基於rs485系統數據總線的測井裝置的製作方法
2023-10-19 08:01:27 3
專利名稱：基於rs485系統數據總線的測井裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及石油測井領域，是地面測井系統內部數據總線的一種實用方案。 具體講，涉及基於RS485系統數據總線的測井裝置。
背景技術：
石油是經濟發展的重要支柱，世界上每個國家都在積極尋找新的油藏，各產油國 也在通過各種技術手段努力提高每一口油井的產量。測井是石油開採工程中的重要環節， 測井質量直接影響到開採質量和產油率，測井技術也因此而得到迅猛發展。地面系統數據總線在測井系統中處於一個非常重要的地位，用來負責地面系統各 個環節之間的數據交換。該總線設計的是否合理，很大程度上決定了整個測井系統的性能。傳統的地面測井系統採用了單一數據總線模式。對於那些對數據傳輸要求不高的 環節，也掛接在同一個數據總線上。這樣做的弊端是影響了對傳輸速率要求高的環節間的 通信效率；對總線性能要求不同的各個環節，必須按照同樣的標準設計電路，增加了成本。發明內容為克服現有技術的不足，提供一種高效地連接與切換裝置，本實用新型採取的技 術方案是，基於RS485系統數據總線的測井裝置，包括1)電源箱用來給整個系統供電；2)電纜切換箱包含一個繼電器陣列，用來把外部纜芯切換到相應的內部纜芯和 把相應的電源切換到外部纜芯上；3)絞車面板位於絞車上，顯示包括深度，速度和纜繩張力的參數；4)採集箱包含網關板，數傳解碼板，深度板，通道板；網關板通過乙太網接口與主機進行通信；數傳解碼板用來解碼井下數傳搜集的其他儀器的命令，並通過高速485總線連接 網關板；深度板接收井下光電編碼盤信號，並產生深度驅動信號；網關板通過RS485系統數據總線高速通道連接數傳解碼板，網關板和深度板、通 道板之間的通信，佔用RS485系統數據總線中速通道；網關板和電纜切換箱，電源箱，絞車 面板之間的通信佔用RS485系統數據總線低速通道；高、中、低速通道採用主從式通信，網 關板作為主機，其他板作為從機。所述RS485總線包括收、發兩條傳輸線，在每條傳輸線與地之間分別連接一個瞬 壓抑制器，瞬壓抑制器的正端接地。所述RS485總線包括收、發兩條傳輸線，在每條傳輸線上設置有一個串接的限流 電阻。本實用新型具備如下技術效果本實用新型的總線包含高速、中速、低速三個通道。根據系統各個環節的特點，掛3接在不同的通道上，提高了整個總線的數據傳輸效率，降低了成本；該總線採用RS485總線，RS485接口是EIA推出的標準化總線接口，採用平衡式發 送，差分式接收的數據收發器來驅動總線，具有傳輸距離遠，傳輸節點多，傳輸成本低，電路 簡單的特點。
圖1是地面測井系統數據總線結構圖。圖2是電路接口方案圖。圖3是總線共地方案圖。
具體實施方式
本實用新型的總線包含高速、中速、低速三個通道。根據系統各個環節的特點，掛 接在不同的通道上。提高了整個總線的數據傳輸效率，降低了成本。該總線採用RS485總線，RS485接口是EIA推出的標準化總線接口，採用平衡式發 送，差分式接收的數據收發器來驅動總線。具有傳輸距離遠，傳輸節點多，傳輸成本低，電路 簡單的特點。本實用新型總線接口採用TI公司的485總線收發器SN65HVD33，該晶片採用3. 3V 低壓供電，能接收5V信號。該晶片支持全雙工工作方式，最高通信速率可達25Mbit/S，可以 帶256個節點。總線引腳有超過15KV的ESD保護。本實用新型的高速、中速、低速通道的通信速率分別為4M、1M、115. I bit/S。網關 板與數傳解碼板之間的通信為高速通道。網關板與採集箱其他通道板之間的通信為中速通 道。網關板與其他箱體，包括絞車面板之間的通信為低速通道。通訊採用一主多從的半雙 工通訊模式。
