測井地面或井下信號發送電路的製作方法

2023-06-10 17:00:41 2

專利名稱：測井地面或井下信號發送電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及石油測井系統地面與井下數據傳輸電路技術領域，是一種測井地 面或井下信號發送電路。
背景技術：
隨著現代電子與計算機技術的迅速發展，測井儀器不斷更新換代，形成了以計算 機為中心的數控測井儀。測井遙傳裝置是石油測井井下儀器數據傳輸的重要組成部分。測 井遙傳裝置作為地面計算機系統與井下儀器間的信息傳輸通道，它具有兩個功能一是把 地面的控制命令傳送給各井下儀器，控制各儀器的工作；二是把各井下儀器的測量信息傳 送給地面系統。測井遙傳通信方式是遙傳裝置的核心。目前測井遙傳裝置大多由集成度不高的硬體電路構成，實現下發指令的解碼與上 行數據的編碼功能。但這種方式構成的電路，集成度低，某個元件特性的變化，都可能會引 發通信故障，並且元器件眾多，維修起來相對困難。另外井下儀器系統傳輸協議因為功能和 傳輸可靠性要求不同而各異，如要更換通訊協議，也相應需要更改硬體電路，代價較高，時 間周期長。
發明內容本實用新型提供了一種測井地面或井下信號發送電路，克服了上述現有技術之不 足，其能有效解決現有測井遙傳裝置維修困難、在進行多種協議的通信時需更改硬體電路 的問題。本實用新型的技術方案是通過以下措施來實現的一種測井地面或井下信號發送 電路，包括信號控制處理器、編解碼器、第一MOS管、第二MOS管、通信變壓器和電纜；通信變 壓器包括第一初級繞組線圈、第二初級繞組線圈和次級繞組線圈，在第一初級繞組線圈上 有正脈衝信號輸入端頭、負脈衝信號輸入端頭和中間輸入端頭；次級繞組線圈的高電位輸 出端頭和低電位輸出端頭分別與電纜的纜芯電串接在一起；信號控制處理器的正脈衝信號 輸出端與解編碼器的正脈衝信號輸入端電串接在一起，解編碼器的正脈衝信號輸出端通過 第一電阻與第一 MOS管的柵極電串接在一起，第一 MOS管的漏極通過第二電阻與正脈衝信 號輸入端頭、中間輸入端頭和直流電源的正極電串接在一起，第一 MOS管的源極與直流電 源的負極電串接在一起；信號控制處理器的負脈衝信號輸出端與解編碼器的負脈衝信號輸 入端電串接在一起，解編碼器的負脈衝信號輸出端通過第三電阻與第二 MOS管的柵極電串 接在一起，第二 MOS管的漏極通過第四電阻與負脈衝信號輸入端頭、中間輸入端頭和直流 電源的正極電串接在一起，第二 MOS管的源極與直流電源的負極電串接在一起。下面是對上述實用新型技術方案的進一步優化或/和改進上述解編碼器的正脈衝信號輸出端與第一電阻之間可通過第五電阻與接地端電 連接在一起。上述解編碼器的負脈衝信號輸出端與第三電阻之間可通過第六電阻與接地端電連接在一起。上述直流電源的電壓可為12伏特。上述直流電源可採用電池。本實用新型結構合理，使用方便，性價比高，由於極大地減小了體積，因此非常適 合石油勘探井下儀使用；由於採用軟體來實現編解碼，在不更改電路的基礎上就能實現多 種協議的通信；由於提高了儀器的集成度，因此降低了儀器故障率，便於維修。

附圖1為本實用新型的電路框圖。附圖中的編碼分別為1為信號控制處理器，2為編解碼器，3-1為第一電阻，3-2為 第二電阻，3-3為第三電阻，3-3為第三電阻，3-4為第四電阻，3-5為第五電阻，3_6為第六 電阻，4為接地端，5-1、5-2分別為柵極，6-1、6-2分別為漏極，7_1、7_2分別為源極，8_1為 第一 MOS管，8-2為第二 MOS管，9為通信變壓器，10為第二初級繞組線圈，11為次級繞組線 圈的高電位輸入端頭，12為正脈衝信號輸入端頭，13為中間輸入端頭，14為負脈衝信號輸 入端頭，15-1、15-2為電纜的纜芯，16為次級繞組線圈的低電位輸入端頭，17為直流電源正 極，18為直流電源負極，19為直流電源。
