帶有數字智能絞車面板的測井深度測量器的製作方法
2023-10-10 09:56:14 2
專利名稱：帶有數字智能絞車面板的測井深度測量器的製作方法
技術領域：
本實用新型提供了一種改進的測井深度測量器，適用於油田測井、射孔、礦井提升作業中纜繩下深、速度及張力的測量控制。
測井深度數據採集是地球物理測井、射孔、井壁取芯和電纜地層測試的技術關鍵之一。測井深度的準確程度是測井數據採集和射孔作業質量的重要保證，更是與其它科學的地層數據進行比較和綜合分析的一個基礎。目前國內使用的測井深度測量器，其絞車面板多為用滑輪中的自整角電機產生轉角信號，用自整角機帶動機械計數器計深或用小規模數字電路進行簡單的計數顯示處理，體積大，防護性差，精度低，不具備誤差校正、超速超深報警等智能功能，與新型的數字測井儀器連接困難。
本實用新型的目的是提供一種帶有數字智能絞車面板的測井深度測量器，以提高測井精度，提高其防護性能，擴展其智能功能，實現與其他測測井設備的連接。
本實用新型是這樣實現的，測井深度測量器主要由測量輪、測量輪前後的數對扶正輪、與測量輪聯軸的光電編碼器、記號器、主架、拉簧等組成。該測井深度測量器的絞車面板由光電編碼器、張力傳感器、深度、速度測量系統、鍵盤螢光顯示、輪徑誤差補償、聲光報警、繼電控制、數字接口和電源電路組成，光電編碼器將測量輪轉角轉換成二相脈衝序列，經頻率變換送入計數器並送入中央處理單元進行運算求得速度、深度數據並送顯示。通過人工從鍵盤控制輪徑的誤差補償。絞車面板的前板採用薄膜面板。
採用上述電路的數字智能絞車面板的測井深度測量器，測量精度高，可實現輪徑誤差補償而不需更換經過磨損輪徑超差的測量輪，並能實現超張力停車及超深超速報警，防水防潮性能好。
以下結合
本實用新型中的數字智能絞車面板的具體電路和工作原理。
圖1是數字智能絞車板的電原理方框圖。圖2是其電路的一部分的原理圖。圖3是其另一部分的原理圖。
如附圖所示，光電編碼器的a2端經電阻R103、R102、與集成塊IC25－2的3腳相連，IC25－2的4腳與集成塊IC22－4的13腳相連，IC22－4的11腳與集成塊IC3的9腳相連；b2端經電阻R104與IC25－3的5腳相連，IC25－3的6腳接IC22－4的12腳，IC22－4的11腳接IC3的9腳，V1端與電阻R101、R107、電源V1相連，a1端經電阻R105與IC25－4的9腳相連，IC25－4的8腳與IC22－1的1腳、IC24－2的9腳相連；b1端經電阻R106與IC25－5的11腳相連，IC25－5的10腳與IC22－1的2腳、IC24－2的11腳相連，IC22－1的3腳與IC3的15腳、IC14的14腳相連；Z1端經電阻R107與IC25－6的13腳相連，IC25－6的12腳與IC3的18腳相連；安裝在測量器上的記號器經電阻R108與IC25－1的1腳、二極體DW101相連，IC25－1的2腳與IC24－1的3腳相連，IC24－1的2腳與IC14的8腳相連。安裝於井口的天滑輪或地滑輪上的張力傳感器經電阻R312與IC13的2腳相連，IC13的6腳經電阻R308與IC7的3腳相連。鍵盤顯示系統集中一塊電路板中，QJ1－QJ12為安裝在操作板上的輕觸按鍵，YXS為螢光顯示器，鍵盤顯示系統中還包括進行數碼的段控制及鍵位控制的IC30，進行數碼的位控制鍵位的IC32、IC33，進行電平轉換的IC13。