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。1.原理框圖圖1是地面測井系統數據總線結構圖。對其中各部分做簡要說明。1)電源箱電源箱用來給整個系統供電。包括地面各個箱體的供電，井下儀器的 供電和井下儀器的推靠。電源箱通過總線把採集的各路電源的電壓和電流信息上傳給採集 箱。2)電纜切換箱包含一個繼電器陣列。用來把外部纜芯切換到相應的內部纜芯和 把相應的電源切換到外部纜芯上。3)絞車面板位於絞車上，顯示深度，速度和纜繩張力等參數。為絞車司機提供必 要的信息。4)採集箱包含網關板，數傳解碼板，深度板，通道板等。網關板通過乙太網接口與主機進行通信，通過三組總線與其他部分交換數據。數傳解碼板用來解碼井下數傳搜集的其他儀器的命令，並通過高速485總線上傳 網關板。深度板接收光電編碼盤信號，並產生整個系統的深度驅動信號。如圖1所示，本實用新型設計了三組RS485總線。網關板和數傳解碼板之間的通信數據量最大，佔用一個高速通道。網關板和深度板及其其他通道板之間的通信，佔用中速 通道。該通道對於接口晶片的要求相對於高速通道有所降低，有利於其他通道板的方案設 計和成本控制。網關板和電纜切換箱，電源箱，絞車面板的通信數據量較小，採用低速通道。 各個總線採用主從式通信，網關板作為主機，其他板作為從機。2電路實現1)匹配電阻的選取信號在傳輸線末端突然遇到阻抗很小甚至沒有的情況時，就會引起反射。消除這 種反射的方法，就必須在傳輸線的末端跨接一個與傳輸線的特性阻抗同樣大小的終端電 阻，使傳輸線的阻抗連續。由於信號的傳輸是雙向的，因此，在傳輸線的另一端可跨接一個 同樣大小的終端電阻。圖2中R2即為匹配電阻，取120歐姆。2)去除總線反射信號或幹擾的措施在通訊波特率比較高的時候，在線路上放置偏置電阻是很有必要的，其作用是在 線路進入空閒狀態後，把總線上沒有數據時(空閒方式)的電平拉離0電平。這樣一來，即 使線路中出現了比較小的反射信號或幹擾，掛接在總線上的數據接收器也不會由於這些信 號的到來而產生誤動。根據下表所示，R2上分得的電壓大於200毫伏時即可。這裡選取偏置電阻Rl，R3 阻值為680歐姆。
權利要求1.一種基於RS485系統數據總線的測井裝置，其特徵是，包括1)電源箱用來給整個系統供電；2)電纜切換箱包含一個繼電器陣列，用來把外部纜芯切換到相應的內部纜芯和把相 應的電源切換到外部纜芯上；3)絞車面板位於絞車上，顯示包括深度，速度和纜繩張力的參數；4)採集箱包含網關板，數傳解碼板，深度板，通道板；網關板通過乙太網接口與主機進行通信；數傳解碼板用來解碼井下數傳搜集的其他儀器的命令，並通過高速485總線連接網關 板；深度板接收井下光電編碼盤信號，並產生深度驅動信號；網關板通過RS485系統數據總線高速通道連接數傳解碼板，網關板和深度板、通道板 之間的通信，佔用RS485系統數據總線中速通道；網關板和電纜切換箱，電源箱，絞車面板 之間的通信佔用RS485系統數據總線低速通道；高、中、低速通道採用主從式通信，網關板 作為主機，其他板作為從機。
2.根據權利要求1所述的一種基於RS485系統數據總線的測井裝置，其特徵是，所述 RS485總線包括收、發兩條傳輸線，在每條傳輸線與地之間分別連接一個瞬壓抑制器，瞬壓 抑制器的正端接地。
3.根據權利要求1所述的一種基於RS485系統數據總線的測井裝置，其特徵是，所述 RS485總線包括收、發兩條傳輸線，在每條傳輸線上設置有一個串接的限流電阻。
專利摘要本實用新型基於RS485系統數據總線的測井裝置涉及石油測井領域，為提供一種高效地連接與切換裝置，本實用新型採取的技術方案是，基於RS485系統數據總線的測井裝置，包括網關板通過RS485系統數據總線高速通道連接數傳解碼板，網關板和深度板、通道板之間的通信，佔用RS485系統數據總線中速通道；網關板和電纜切換箱，電源箱，絞車面板之間的通信佔用RS485系統數據總線低速通道；高、中、低速通道採用主從式通信，網關板作為主機，其他板作為從機。本實用新型主要應用於地面信號與井下信號通信。
文檔編號E21B49/00GK201826830SQ201020556249
公開日2011年5月11日 申請日期2010年10月11日 優先權日2010年10月11日
發明者趙文福 申請人:天津市泰華科技有限公司