一種大容量測井數據實時存儲器的製作方法
2023-12-11 15:21:57 1
專利名稱：一種大容量測井數據實時存儲器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種大容量數據存儲與實時時鐘技術，特別是涉及ー種大容量測井數據實時存儲器結構。
背景技術：
測井技術作為評價和識別油氣儲層的重要手段，一直以來在國內外都保持著較快的發展。隨著測井技術的不斷革新與進步，隨鑽測井技術在該領域扮演著越來越重要的角色。在隨鑽測井技術中，通常採用的泥漿脈衝傳輸或電磁波傳輸的方式通訊速率低，要數周期長，因此隨鑽測井實時傳送到地面的數據解析度很低，僅能為實時鑽井提供現場指導，而大量的測井數據必須採用井下存儲的方式記錄，待起鑽後再從存儲器中讀出，通過對讀取到的存儲器中高密度的測井數據進行處理，才可以得到高解析度的測井曲線，為地層的解釋提供豐富的數據信息。由於在鑽井過程中，井下儀器無法得到實時的鑽井深度信息，所 以通常井下測井數據只能得到與井下實時時鐘提供的時間信息的對應關係，同時利用地面系統記錄鑽井時間與鑽井深度的關係，待儀器回到地面後利用時間這個傳遞量將二者相結合，便可以得到地層數據信息與地層深度的對應關係，因此耐高溫大容量數據存儲以及實時時鐘的可靠性設計是隨鑽測井電路設計中非常重要的部分。而由於儀器在井下工作時會存在電源總線掉電的情況，因此大容量數據存儲晶片必須具備掉電保存的功能，同時也必須為實時時鐘設計備份電源，以保證電源總線掉點後時鐘可以繼續工作，始終保持與地面設備時間的一致性。而目前還沒有專用於測井數據實時存儲的大容量存儲器。
發明內容本實用新型針對現有技術不足，提出ー種大容量測井數據實時存儲器，實現了在儀器測井過程中，井下無法實時上傳到地面接收設備的大量測井數據的實時存儲，同時還保證了該電路可以長時間在高溫環境下可靠工作。本實用新型所採用的技術方案ー種大容量測井數據實時存儲器，包括單片機，時鐘電路，大容量數據存儲晶片，所述單片機通過讀寫控制埠和數據端ロ與大容量數據存儲晶片對應連接，時鐘電路通過串行通訊端ロ、中斷端ロ以及時鐘輸出埠和單片機連接，單片機通過通訊總線和電源總線連接上位機，所述存儲器包括備份電池和電源切換晶片，所述備份電池和電源總線分別接入電源切換晶片，通過所述電源切換晶片為時鐘電路供電。所述的大容量測井數據實時存儲器，大容量數據存儲晶片採用大容量的NANDFlash存儲晶片，時鐘電路採用高精度耐高溫的實時時鐘晶片RA-4565SA或RA-8565SA。所述的大容量測井數據實時存儲器，備份電池選用ー節耐高溫的一次性鋰亞硫醯氯高能電池，電池額定電壓為3. 6V，工作電壓常溫3. 3V-3. 4V，高溫3. 5V-3. 6V，可以在-40°C 150°C環境中正常工作。所述的大容量測井數據實時存儲器，電源切換晶片選用MAX690、MAX702、MAX802、MAX804、MAX805 或 MAX806 ;單片機與上位機通訊接 ロ採用 UART、RS232、RS485、RS422、SPI、I2C, CAN總線以及USB中的任何ー種。本實用新型的有益效果I、本實用新型大容量測井數據實時存儲器，採用了實時時鐘和大容量數據存儲的設計方案，實現了在儀器測井過程中，井下無法實時上傳到地面接收設備的大量測井數據的實時存儲，同時該電路可以在井下高溫環境中長時間可靠工作。該電路設計應用在隨鑽電磁波電阻率測井儀中，既能滿足儀器連續工作3 5天得到的大量測井數據的實時存儲，又能在150°C高溫環境下長時間可靠工作，取得了非常好的實用效果。