、3芯和遥测短节工业总线的输出端送到遥测单片机的串行输入口，遥测单片机收到数据后将同步、仪器地址、测试数据、奇偶校验、停止位发送等信号，按照曼彻斯特玛编码规则对之进行编码，经单芯电缆发往地面，即曼彻斯特玛信号上传为单芯、高速电缆遥测短节和各个参数短节之间信号传输为四芯，其中1芯为电缆总线、2芯和3芯为信号线、4芯为12V电源线。遥测单片机依次向各参数短节发送地址，直到寻址完所有参数，又重新开始新的循环。

本装置有如下优点：

高速电缆遥测短节和各参数测量短节之间通过滑环四芯连接，大大缩短仪器长度，便于仪器测量。