本實用新型中的數字智能絞車面板的主要工作過程如下下井電纜帶動測井深度測量器上的左右兩個測量輪旋轉，轉數和轉速即可代表電纜的下深和速度，與左右測量輪同軸的左右二個光電編碼器，將轉角轉換成a、b二相電脈衝序列，經IC25、IC22－1、IC22－4進行頻率變換後送入計數器IC3，IC22－4的信號用於冗餘比較之用，IC22－1的信號用於下深計數之用，IC22－1的信號還直接送向中央處理單元進行運算，求得速度、深度，送顯示等，光電編碼器的信號還經IC24－2進行相位檢測產生升降標誌信號，此信號一路用於輸出給外部儀器，另一路送IC14等供內部判斷升降之用。IC14定時地檢測IC3中的二路信號計數值，判斷電纜與某一個測量輪之間是否有打滑現象並消除之。
由於電纜量輪外徑在使用中必然逐漸產生磨損，使電纜的線長與測量輪的轉角之間的對應關係改變，產生測量誤差，當此誤差超過工藝允許值時，傳統方法即要對測量輪進行更換或進行尺寸恢復，為了使測量輪在磨損超差或由於製造誤差超差後仍能將測量誤差保持在允許值內，本實用新型引入了誤差補償功能。具體實現如下由某種方式得知測量誤差後計算出每多少米誤差0.1米，將此米數和誤差的正負由人工從鍵盤送入儀器，以IC14運算後，一方面從顯示的深度計數中將其修正，另一方面IC14輸出一路信號到IC19－4與光電編碼器的信號綜合處理後由IC19－4輸出經過誤差修正的補償信號，此補償信號一路經IC23－1、IC23－2處理後成為1024脈衝／米的二相信號供給SL91Ⅱ數字測井儀，另一路經IC19、IC18、IC20等處理成400脈衝／米的二相信號供給SL91Ⅰ數字測井儀使用，IC14根據深度值來判斷是否超深超速及到井口與否，來啟動聲光報警，當深度超過某一值後，閉合繼電器J502，當電纜到井口以上5米時切斷J501停發動機。
本實用新型中將安裝於井口的天或地滑輪上的張力傳感器的信號經IC13組成的可調放大倍數的放大器放大後一路到IC7，另一路到IC12，在IC7中將此信號進行數字轉換，經IC6送入IC14進行運算處理後送顯示和判斷張力是否超過予置的數據，來決定是否斷開J501來停發動機，並產生聲光報警；在IC7中將IC13輸出的信號進行比例運算濾波後輸出張力信號供外部使用，IC14將張力變量送IC5進行摸擬轉換後使張力增量表ZLB偏轉以指示張力增量，增量表超量程後可由人工操作回零，亦可延時自動回零。當張力傳感器裝於天滑輪時，電纜對滑輪的包角θ為0°，當安裝於地滑輪上時電纜的包角θ與絞車的位置有關，約在85°～140°之時，由於張力傳感器的信號是電纜張力和0角的函數，所以需要送入0值由IC14運算，本實用新型摒棄了傳統的用波段開關選擇0角的方法，直接用鍵盤送入。
為了保證IC14的可靠工作，由IC17組成了程序監測器。IC14正常運行時，經IC4c端發出信號到IC17，當此信號出現異常時，由IC17對IC14進行復位以恢復其正常工作。
為保證在工作中由於交流電源突然停電而仍能使儀器保持數據，由IC16組成了電源檢測電路，當停電時由IC26、IC11－3產生信號INTO給IC14使其進入斷電處理程序，保持數據停止工作。此時數據存貯器由電池BT供電，耗電極微，BT為可充電電池，平時由V1充電，當交流停電時還可由外接電源端接入15－24V之間的直流電瓶電源，使儀器正常繼續工作。
本實用新型中的數字智能絞車面板提供了儀器車與絞車之間的音響通訊功能，當將通訊端接電源地時，喇叭YS可發聲，YS還作為儀器的其它報警之用，YS的音頻信號是由IC7的輸出信號分頻得到，IC14通過IC4的c端控制其報警音響。
