一种井下随钻测量仪器用电池组管理系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种井下随钻测量仪器用电池组管理系统，包括井上部分、井下部分及动力部分，所述井上部分由上位信息处理器、外部总线及外部检测、控制及显示接口构成，井下部分由中央信息处理器、内部总线、温度检测模块及电量均衡模块构成，动力部分由电池组阵列、控制放大电路、多路选通电路及电压测量电路构成。本实用新型由井上部分、井下部分及动力部分构成，实现井下部分的中央信息处理器与井上部分的上位信息处理器通讯连接，并将动力部分经电池组阵列与随钻测量仪器的动力部分连接，对井下动力部分实施检测及控制，从而控制钻机的钻进全过程，具有井上井下通讯互通，检测控制方便的优点，并满足井下随钻测量仪器对供电电源的高标准要求。
【专利说明】
一种井下随钻测量仪器用电池组管理系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及石油钻井技术领域，是与井下测量仪器进行通讯并提供动力源的系统，尤其是一种用于井下随钻测量仪器的电池组管理系统。
【背景技术】
[0002]随钻测量仪器是石油钻井过程中的一种测量仪器，主要是在钻机的钻进过程中测量井眼轨迹并实时的反馈出工况信息，以供地面钻井工程师参考，用以判断和调控钻进过程及井眼轨迹。由于随钻测量仪器是一种集机械、电子及信息技术于一体的仪器设备，且在井下工作，现有技术对井下随钻测量仪器的监控由多台井下和井上设备组合而成，其中，井下部分又包含检测、信息传输和动力供给部分，其过程是通过井下的测量传感器将井眼工程测量参数转换为一组泥浆脉冲信号，然后通过仪器的脉冲发生部分将测量数据通过泥浆脉冲传送到井口，在井口通过压力测量装置检测并传送到地面系统进行各种处理，满足钻井工程人员对井下数据的需求。存在的问题是，采用多台井下和井上设备组合的方式，不仅工作量大，检测不便，而且对井下动力部分的温度检测、电量均衡问题存在控制缺失，无法满足石油钻井环境及井下施工的要求，也无法满足井下随钻测量仪器对供电电源的要求。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是针对现有技术的不足而提供的一种用于井下随钻测量仪器的电池组管理系统，本实用新型由井上部分、井下部分及动力部分构成，实现井下部分的中央信息处理器与井上部分的上位信息处理器通讯连接，并将动力部分经电池组阵列与随钻测量仪器的动力部分连接，对井下动力部分实施检测及控制，从而控制钻机的钻进全过程，具有井上井下通讯互通，检测控制方便的优点，并满足井下随钻测量仪器对供电电源的高标准要求。
[0004]实现本实用新型目的的具体技术方案是:
[0005]—种用于井下随钻测量仪器的电池组管理系统，其特点包括井上部分、井下部分及动力部分，所述井上部分由上位信息处理器、外部总线及外部检测、控制及显示接口构成，井下部分由中央信息处理器、内部总线、温度检测模块及电量均衡模块构成，动力部分由电池组阵列、控制放大电路、多路选通电路及电压测量电路构成；
[0006]所述井上部分的上位信息处理器连接外部总线；
[0007]所述井下部分的中央信息处理器连接内部总线，内部总线分别与温度检测模块、电量均衡模块及动力部分连接；
[0008]所述井下部分的中央信息处理器与井上部分的外部总线连接；
[0009]所述井下部分的内部总线与井上部分的外部检测、控制及显示接口连接；
[0010]所述动力部分设于井下，动力部分的电池组阵列与电量均衡模块及电压测量电路连接，控制放大电路与内部总线、多路选通电路及电压测量电路连接。
[0011]本实用新型由井上部分、井下部分及动力部分构成，实现井下部分的中央信息处理器与井上部分的上位信息处理器通讯连接，并将动力部分经电池组阵列与随钻测量仪器的动力部分连接，对井下动力部分实施检测及控制，从而控制钻机的钻进全过程，具有井上井下通讯互通，检测控制方便的优点，并满足井下随钻测量仪器对供电电源的高标准要求。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的结构框图。
【具体实施方式】
[0013]参阅图1，本实用新型包括井上部分1、井下部分2及动力部分3，所述井上部分I由上位信息处理器11、外部总线12及外部检测、控制及显示接口 13构成，井下部分2由中央信息处理器21、内部总线22、温度检测模块23及电量均衡模块24构成，动力部分3由电池组阵列31、控制放大电路32、多路选通电路33及电压测量电路34构成；
[0014]所述井上部分I的上位信息处理器11连接外部总线12;
[0015]所述井下部分2的中央信息处理器21连接内部总线22，内部总线22分别与温度检测模块23、电量均衡模块24及动力部分3连接；
