高温井径仪器电路及高温井的测试系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型设计钻井测量领域，具体而言，设计高温井径仪器电路及高温井的测试系统。
【背景技术】
[0002]测井仪，是用于钻井领域，可对井壁进行连续扫描，也可对任意水平进行横向扫描，给出井筒竖直剖面、水平断面、井筒有效断面、井筒偏斜距离等技术资料。测井结果可由计算机屏幕直接显示，也可由绘图仪打印机给出，使用灵活方便。测井仪器的使用可以防止井筒偏斜，减少施工周期，加快施工进度，确保工程质量，间接经济效益明显，社会效益非常显著。目前市场上的测井仪有多种品种，包括凿井测井仪、超声测井仪、核测井仪以及数字取心测井仪等等。而针对不同地区的钻井，需要不同的高温井径仪器。
[0003]相关技术提供了一种6臂井径仪器的电路，该仪器已经完成了可耐温175°C的设计，整个电路采用5V，15V和-15V的电源供电，且通过CPU对其他设备进行控制，如控制传感器输出电压模拟量，控制相应的电路对电压模拟量进行处理，然后CPU读取处理后的相应的数据(即采集相应的数据)，并将采集的到的数据通过曼彻斯特总线上传处理系统。
[0004]发明人在研宄中发现，上述6臂井径仪器的电路不能满足高温井(如180°C以上)的测试需求。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供高温井径仪器电路及高温井的测试系统，提高了其对高温井的测试温度，能够满足200°C以上高温井的测试需求。
[0006]第一方面，本实用新型实施例提供了一种高温井径仪器电路，包括:
[0007]位移传感器，用于根据测量的井壁位移信息输出多路电压模拟量信号，并将多路电压模拟量信号发送至多路选择器；
[0008]多路选择器与位移传感器电连接，用于在接收的多路电压模拟量信号中选择所需电压信号并发送至信号调理电路；
[0009]信号调理电路与多路选择器电连接，用于对所需电压信号进行预处理，预处理至少包括:运算放大处理和电平转换处理；
[0010]微控制单元MCU与信号调理电路电连接，在高温井径仪器电路上电后，每隔预设时间读取预处理后输出的电压数据并将电压数据上传至地面处理系统。
[0011]结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，该高温井径仪器电路还包括控制器局域网络CAN总线；
[0012]CAN总线，用于接收MCU发送的电压数据并将电压数据上传至地面处理系统。
[0013]结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，该高温井径仪器电路中信号调理电路包括:
[0014]运算放大电路与多路选择器电连接，用于对所需电压信号进行运算放大处理；
[0015]电平转换电路与运算放大电路电连接，用于将运放处理后的所需电压信号的电平转换为预设电平值。
[0016]结合第一方面的第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，该高温井径仪器电路中信号调理电路还包括:
[0017]隔离电路与电平转换电路电连接，用于对预设电平值的所需电压信号进行高阻隔离处理；
[0018]整形电路分别与隔离电路和MCU电连接，用于对高阻隔离处理后的所需电压信号进行整形处理，用以输出预设波形的所需电压信号并发送至MCU。
[0019]结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，该高温井径仪器电路还包括模拟数字转换器ADC采样电路；
[0020]ADC采样电路分别与信号调理电路和MCU电连接，用于对经过预处理后输出的电压数据进行模数转换，并将模数转换后的电压数据发送至MCU。
[0021]结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，该高温井径仪器电路还包括温度补偿模块；
[0022]温度补偿模块分别与位移传感器和MCU电连接，用于实时监测位移传感器的温度，并在检测到位移传感器存在温度漂移现象时，对位移传感器进行温度补偿。
[0023]结合第一方面、第一方面的第一种可能的实施方式以及第一方面的第五种可能的实施方式中任意一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，该高温井径仪器电路还包括电源模块；
[0024]电源模块，用于为位移传感器、多路选择器、信号调理电路以及MCU供电。
[0025]结合第一方面的第六种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，电源模块为5V电源芯片。
[0026]结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，位移传感器为磁阻角位移传感器；多路选择器为模拟开关。
[0027]第二方面，本实用新型实施例还提供了一种高温井的测试系统，包括:如第一方面中任意一项的高温井径仪器电路；
[0028]高温井径仪器电路，用于根据测量的井壁位移信息输出多路电压模拟量信号；在接收的多路电压模拟量信号中选择所需电压信号；对所需电压信号进行预处理；在高温井径仪器电路上电后，每隔预设时间读取预处理后输出的电压数据并将电压数据上传至地面处理系统；预处理至少包括:运算放大处理和电平转换处理；
[0029]地面处理系统，用于接收高温井径仪器电路发送的电压数据，根据电压数据计算测井结果并显示测井结果，测井结果至少包括:井筒竖直剖面、井筒水平断面、井筒有效断面以及井筒偏斜距离。
[0030]本实用新型实施例提供的一种高温井径仪器电路及高温井的测试系统，采用位移传感器、多路选择器、信号调理电路以及MCU，其通过位移传感器根据测量的井壁位移信息输出多路电压模拟量信号，通过多路选择器在多路电压模拟量信号中选择所需电压信号，在通过信号调理电路对所需电压信号进行预处理(如运算放大处理和电平转换处理)，最后通过MCU每隔预设时间读取预处理后输出的电压数据并将电压数据上传至地面处理系统，与现有技术中的6臂井径仪器的电路不能满足高温井(如200°C以上)的测试需求的方案相比，其采用的仪器均是工作在200°C以上标称的核心芯片，并且，在整个电路的设计中，其所使用的元件均包括为高温元件，如电阻和电容等，故使得整个仪器的工作温度提高到了 200。。。
[0031]进一步的，本实用新型实施例提供的高温井径仪器电路及高温井的测试系统，通过CAN(ControIIer Area Network，ISO国际标准化的串行通信协议)总线实现MCU与地面处理系统的通讯，将原有通讯速度210Kbps的曼彻斯特总线提升为通讯速度IMbps的CAN总线，提高了数据的传输速率。
[0032]进一步的，本实用新型实施例提供的高温井径仪器电路及高温井的测试系统，使用单5V的电路供电设计，简化了电源设计，达到减小电源体积和耗电功率的目的。