[发明专利]一种电控地层测试器

权利要求书

1.一种电控地层测试器，包括软件部分，电路硬件部分和机械部分，所述软件部分指实现特定功能的程序代码编译后写入ARM芯片的程序，所述电路硬件部分是指实现控制电子开关的电子电路、传感器信号调理、数据存储的电路及芯片，它根据软件和外部发送接受模块收到的指令控制机械部分工作；其中，所述软件包括：嵌入式系统软件，地层测试应用控制软件和PC软件；所述电路部分包括：电子电路和电源；所述机械部分包括：电机，一个以上传感器和地层测试器组成；其中：所述一个以上传感器安装在地层测试器上，所述地层测试器设主体开关由电机控制运行；所述嵌入式系统软件管理着整个操作系统，使整个系统的应用软件完成指定的功能，属于操作系统软件；所述地层测试应用控制软件是整个系统的核心，属于应用软件；所述地层测试应用控制软件控制协调运行地层测试器的运行控制、信号调理、数据采集工作，是地层测试器的指挥中心；所述地层测试应用控制软件通过外部发送接收模块控制电子硬件部分的运行、信号调理与数据采集；所述地层测试应用控制软件设计了五个控制模式：多段延时间控制模式、地层压力控制模式、液性控制模式、套压命令控制模式、外部发送接收控制模式信号控制模式；所述多段延时控制模式是：将测试过程按地层测试地质设计分成若干时间段/工作段，先定义每个工作段的时间及该工作段的开关状态开井/关井；所述地层测试器开始工作，进入第一工作段，检查当前工作段的地层测试器的开关状态与设置的状态是否相同，如果不同，则启动控制电路使开关运行到设置的状态；当计时等于指定工作段设置时间时，软件将其移向下一工作段，并通过电子电路启动电机使开关运行到指定开关井状态；其特征在于，所述地层压力控制模式是：地层测试器在井下工作时，连续采集地层压力，当地层压力达到软件设置的参数条件时，控制电路启动电机将地层测试器开关运行到指定状态；所述压力控制有两方面控制内容：压力上限下限控制和压力上升下降率控制；所述压力超出设定的上下限和压力上升下降率后，启动电机使地层测试器运行为开关所设定的状态；所述液性控制模式是：地层测试器在井下工作时，液性传感器信号输入电路板，连续采集地层流体性质，用来区分地层是出油还是出水还是出天然气，当参数达到软件设置的条件时，控制电路启动电机将地层测试器开关运行到指定状态；所述套压命令控制模式是：在地层测试器工作时连续采集套管压力，当连续采集到的套管压力出现指定控制命令脉冲时，地层测试器执行相应的命令，这些命令包括启动控制电路将开关运行到指定开关井状态；所述外部发送接收模块用于将下入油管中的试井钢丝或电缆发送的信号接收下来，将外部指令传给地层测试应用控制软件和电子控制部分，并通过地层测试应用控制软件来执行这些命令；并将地层测试器的数据通过它将传给下入的设备或传到地面接收装置。

2.根据权利要求1所述的电控地层测试器：其特征在于，所述PC软件是安装运行在PC计算机上的专用应用软件，所述PC软件与电路硬件部分通过通讯接口连接，并通过通讯接口对地层测试器控制参数、控制方式、状态参数进行设置，并下载井下采集的压力温度数据及状态数据；所述电子电路包括：ARM主芯片，电机驱动控制电路，存储器，传感器放大及信号调理电路，电源电路和通讯接口；所述ARM主芯片的程序存储器中写入嵌入式系统软件及地层测试应用控制软件代码内容，是整个电子电路的控制指挥中心；所述存储器用于保存地层测试器的状态参数和采集的压力温度数据；所述传感器信号为所有传感器输出的信号，输出的信号被输入到传感器放大及信号调理电路；所述电源为高功率高温电池，为整个系统提供不同的输出电压；所述通讯接口用于地层测试器与PC机通讯时使用；所述传感器用于控制信息的输入、数据采集的输入；所述传感器信号均接到传感器信号调理电路后中，调理后的信号，根据用途，提供给各个输入端口。

3.根据权利要求1所述的电控地层测试器，其特征在于，所述一个以上的传感器包括：套压传感器，地层压力温度传感器，液性传感器，油管压力温度传感器和限位传感器；所述套压传感器用于传送井下套管压力信号，做套管命令传递使用；所述地层压力温度传感器用于测量地层的压力和温度；所述液性传感器用于测量通过开关的流体性质；所述油管压力温度传感器用于测量油管内的压力和温度；所述限位传感器用于检测开关中的活塞位置。

4.根据权利要求1所述的电控地层测试器，其特征在于，所述地层测试器包括测试器外壳，外部发送接收模块，电路板，电机，开关主体和上、下传感器接头；所述测试器外壳内设外部发送接收模块，电路板，电机，开关主体；所述上传感器接头上端丝扣连接有开关主体；所述测试器外壳两端设上、下传感器接头，所述电路板控制电机运行；所述测试器外壳下端设进液孔并丝扣连接有下传感器接头，所述下传感器接头内安装有套压传感器和下压力温度传感器；所述开关主体内设活塞，所述活塞上设活塞过液通道；所述活塞上连接有螺杆，所述螺杆与电机连接；所述开关主体上设有出液孔；所述出液孔通过上密封圈和下密封圈密封；所述开关主体外侧丝扣连接电机的电机外壳，所述电机外壳内设电机和限位传感器支架；所述限位传感器支架两端设上限位传感器和下限位传感器；所述电机外壳上端丝扣连接有上传感器接头，所述上传感器接头内设油管压力温度传感器和液性传感器；所述上传感器接头上端丝扣连接有电池外壳；所述电池外壳内设电池组与电路板；所述电池外壳上端丝扣连接外部发送接收模块。