[0016]所述井下部分2的中央信息处理器21与井上部分I的外部总线12连接；
[0017]所述井下部分2的内部总线22与井上部分I的外部检测、控制及显示接口13连接；
[0018]所述动力部分3设于井下，动力部分3的电池组阵列31与电量均衡模块24及电压测量电路34连接，控制放大电路32与内部总线22、多路选通电路33及电压测量电路34连接。
[0019]本实用新型是这样工作的:
[0020]参阅图1，将本实用新型的动力部分3经电池组阵列31与随钻测量仪器的动力部分连接，并将井下部分2的中央信息处理器21与井上部分I的外部总线12连接，井下部分2的内部总线22与井上部分I的外部检测、控制及显示接口 13连接，本实用新型连接完毕。
[0021]参阅图1，本实用新型上位信息处理器11用于与井下部分2的中央信息处理器21通讯连接，并在井上显示、记录、保存、分析本系统的工作状态。
[0022]参阅图1，本实用新型井上部分I的上位信息处理器11及外部总线12与井下部分2的中央信息处理器21及内部总线22构成系统内井上与井下的通信连接。在钻井过程中，将井下检测到的随钻测量仪器的工况、井眼轨迹实时的传送到井上，以供井上钻井工程师参考，用以判断钻进过程是否正常、井眼轨迹是否偏离。
[0023]井上部分I的外部检测、控制及显示接口13是系统与外部设备的接口，便于外部设备的连接，当系统在测试或检修时，能够将中央信息处理器21的在线信息通过外部检测、控制及显示接口 13输出；也能够将控制钻进过程及修正井眼轨迹的信息输送至中央信息处理器21。
[0024]井下部分2的中央信息处理器21、内部总线22、温度检测模块23及电量均衡模块24为井下的控制、检测及信息处理部分。在该部分中，电量均衡模块24实现了对电池组阵列31在使用过程中对各个电池电量进行平衡的功能，由于生产制造和质量的缘故，每一个单体的电池在使用过程中并不是完全一致的进行放电，随着使用时间和次数的增加，导致了单体电池间放电性能产生较大的差异，因此会影响电池系统和随钻测量系统的工作稳定性，电量均衡模块24就是通过检测电池组阵列31中各个电池的放电情况，当单体电池放电不均衡出现超限时，电量均衡模块24起到平衡其放电的电压电流;温度检测模块23用于检测电池组阵列31的工作温度，检测结果反馈至中央信息处理器21处理及上位信息处理器11。
[0025]参阅图1，本实用新型电池组阵列31与控制放大电路32、多路选通电路33及电压测量电路34形成一个完整的井下电力供应的动力部分3，其中电压测量电路34用于测量电池组阵列31内串联电池中单节电池的电压，采用多路选通电路33，即通过继电器的组合实现多路电压选通对单体电池测量，结合控制放大电路32集成运放，可直接对电池组阵列31内单节电池的电压进行测量，能够获得高精度的测量结果。
[0026]本实用新型动力部分3是整个系统工作的核心部件，为整个井下随钻测量系统提供动力和控制电源，由于电池组阵列31位于系统的井下最底层，所以安装在适用于井下抗压、耐环境腐蚀的筒体内。
【主权项】
1.一种用于井下随钻测量仪器的电池组管理系统，其特征在于该系统包括井上部分(1)、井下部分(2)及动力部分(3)，所述井上部分(I)由上位信息处理器(11)、外部总线(12)及外部检测、控制及显示接口(13)构成，井下部分(2)由中央信息处理器(21)、内部总线(22)、温度检测模块(23)及电量均衡模块(24)构成，动力部分(3)由电池组阵列(31)、控制放大电路(32)、多路选通电路(33)及电压测量电路(34)构成； 所述井上部分(I)的上位信息处理器(11)连接外部总线(12); 所述井下部分(2)的中央信息处理器(21)连接内部总线(22)，内部总线(22)分别与温度检测模块(23)、电量均衡模块(24)及动力部分(3)连接； 所述井下部分(2)的中央信息处理器(21)与井上部分(I)的外部总线(12)连接； 所述井下部分(2)的内部总线(22)与井上部分(I)的外部检测、控制及显示接口(13)连接； 所述动力部分(3)设于井下，动力部分(3)的电池组阵列(31)与电量均衡模块(24)及电压测量电路(34)连接，控制放大电路(32)与内部总线(22)、多路选通电路(33)及电压测量电路(34)连接。
【文档编号】G01R31/36GK205677600SQ201620558476
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月12日 公开号201620558476.1, CN 201620558476, CN 205677600 U, CN 205677600U, CN-U-205677600, CN201620558476, CN201620558476.1, CN205677600 U, CN205677600U
【发明人】黄攀福
【申请人】上海科油石油仪器制造有限公司