专利名称：全烃智能录井系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种地质参数检测分析仪器，特别涉及一种全烃智能录井系统。
技术背景现有的红外录井仪均大致分为钻井参数采集部分和红外气体分析部分，未见有对电动脱 气器进行自动控制的功能，同时现有技术电路结构比较复杂，集成度低；下位机只是分别采 集和显示轻、重烃的浓度值；未见具有可以将钻时曲线和全烃浓度曲线同时实时显示、打印 功能的仪器。 发明内容本发明的目的是提供一种集钻井地质参数采集、红外全烃气体分析和电动脱气器自动跟 踪控制为一体的全新红外录井仪器，下位机进行信号采集、信号转换、数据通信、自动控制、 上位机进行数据处理、数据分析、资料输出并对下位机进行控制；单元采用标准工控机箱， 机柜结构紧凑；具有上、下位机同时显示全烃浓度值，可实时且同时打印钻时曲线和全烃浓 度曲线的特点。具体技术方案是 一种全烃智能录井系统，包括有钻井工程地质参数采集单元、红外全 烃气体分析单元、计算机主机、UPS电源和工具箱，其特征在于还包括有电动脱气器自动 跟踪控制单元，各单元以标准工控机箱为壳体成抽屉式结构与计算机主机、UPS电源和工具 箱同时安装在一个整体机柜中；其电路连接为计算机主机分别采用RS232串口与钻井工程地 质参数采集单元、红外全烃气体分析单元、电动脱气器自动跟踪控制单元双向相连，电动脱 气，自动跟踪控制单元与电动脱气器双向相连，电动脱气器的样品气进入红外全烃气体分析中. i十算机主机程序步骤是第一步、如为新井录井，输入井名；如为继续录井，加载数据并判断井名是否存在； 第二步、显示程序运行界面；第三步、通过串口分SJ进行钻井地质参数采集、记录，全烃气体浓度采集记录，钻井液液4立状态显示、记录； 第四步、数据处理、实时显示；.第五步、钻井参数、捞砂数据、全烃浓度数据入库，钻时曲线、全烃曲线绘制；第六步、数据、曲线实时打印。 本发明!的特点是集钻井地质参数实时采集、红外全烃气体分析、电动脱气器自动 跟踪控制为一体的智能系统，可同时、实时打印钻时曲线和全烃浓度曲线，快速准确提供油 气层数据资料，而且结构紧凑、外形美观、仪器安装、搬用、调试、维护方便。
图1是本发明的电路原理框图并作为摘要附图。图2是本发明的外形结构图。图3是本发明的计算机主机程序流程图。图4是本发明电动脱气器自动跟踪控制单元电路原理框图。 图5是本发明电动脱气器自动跟踪控制单元软件流程图。 图6是本发明红外全烃气体分析单元电路原理框图。
具体实施方式
如图1、 2、 3所示，全烃智能录井系统，钻井地质参数采集单元、红外全烃气体分析单 元、电脱自动跟踪控制单元、计算机主机、UPS电源和工具箱以标准工控机箱为壳体成抽屉 式结构与计算机主机、UPS电源和工具箱同时安装在一个整体机柜中；其电路连接为计算机主机分别采用RS232串口与钻井地质参数采集单元、红外全烃气体分析单元，电动脱气器自 动跟踪控制单元双向相连。钻井地质参数采集单元采集分析油田钻井现场的各种反映钻井工况和地质参数的传感器 信号，记录井深、钻时、钻井参数、泥浆参数、录井参数，绘制钻时曲线，监测钻井过程， 并将所有数据送上位机处理入库。电动脱气器自动跟踪控制单元通过检测电动脱气器钻井液池的液位，调节脱气室的高度， 保证进入脱气室的钻井液量相对稳定，为录井系统提供稳定的气体，以提高气体分析质量， 其输出与步进电机输入端相连，步进电机通过丝杠与搅拌电机相连，搅拌电机对钻井液进行 搅拌，脱出的气体输入红外全烃气体分析单元进行连续在线分析。全烃气体分析数据，不仅可以在本单元由LCD实时显示，并可经上位机处理后，与钻井 地质参数采集单元的钻井工况、地质参数、钻时曲线一起，实时显示、打印、输出。计算机主机程序步骤是第一步如为新建录井，输入井名；如为继续录井，加载数据判断井名是否存在；第二步显示程序运行界面；第三步通过串口分别进行钻井地质参数采集、记录，全烃气体浓度采集记录，钻井液液位状态显示、记录； 第四步数据处理、实时显示；第五步钻井参数、捞砂数据、全烃浓度数据入库，钻时曲线，全烃曲线绘制； 第六步数据、曲线实时打印。如图4、 5所示，电动脱气器自动跟踪控制系统，主要由电源、液位传感器、单片机控制 系统、步进电机及其驱动器组成，其电路连接为，单片机的p1.6 、 p1.7、 p2.0、 p2.1、 p2.2 端分别与电机升降控制电路输入端相连，输送高低电平、脉冲信号和升降控制指令，电机升 降控制电路输出端与步进电机驱动器输入端相连，步进电机驱动器的输出端与步进电机相连， 步进电机与电脱丝杠连接以带动电脱脱气室升降；液位传感器分别与高液位检测输入电路、 低液位检测输入电路及A/D转换电路输入端相连，高、低电路检测输入电路分别与单片机的 INTO、 INT1端口相连，A/D转换电路与P2.5-P2.7相连，单片机P1.0 、 Pl.l、 P1.2、 P1.3、 P1.4还与本单元的键盘显示板相连，以显示系统工作状态，如液位异常报警状态、液位超高、 液位超低、A/M (自动控制/手动控制)和C/N (受控/脱机)状态等，在手动控制状态时，可 以通过t 、 I按键手动控制电脱脱气室升降，单片机通过RS232 口与计算机主机双向相连；其软件流程为第一步开机后检测显示液位及系统工作状态，第二步判断液位是否异常，如异常，则进入异常报警；否则返回初始状态， 第三步判断液位是否超高，如超高，则控制步进电机令脱气室上升；否则控制步进电 机令脱气室下降。