2、本實用新型大容量測井數據實時存儲器，採用了備份電池的設計方案，當測井儀器在井下遇到突發情況造成電源總線掉電時，由電源切換晶片自動將高精度實時時鐘晶片的電源切換到備份電池上，保證井下實時時鐘繼續正常工作，待故障排除後，實時時鐘晶片的電源將重新切換回電源總線上，此時無需重新校驗時間便可繼續進行正常的測井エ作，避免了將儀器上提到地面進行重新校時帶來的經濟損失。 3、本實用新型大容量測井數據實時存儲器，不僅可以應用於隨鑽測井儀器，而且也可以應用於所有需要在井下記錄存儲大量數據信息的其它測井儀器。數據讀取方式靈活，既可以採用通過儀器上預留的數據讀寫ロ將大容量存儲器中大量的測井數據快速讀取，也可以採用更換該存儲電路模塊的方式，將存有數據的電路模塊取出後再進行讀取，及時裝入新的存儲電路模塊繼續完成下一次的測井工程任務。
圖I :本實用新型大容量測井數據實時存儲器設計框圖；圖2 :本實用新型大容量測井數據實時存儲器電路原理圖。
具體實施方式
實施例一參見圖1，本實用新型大容量測井數據實時存儲器，包括單片機，時鐘電路，大容量數據存儲晶片，所述單片機通過讀寫控制端ロ和數據端ロ與大容量數據存儲晶片對應連接，時鐘電路通過串行通訊端ロ、中斷端ロ以及時鐘輸出埠和單片機連接，單片機通過通訊總線和電源總線連接上位機，所述存儲器包括備份電池和電源切換晶片，所述備份電池和電源總線分別接入電源切換晶片，通過所述電源切換晶片為時鐘電路供電。本實用新型大容量測井數據實時存儲器的工作原理在安裝該電路的測井儀器下井工作前，地面系統需要通過單片機將時間發送給高精度實時時鐘晶片，實現授時操作；儀器在井下正常工作時，電路中所有晶片均由電源總線供電，傳感器每次測量得到一幀地層數據信息要實時上傳到單片機中，當單片機接收完ー幀數據時，從高精度實時時鐘晶片中讀取當前的時間，並與接收到的數據重新組成ー幀記錄有時間的地層數據信息，由於數據傳遞時間非常短，所以可以將該記錄時刻近似等同於數據的採集時刻。實施例ニ 參見圖I 圖2，本實施例的大容量測井數據實時存儲器，與實施例一不同的是時鐘電路採用高精度耐高溫的實時時鐘晶片RA-4565SA或RA-8565SA。數據存儲晶片採用大容量的NAND Flash存儲晶片。實時時鐘晶片可以選用RA-4565SA或RA-8565SA，兩種晶片的主要區別在於採用的數據接ロ不同，RA-4565SA採用SPI接ロ而RA-8565SA採用的是I2C接ロ，它們內部均集成了高精度的晶體振蕩器，頻率精度均可以達到(5±23)ppm，毎日累計時間誤差不超過2. 5s，相對隨鑽測井的測速來說，該時差帶來的深度誤差幾乎可以忽略不計，但如果選用普通的精度只能達幾百PPm的實時時鐘，帶來的深度誤差就非常大了，如果不進行深度校正處理，數據將無法真實反映地層信息，所以只有選用高精度的實時時鐘晶片為井下提供精確的時間信息，才能使測井數據更準確的與地層深度對應起來。在該電路設計中採用了大容量NAND Flash存儲晶片，這種晶片單片的存儲容量可以從8MB擴展到4GB的超大容量，而且封裝不會因容量増大而發生任何改變，因此可以根據測井儀器的實際需求，靈活的改變存儲容量，而且節省了電路板的空間，非常適合隨鑽儀器井下大容量數據的掉電保存。實施例三參見圖I 圖2，本實施例的大容量測井數據實時存儲器，與實施例一或實施例ニ不同的是備份電池選用ー節耐高溫的一次性鋰亞硫醯氯高能電池，這種電池額定電壓為3. 6V，工作電壓常溫3. 3V-3. 4V，高溫3. 5V-3. 6V，可以在_40°C 150°C環境中正常工作。