专利名称：一种钻井工况监视装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种油田开采监视装置，尤其是一种适合各类钻机使用的 工况监视装置。
背景技术：
目前，在油田上使用的钻并机，因其自动化程度髙，各种控制开关及仪表 都在控制室内，从而要求搡作者要具有很好的视线，但也存在很多的不足因为钻井场地的原因，看不到场地工的操作，配合不及时也不安全；再加上两者 距离较大，使之互相联系不方便；另外在钻井过程中，如不能及时掌握参数， 极易产生复杂情况和事故。发明内容为了克服现有技术的缺点，本实用新型提供了 一种适合各类钻机配套使用 的钻井工况监视装置。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是钻井工况监视装置，主 要由司钻显示台、CAN总线采集器以及各类传感器组成，传感器由模拟类传感器 和数字类传感器组成；CAN总线釆集器包括CAN模块和CAN总线电缆，CAN模块 将传感器的电信号釆集转换后，经过MPU处理，转化为符合CAN总线协议的数 据包，发送到CAN总线模块组，经CAN总线电缆将信号传输到钻显单元和值班 室；从钻显单元取电源给各个CAN模块和CAN模块对应的传感器供电，每个CAN模块有一个身份标志，钻显单元分类接收处理信号，钻显单元给各个CAN模块 和CAN模块对应的传感器供电，CAN模块有用来接收处理模拟类电信号模块、用来接收处理单路数字类电信号模块、用来接收处理双路数字类电信号模块、用 来控制处理异常情况模块；CAN总线为双绞线，两股双绞线，分开屏蔽；线径结
构为2x0.75+2 x 0.5，其中采用线径较粗的双绞线(2 x 0.75)用来给远距 离的节点和传感器供电，2 x 0.5的双绞线用来传输CAN总线数据包；CAN总 线电缆的连接器两端为五芯总线插座，传感器采用四芯连接件。 本实用新型的有益效果是(1) 采用模块化结构设计，参数接点可任意扩充(最多可达64参数同时 直接测量)，用户根据不同的钻井工艺需要配置各种参数。(2) 以PC/104嵌入式计算机为核心，进行数据釆集和处理，可靠性高。(3) 监控软件实现人性化设计，为提高司钻显示的可靠性，采用全数字显示。(4) 采用触模式液晶显示屏，人机对话操作、视觉效果好。(5) 可将数据通过GPRS传送至基地指挥中心，实时监控现场工作情况。(6) 系统各部分之间均采用CAN总线连接，现场安装调试简单，易维护。(7) 稳定性好，搡作抗干扰能力强，可长时间无故障使用。(8) 提高了精密度。(9) 邇过数据远程传输，可在另一地观察其场地情况。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。 图1是本实用新型的钻井工况监枧装置组成框图。 图2是本实用新型的电缆连接器五芯示意图。 图3是本实用新型的传感器连接件四芯示意图。1是传感器，2是CAN模块，3是CAN总线模块组，4是钻显单元，5是CAN 总线电缆，6是值班室，7是连接器
具体实施方式
一种钻井工况监视装置主要由司钻显示台、CAN总线采集器以及各类传感器 组成，传感器l有模拟类传感器和数字类传感器，CAN总线釆集器包括CAN模块 2和CAN总线电缆5， CAN模块2将传感器1的电信号釆集转换后，经过MPU处 理，转化为符合CAN总线协议的数据包，发送到CAN总线模块组3，经CAN总线 电缆5将信号传输到钻显单元4和值班室6;从钻显单元4取电源给各个CAN模 块2和CAN模块2对应的传感器1供电，每个CAN模块2有一个身份标志，钻 显单元4分类接收处理信号，CAN模块2有用来接收处理模拟类电信号模块、 用来接收处理单路数字类电信号模块、用来接收处理双路数字类电信号模块、 用来控制处理异常情况模块，CAN总线电缆5为双绞线，两股双绞线，分开屏蔽; 线径结构为2x0.75+2 x 0.5，其中采用线径较粗的双绞线(2 x 0.75)用来 给远距离的节点和传感器供电，2 x 0.5的双绞线用来传输CAN总线数据包。 CAN总线电缆5的连接器7两端为五芯总线插座。