[发明专利]一种适用于声波测井仪器的井下高速数据总线装置

说明书

技术领域

本发明属于井下测井仪器总线技术领域，更为具体地讲，涉及一种适用于声波测井仪器的井下高速数据总线装置。

背景技术

井下测井仪器数据总线实现井下测井仪器与总线控制板之间数据通信。在测井过程中，井下测井仪器的采集数据需通过数据总线送至总线控制板并通过总线控制板传输至地面主控(以下简称上行)，同时地面主控也最终通过数据总线将各种控制命令传至相应的井下测井仪器(以下简称下行)。因此，井下测井仪器数据总线一般要求双向数据传输。

声波测井的物理基础是研究声振动沿钻井的传播特征，又因为声波测井的仪器具有快速，轻便的优点，所以在测井领域得到了极大的推广。声波测井信号是一种非平稳信号，它包括纵波、横波以及斯通利波等这些大小相互独立作用的叠加信号，并且信号幅度的变化范围大，无直流分量，分频带特性强。声波测井数据中信号是相关的，但是噪声则不相关，并具有较宽的频带。在测井系统，需要从井下实时的将测得声波测井数据上传至井上进行处理，为了保证测井结果的准确性，必须要采集到足够多的数据进行分析，因此大量的声波测井数据需要从仪器端传输到地面系统，对井下测井数据总线的传输速率和传输带宽提出了较高的要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适用于声波测井仪器的井下高速数据总线装置，以实现在大量外界干扰和高温环境情况下，实时准确的完成声波测井仪器与地面系统之间数据的高速传输。

为实现上述发明目的，本发明为一种适用于声波测井仪器的井下高速数据总线装置，其特征在于，包括：基于RS-485技术的全局总线、总线控制板、多块总线转接板；

所述的全局总线的两端分别为总线控制板和终端匹配电阻接头，多块的总线转接板位于总线控制板和终端匹配电阻接头之间，每块总线转接板上挂接一个声波测井仪器；

所述的总线控制板自带有RS-485总线数据收发器，通过LAN接口接收地面控制系统下发的控制命令，再通过RS-485总线数据收发器将命令发送到全局总线上，同时RS-485总线数据收发器接收全局总线上的测井数据并上传给地面控制系统；

所述的多块总线转接板中的每一块均包括总线控制模块、命令发送模块和数据接收模块，以及RS-485总线数据收发器、基于LVDS技术的仪器总线、LVDS数据收发器和LVDS时钟发送器；

总线控制模块利用RS-485总线数据收发器接收全局总线上的命令，对命令进行CRC校验后做出解析，并根据解析出的命令来控制声波测井仪器进行正常工作，同时把从声波测井仪器接收到的测井数据进行组帧和压缩，再通过内部的RS-485总线数据收发器上传给总线控制板；

命令发送模块将总线控制模块解析得到的命令进行编码并通过LVDS数据收发器发送到仪器总线上，声波测井仪器通过LVDS数据收发器接收命令，并根据命令进行相应的参数配置和测井作业，同时命令发送模块产生基准通信时钟发送给数据接收模块，并通过LVDS时钟发送器发送给声波测井仪器，使总线转接板与声波测井仪器通信同步；

数据接收模块用于接收声波测井仪器通过仪器总线发送过来的声波测井数据，并存储到相应的存储器中，然后通过总线控制模块将存储器中存储的三维声波测井数据发送到地面控制系统；

在测井过程中，地面控制系统通过测井电缆下发控制命令到总线控制板，总线控制板通过LAN接口接收命令，并通过RS-485总线数据收发器将命令发送到全局总线上，总线转接板通过内部的RS-485总线收发器接收命令，再将命令解析后通过LVDS数据收发器将命令发送到仪器总线上，声波测井仪器接收总线上的命令，并根据接收到的命令进行相应的测井工作，在此期间声波测井仪器将测井数据通过LVDS数据收发器上传给总线转接板，总线转接板将测井数据组帧和压缩，然后通过RS-485总线数据收发器将测井数据发送到全局总线上，总线控制板接收全局总线上的数据并上传给地面控制系统。

本发明的发明目的是这样实现的：

本发明一种适用于声波测井仪器的井下高速数据总线装置，先通过地面系统向测井电缆下发控制命令，总线控制板通过LAN口接收命令，并通过RS-485总线下传给总线转接板，总线转接板通过LVDS技术将命令下发给挂接的声波测井仪器并接收上传的声波测井数据，然后总线转接板通过RS-485总线将测井数据上传给总线控制板，最后上传给地面系统。

同时，本发明一种适用于声波测井仪器的井下高速数据总线装置还具有以下有益效果：