电动脱气器自动跟踪控制单元通过检测钻井液池的液位，控制步进电机步数，达到控制脱气室位置随液位调整，以便为录井仪器提供稳定的气体，并防止搅拌电机因浸入钻井液而烧毁的目的。该单元可以单独控制电脱，也可以作为录井仪的一个功能单元，构成有特色的 录井系统。如图6所示，红外全烃气体分析单元的监控主芯片为W77E58单片机，系统采用了双串 口设计，与计算机主机相连的串口通过MAX232芯片的11、 12端口与W77E58单片机的P1.2、 P1.3端相连完成数据传输，与传感器相连的串口通过另一块MAX232芯片的12、 11端口与 W77E58单片机P3.0、 P3.1端相连，完成一系列控制指令发布，比如气泵的开启，根据键盘 指令控制仪器的调零和标定。16位D/A模拟信号输出电路的输入端子J-D/A的1、 2、 3端分 别与单片机W77E58的P2.0、 P2.1、 P2.2端相连，系统将全烃数据转换为0-5V、 l-5V、 4-20mA 标准信号输出，增加了系统的模拟信号的输出功能。
权利要求
1、一种全烃智能录井系统，包括有钻井工程地质参数采集单元、红外全烃气体分析单元、计算机主机、UPS电源和工具箱，其特征在于还包括有电动脱气器自动跟踪控制单元，各单元以标准工控机箱为壳体成抽屉式结构与计算机主机、UPS电源和工具箱同时安装在一个整体机柜中；其电路连接为计算机主机分别采用RS232串口与钻井工程地质参数采集单元、红外全烃气体分析单元、电动脱气器自动跟踪控制单元双向相连，电动脱气器自动跟踪控制单元与电动脱气器双向相连，电动脱气器的样品气进入红外全烃气体分析单元；计算机主机程序步骤是第一步、如为新井录井，输入井名；如为继续录井，加载数据并判断井名是否存在；第二步、显示程序运行界面；第三步、通过串口分别进行钻井地质参数采集、记录，全烃气体浓度采集记录，钻井液液位状态显示、记录；第四步、数据处理、实时显示；第五步、钻井参数、捞砂数据、全烃浓度数据入库，钻时曲线、全烃曲线绘制；第六步、数据、曲线实时打印。
2、如权利要求1所述的全烃智能录井系统，其特征在于所述的电动脱气器自动跟踪控制系统，包括有电源、液位传感器、单片机控制系统、步进电机及步进电机驱动器，其电路连接为，单片机的pl.6 、 p1.7、 p2.0、 p2.1端分别与步进电机升降控制电路四个输入端相连， 输送高低电平、脉冲信号和升、降控制指令，步进电机升降控制电路输出端与步进电机驱 动 入端相连，步进电机驱动器的输出端与步进电机相连，步进电机以丝杠连接搅拌电 机以带动电脱脱气室升、降，液位传感器分别与高液位检测输入电路、低液位检测输入电 路及A/D转换电路输入端相连，高、低电路检测输入电路分别与单片机的INTO、 INT^端 口相连，A/D转换电路与P2 口相连，单片机pl.O 、 pl.l、 pl.2、 p1.3、 pl.4还与本单元的 键盘显示板相连，以显示工作状态，单片机通过RS232 口与计算机主机双向相连； 其软件流程为第一步、开机后检测显示液位及系统工作状态；第二步、判断液位是否异常，如异常则进入异常报警，否则返回初始状态； 第三步、判断液位是否超高，如超高则控制步进电机令脱气室上升，否则控制步进电机 令脱气室下降。
3、如权利要求l所述的全烃智能录井系统，其特征在于所述的红外全烃气体分析单元，在 原电路中增加了 12位或16位任选的D/A模拟信号输出电路，并采用了双RS232串口模式， 其中一个串口与计算机主机连接完成数据传输，另一串口与红外气体传感器连接，完成一 系列的控制指令的发布功能。
全文摘要
本发明涉及一种全烃智能录井系统，钻井工程地质参数采集单元、电动脱气器跟踪控制单元、红外全烃气体分析单元以标准工控机箱为壳体成抽屉式结构与计算机主机、UPS电源和工具箱同时安装在一个整体机柜中；其电路连接为计算机主机分别采用RS232串口与钻井工程地质参数采集单元、红外全烃气体分析单元、电动脱气器自动跟踪控制单元双向相连，电动脱气器自动跟踪控制单元与脱气器双向相连，电动脱气器的样品气进样进入红外全烃气体分析单元，红外全烃气体分析单元以D/A模拟输出。可同时、实时打印钻时曲线和全烃浓度曲线，而且结构紧凑、外形美观、仪器安装、搬用、调试、维护方便。
文档编号E21B47/00GK101408102SQ20081005393
公开日2009年4月15日 申请日期2008年7月23日 优先权日2008年7月23日
发明者欐 元, 宋大方, 张俊玲, 森 徐, 王志军, 董灵彦, 钱邵英 申请人:天津陆海石油设备系统工程有限责任公司