连接器的五芯分别为1: +24V、 2: GND、 3: CANH、 4: VANL、 5:悬空。用来接收处理模拟类电信号模块通常包含使用在压力类(悬重、泵压、转 盘扭矩)、液位髙度类(含回流)、温度类、密度类、可燃气体和有毒气体类； 用来接收处理单路数字类电信号模块，通常包含泵冲类、转盘转速类、天车式 深度传感器的信号；用来接收处理双路数字类电信号模块，通常用在滚筒式深 度传感器的信号。钻井工况监视装置的工作环境工作温度:-30°C - 70°C;相对湿度0 -90%;系统工作电压220VAC±20%47-63 Hz。用来接收处理樸拟类电信号模块，插座布局如图所示，总线采用五芯防水 连接件，传感器采用四芯防水连接件，分别为l: +V(+20—25V)、 2:悬空、3: SIN信号、4:悬空，目的是防止误插，导致损坏节点电路或传感器。将压力变
送器连接电缆接至模块的信号输入插座，CAN总线插座与前后总线电缆相连。用来接收处理单路数字类电信号模块，适用于所有的单路脉冲/频率输入的 传感器，包括泵冲、转盘转速或其它感应式传感器。总线模块插座布局如图所 示，总线釆用五芯防水连接件，传感器采用四芯防水连接件，分别为l: +V(+5 —12V)、 2:悬空、3: SIN信号、4:悬空，；将压力变送器连接电缆接至模块的 信号输入插座，CAN总线插座与前后总线电缆相连。用来接收处理双路数字类电信号模块适用于双路脉冲/频率输入的传感器， 一般用于绞车传感器的信号处理和传输。总线模块插座布局如图所示，总线采 用五芯防水连接件，传感器釆用四芯防水连接件，分别为1: +V(+5 — 12V)、 2: A相信号、3: B相信号、4:悬空，；将压力变送器连接电缆接至模块的信号输 入插座，CAN总线插座与前后总线电缆相连。完成所有司钻显示、传感器和模块的安装后，打开司钻显示台面板上的电 源开关，分项选择安装完的参数，观察刻度界面值的变化情况，若有变化，说 明装置开始工作。
权利要求1、钻井工况监视装置，主要由司钻显示台、CAN总线采集器以及各类传感器组成，其特征在于传感器由模拟类传感器和数字类传感器组成；CAN总线采集器包括CAN模块和CAN总线电缆，CAN模块将传感器的电信号采集转换后，经过MPU处理，转化为符合CAN总线协议的数据包，发送到CAN总线模块组，经CAN总线电缆将信号传输到钻显单元和值班室；从钻显单元取电源给各个CAN模块和CAN模块对应的传感器供电，每个CAN模块有一个身份标志，钻显单元分类接收处理信号。
2、 根据权利要求1所述的钻井工况监视装置，其特征在于钻显单元给各个CAN 模块和CAN模块对应的传感器供电。
3、 根据权利要求l所述的钻井工况监视装置，其特征在于CAN模块有用来接收 处理模拟类电信号模块、用来接收处理单路数字类电信号模块、用来接收处理 双路数字类电信号模块、用来控制处理异常情况模块。
4、 根据权利要求l所述的钻井工况监视装置，其特征在于CAN总线为双绞线， 两股双绞线，分开屏蔽；线径结构为2x0.75+2 x 0.5,其中采用线径较粗的 双绞线(2 x 0.75)用来给远距离的节点和传感器供电，2 x 0.5的双绞线用 来传输CAN总线数据包。
5、 根据权利要求l所述的钻井工况监视装置，其特征在于CAN总线电缆的连接 器两端为五芯总线插座，传感器采用四芯连接件。
专利摘要本实用新型提供了一种适合各类钻机配套使用的钻井工况监视装置，主要由司钻显示台、CAN总线采集器以及各类传感器组成，CAN总线采集器包括CAN模块和CAN总线电缆，CAN模块将传感器的电信号采集转换后，经过处理，转化为符合协议的数据包，经CAN总线电缆将信号传输到钻显单元和值班室，有参数接点可任意扩充、可靠性高、实时监控现场工作情况、安装调试简单，易维护、稳定性好，操作抗干扰能力强，可长时间无故障使用等优点。
文档编号E21B44/00GK201031687SQ20072001970
公开日2008年3月5日 申请日期2007年3月19日 优先权日2007年3月19日
发明者吴西权, 许大星 申请人:吴西权