具體實施方式
本實用新型不受下述實施例的限制，可根據本實用新型的技術方案與實際情況來 確定具體的實施方式。下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步描述如附圖1所示，該測井地面或井下信號發送電路包括信號控制處理器、編解碼器、 第一 MOS管、第二 MOS管、通信變壓器和電纜；通信變壓器包括第一初級繞組線圈、第二初級 繞組線圈和次級繞組線圈，在第一初級繞組線圈上有正脈衝信號輸入端頭、負脈衝信號輸 入端頭和中間輸入端頭；次級繞組線圈的高電位輸出端頭和低電位輸出端頭分別與電纜的 纜芯電串接在一起；信號控制處理器的正脈衝信號輸出端與解編碼器的正脈衝信號輸入端 電串接在一起，解編碼器的正脈衝信號輸出端通過第一電阻與第一 MOS管的柵極電串接在 一起，第一 MOS管的漏極通過第二電阻與正脈衝信號輸入端頭、中間輸入端頭和直流電源 的正極電串接在一起，第一 MOS管的源極與直流電源的負極電串接在一起；信號控制處理 器的負脈衝信號輸出端與解編碼器的負脈衝信號輸入端電串接在一起，解編碼器的負脈衝 信號輸出端通過第三電阻與第二 MOS管的柵極電串接在一起，第二 MOS管的漏極通過第四 電阻與負脈衝信號輸入端頭、中間輸入端頭和直流電源的正極電串接在一起，第二 MOS管 的源極與直流電源的負極電串接在一起。可根據實際需要，對上述測井地面或井下信號發送電路作進一步優化或/和改 進如附圖1所示，解編碼器的正脈衝信號輸出端與第一電阻之間通過第五電阻與接 地端電連接在一起。如附圖1所示，解編碼器的負脈衝信號輸出端與第三電阻之間通過第六電阻與接 地端電連接在一起。[0020]如附圖1所示，根據實際需要，直流電源的電壓為12伏特。如附圖1所示，根據實際需要，直流電源採用電池或AC/DC電源模塊。如附圖1所示，根據實際需要，直流電源採用電池。以上技術特徵構成了本實用新型的最佳實施例，其具有較強的適應性和最佳實施 效果，可根據實際需要增減非必要的技術特徵，來滿足不同情況的需求。本實用新型最佳實施例的使用過程如下當從地面向井下發送信號時，首先經過地面的編解碼器，完成編碼的信息幀，在地 面的信號控制處理器控制下，在編碼幀為正脈衝時，當正脈衝控制信號Pi以高脈衝的形態 加在第一 MOS管的柵極，第一 MOS管導通，與地面變壓器初級繞組線圈的正脈衝信號輸入端 頭和中間輸入端頭形成迴路，形成正極性信號，信號的電平幅度被提高為12伏特，隨後此 信號通過地面變壓器耦合後送到測井電纜；當正脈衝控制信號Pl以低脈衝的形態加在第 一 MOS管的柵極，第一 MOS管截止而不導通。在編碼幀為負脈衝時，當負脈衝控制信號P2 以高脈衝的形態加在第二 MOS管的柵極，第二 MOS管導通，與地面變壓器初級繞組的負脈 衝信號輸入端頭和中間輸入端頭形成迴路，形成負極性信號，信號的電平幅度被提高為-12 伏特，此信號經地面變壓器耦合後送到測井電纜；當負脈衝控制信號P2以低脈衝的形態加 在第二 MOS管的柵極，第二 MOS管截止而不導通。當從井下向井上發送信號時，首先經過井下的編解碼器，完成編碼的信息幀，在井 下的信號控制處理器控制下，在編碼幀為正脈衝時，當正脈衝控制信號Pi以高脈衝的形態 加在第一 MOS管的柵極，第一 MOS管導通，與井上變壓器初級繞組線圈的正脈衝信號輸入端 頭和中間輸入端頭形成迴路，形成正極性信號，信號的電平幅度被提高為12伏特，隨後此 信號通過變壓器耦合後送到測井電纜；當正脈衝控制信號Pl以低脈衝的形態加在第一 MOS 管的柵極，第一 MOS管截止而不導通。在編碼幀為負脈衝時，當負脈衝控制信號P2以高脈 衝的形態加在第二 MOS管的柵極，第二 MOS管導通，與變壓器初級繞組的負脈衝信號輸入端 頭和中間輸入端頭形成迴路，形成負極性信號，信號的電平幅度被提高為-12伏特，此信號 經變壓器耦合後送到測井電纜；當負脈衝控制信號P2以低脈衝的形態加在第二 MOS管的 柵極，第二 MOS管截止而不導通。從最終發送信號來看，把下發指令與上行數據調製成符合通信協議格式的雙極性 碼信號後，經過驅動放大電路，編碼電路輸出的雙極性信號電平幅度放大提升至12伏特， 送到測井電纜，完成對電纜的驅動。