本實用新型中的數字智能絞車面板的電路器件和設計均採用了低功耗器件和方案，電源功耗可小於5W，提高了儀器的工作可靠性。
本實用新型現場使用環境較惡劣，須有較好的防水防潮性能，為此儀器前部採用了較先進的薄膜面板，耐腐蝕，抗老化，美觀，密閉性好。輕觸按鍵裝於薄膜下面，使之全密封，操作板上的插座、表頭、開關等安裝時均用矽脂填充結合面，整個機殼的結構周密地考慮了防水問題。
絞車現場使用時外部光線較強，用普通的LED顯示器功耗大、亮度低，很難滿足要求。而LCD顯示器價格高，夜間又需外部光源且低溫性能差，採用螢光顯示器，亮度高、耗電省，並在其上面加了濾光片和遮光罩，在電路上又加上了單一參量顯示功能，使其僅掃描顯示某幾位數據，進一步提高了亮度，滿足了現場使用要求。
權利要求1.帶有數字智能絞車面板的測井深度測量器，其數字智能絞車面板主要由與測量輪聯軸的光電編碼器、張力傳感器、深度、速度測量系統、張力測量系統、中央處理單元、鍵盤螢光顯示、聲光報警、繼電控制、數字接口和電源電路組成，其特徵在於所述的光電編碼器的a2端經電阻R103、電阻R102，與集成塊IC25-2的3腳相連，IC25-2的4腳與集成塊IC22-4的13腳相連，IC22-4的11腳與集成塊IC3的9腳相連；b2端經電阻R104與IC25-3的5腳相連，IC25-3的6腳接IC22-4的12腳，IC22-4的11腳接IC3的9腳，V1端與電阻R101、R107、電源V1相連；a1端經電阻R105與IC25-4的9腳相連，IC25-4的8腳與IC22-1的1腳、IC22-2的9腳相連；b1端經電阻R106與IC25-5的11腳相連，IC25-5的10腳與IC22-1的2腳、IC24-2的11腳相連，IC22-1的3腳與IC3的15腳、IC14的14腳相連，21端經電阻R107與IC25-6的13腳相連，IC25-6的12腳與IC3的18腳相連；安裝在測量器上的記號器經電阻R108與IC25-1的1腳、二極體DW101相連，IC25-1的2腳與IC24-1的3腳相連，IC24-1的2腳與IC14的8腳相連。
2.如權利要求1所述的帶有數字智能絞車面板的測井深度測量器，其特徵在於，所述的張力傳感器經電阻R312與IC13的2腳相連，IC13的6腳經電阻R308與IC7的3腳相連。
3.如權利要求1和權利要求2所述的帶有數字智能絞車面板的測井深度測量器，其特徵在於，所述的鍵盤顯示系統集中於一塊電路板中，QJ1－QJ12為安裝在操作板上的輕觸按鍵，YXS為螢光顯示器，鍵盤顯示系統中還包括進行數碼的段控制及鍵位控制的IC30、進行數碼的位控制的IC32、IC33、進行電平轉換的IC31。
4.如權利要求1和權利要求2所述的帶有數字智能絞車面板的測井深度測量器，其特徵在於，所述的數字智能絞車面板的前板採用薄膜面板。
專利摘要本實用新型提供了一種適用於石油測井、射孔、礦井提升等的帶有的數字智能絞車面板的測井深度測量器，其數字智能絞車面板，主要由光電編碼器、張力傳感器、深度速度測量系統、中央處理單元、鍵盤螢光顯示系統、繼電器系統、聲音報警系統和電源電路組成，這種測量器提高了防水防潮功能，可防停電丟數，消除了因打滑現象產生的誤差，測量精度高，具備超張力停車、超深超速報警功能。
文檔編號E21B47/04GK2175826SQ9323067
公開日1994年8月31日 申請日期1993年4月14日 優先權日1993年4月14日
發明者王連生 申請人:王連生