電源切換晶片可以選用MAX690、MAX702、MAX802、MAX804、MAX805或MAX806等， 均可完成電源總線和備份電池二者之間的切換功能，為實時時鐘提供不間斷的電源供電。本實用新型大容量測井數據實時存儲器，單片機的選型不拘泥於某家公司的某種型號，只要選擇能夠在井下高溫的環境中正常工作並且能夠滿足上述各種晶片接ロ要求的單片機即可。單片機與上位機通訊接ロ採用UART、RS232、RS485、RS422、SPI、I2C、CAN總線以及USB中的任何ー種。當測井儀器在井下遇到突發情況造成電源總線掉電吋，由電源切換晶片自動將高精度實時時鐘晶片的電源切換到備份電池上，保證井下實時時鐘繼續正常工作，待故障排除後，實時時鐘晶片的電源將重新切換回電源總線上，此時無需重新校驗時間便可繼續進行正常的測井工作，避免了將儀器上提到地面進行重新校時帶來的經濟損失。儀器測井結束返回地面吋，既可以通過儀器上預留的數據讀寫ロ將大容量存儲器中大量的測井數據快速讀取，也可以採用更換該存儲電路模塊的方式，將存有數據的電路模塊取出後再進行讀取，及時裝入新的存儲電路模塊繼續完成下一次的測井工程任務。
權利要求1.ー種大容量測井數據實時存儲器，包括單片機，時鐘電路，大容量數據存儲晶片，所述單片機通過讀寫控制端ロ和數據端ロ與大容量數據存儲晶片對應連接，時鐘電路通過串行通訊端ロ、中斷端ロ以及時鐘輸出埠和單片機連接，單片機通過通訊總線和電源總線連接上位機，其特徵是所述存儲器包括備份電池和電源切換晶片，所述備份電池和電源總線分別接入電源切換晶片，通過所述電源切換晶片為時鐘電路供電。
2.根據權利要求I所述的大容量測井數據實時存儲器，其特徵是大容量數據存儲晶片採用大容量的NAND Flash存儲晶片，時鐘電路採用高精度耐高溫的實時時鐘晶片RA-4565SA 或 RA-8565SA。
3.根據權利要求I或2所述的大容量測井數據實時存儲器，其特徵是備份電池選用ー節耐高溫的鋰亞硫醯氯高能電池，電池額定電壓為3. 6V，工作電壓常溫3. 3V-3. 4V，高溫3.5V-3. 6V。
4.根據權利要求3所述的大容量測井數據實時存儲器，其特徵是電源切換晶片選用MAX690、MAX702、MAX802、MAX804、MAX805 或 MAX806 ;單片機與上位機通訊接 ロ採用 UART、RS232、RS485、RS422、SPI、I2C, CAN 總線以及 USB 中的任何ー種。
專利摘要本實用新型涉及大容量數據存儲與實時時鐘技術，特別是涉及一種大容量測井數據實時存儲器結構。一種大容量測井數據實時存儲器，包括單片機，時鐘電路，大容量數據存儲晶片，單片機通過讀寫控制埠和數據埠與大容量數據存儲晶片對應連接，時鐘電路通過串行通訊埠、中斷埠以及時鐘輸出埠和單片機連接，單片機通過通訊總線和電源總線連接上位機，所述存儲器包括備份電池和電源切換晶片，所述備份電池和電源總線分別接入電源切換晶片，通過所述電源切換晶片為時鐘電路供電。當測井儀器在井下遇到突發情況造成電源總線掉電時，由電源切換晶片自動將高精度實時時鐘晶片的電源切換到備份電池上，保證井下實時時鐘繼續正常工作，實現了在儀器測井過程中，井下無法實時上傳到地面接收設備的大量測井數據的實時存儲。
文檔編號E21B47/26GK202510113SQ20122016380
公開日2012年10月31日 申請日期2012年4月18日 優先權日2012年4月18日
發明者宋殿光, 方輝, 李郴, 段寶良, 郭巍, 韓宏克, 魏少華 申請人:中國電子科技集團公司第二十二研究所