權利要求1.一種測井地面或井下信號發送電路，其特徵在於包括信號控制處理器、編解碼器、第 一 MOS管、第二 MOS管、通信變壓器和電纜；通信變壓器包括第一初級繞組線圈、第二初級繞 組線圈和次級繞組線圈，在第一初級繞組線圈上有正脈衝信號輸入端頭、負脈衝信號輸入 端頭和中間輸入端頭；次級繞組線圈的高電位輸出端頭和低電位輸出端頭分別與電纜的纜 芯電串接在一起；信號控制處理器的正脈衝信號輸出端與解編碼器的正脈衝信號輸入端電 串接在一起，解編碼器的正脈衝信號輸出端通過第一電阻與第一 MOS管的柵極電串接在一 起，第一 MOS管的漏極通過第二電阻與正脈衝信號輸入端頭、中間輸入端頭和直流電源的 正極電串接在一起，第一 MOS管的源極與直流電源的負極電串接在一起；信號控制處理器 的負脈衝信號輸出端與解編碼器的負脈衝信號輸入端電串接在一起，解編碼器的負脈衝信 號輸出端通過第三電阻與第二 MOS管的柵極電串接在一起，第二 MOS管的漏極通過第四電 阻與負脈衝信號輸入端頭、中間輸入端頭和直流電源的正極電串接在一起，第二 MOS管的 源極與直流電源的負極電串接在一起。
2.根據權利要求1所述的測井地面或井下信號發送電路，其特徵在於解編碼器的正脈 衝信號輸出端與第一電阻之間通過第五電阻與接地端電連接在一起。
3.根據權利要求1或2所述的測井地面或井下信號發送電路，其特徵在於解編碼器的 負脈衝信號輸出端與第三電阻之間通過第六電阻與接地端電連接在一起。
4.根據權利要求1或2所述的測井地面或井下信號發送電路，其特徵在於直流電源的 電壓為12伏特。
5.根據權利要求3所述的測井地面或井下信號發送電路，其特徵在於直流電源的電壓 為12伏特。
6.根據權利要求1或2所述的測井地面或井下信號發送電路，其特徵在於直流電源採 用電池或AC/DC電源模塊。
7.根據權利要求3所述的測井地面或井下信號發送電路，其特徵在於直流電源採用電 池或AC/DC電源模塊。
8.根據權利要求4所述的測井地面或井下信號發送電路，其特徵在於直流電源採用電 池或AC/DC電源模塊。
9.根據權利要求5所述的測井地面或井下信號發送電路，其特徵在於直流電源採用電 池或AC/DC電源模塊。
專利摘要本實用新型涉及石油測井系統地面與井下數據傳輸電路技術領域，是一種測井地面或井下信號發送電路，包括信號控制處理器、編解碼器、第一MOS管、第二MOS管、通信變壓器和電纜；通信變壓器包括第一初級繞組線圈、第二初級繞組線圈和次級繞組線圈，在第一初級繞組線圈上有正脈衝信號輸入端頭、負脈衝信號輸入端頭和中間輸入端頭；次級繞組線圈的高電位輸出端頭和低電位輸出端頭分別與電纜的第一纜芯和第二纜芯電串接在一起。其結構合理，使用方便，由於極大地減小了體積，因此非常適合石油勘探井下儀使用；由於採用軟體來實現編解碼，在不更改電路的基礎上就能實現多種協議的通信；由於提高了儀器的集成度，因此降低了儀器故障率，便於維修。
文檔編號E21B47/12GK201818301SQ200920277348
公開日2011年5月4日 申請日期2009年12月29日 優先權日2009年12月29日
發明者李英善, 王智, 王永峰, 陳斌 申請人:中國石油集團西部鑽探工程有限公司測井公司