专利名称：组合式测井服务缆芯切换方法及其切换装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及缆芯切换方法及其切换装置，特别是涉及应用于测井平台的地面系统中完成对不同测井服务时缆芯分配切换的组合式测井服务缆芯切换方法及其切换装置。
背景技术：
地球物理测井或石油测井简称为测井，是利用岩层的电化学特性、导电特性、声学特性、放射性等地球物理特性，测量地球物理参数的方法，属于应用地球物理方法(包括重、磁、电、震、测井)之一。一般按所探测的岩石物理性质或探测目的可分为电法测井、声波测井、放射性测井、地层倾角测井、气测井、地层测试测井、钻气测井等。把利用电、磁、声、热、核等物理原理制造的各种测井仪器，由测井电缆下入井内，使地面电测仪可沿着井筒连续 记录随深度变化的各种参数。通过表示这类参数的曲线，来识别地下的岩层，如油、气、水层、煤层、金属矿床等。测井系统是用于对各种置于地层中的井下仪器产生的信号进行采集、处理并对井下仪器进行控制的油田基础测控设备。测井系统主要分为地面系统和井下仪器两部分，二者之间通过电缆连接，地面系统和电缆都安装在测井工程车上，测井时，地面绞车通过电缆下放或提拉井下仪器，并通过电缆给井下仪器供电，同时实现地面和井下的数据通信。测井作业中，井下仪器的信号与地面仪器的信号种类较多，每种测井服务都需要不同的连接方式。到目前为止，我国普遍使用手工操作方式来完成信号的连接，不仅效率低、操作不便而且易于出故障。一般的测井平台中有常规测井、成像测井、生产井测井、射孔、取芯等各种不同的服务，这些不同的测井服务甚至各服务下还有很多不同的子服务对电缆各缆芯功能分配不一，处理方式也各不相同，需要当地面系统中使用不同的测井服务时，将电缆缆芯切换至相应的功能模块，其中有很多大电流和高电压电缆的存在给缆芯切换带来了难度。目前，一般地面系统多通过机械开关来完成缆芯分配的切换。这种方式存在着体积大，操作复杂的缺点，而且当地面系统集成的测井服务越多时体积和操作复杂度进一步上升至基本不具有实用性的程度。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而做出的，其目的在于，为了克服现有的机械开关式缆芯切换装置体积大，操作复杂的缺点，本发明提供了一种组合式测井服务缆芯切换方法及其切换装置。该组合式测井服务缆芯切换方法及其切换装置在多项测井服务集成的地面系统中功能可靠，占用体积小，操作简单。本发明为了达到上述目的，其第一方案为本发明的组合式测井服务缆芯切换装置，具备机械开关，用于将缆芯切换到主服务；继电器，用于切换上述主服务中的子服务；以及通讯电路板，具有通讯功能，用于控制上述继电器的切换。
根据本发明，实现了在集成多项测井服务的LEAP800测井系统中，地面系统使用标准3U机箱完成了复杂的缆芯切换功能。此外，在上述第一方案中，优选上述通讯电路板具备信号采集部，用于采集上述机械开关和继电器的开关状态反馈信号；继电器控制部，用于使微控制单元MCU的控制信号通过驱动电路控制继电器的开关；以及网络通讯部，用于与测井PC进行通讯。根据本发明，实现了地面信号与井下信号的通信由手工操作方式到自动方式的转换，提高了系统的安全性与可靠性。此外，在上述第一方案中，优选上述通讯电路板与测井软件进行通讯，检测上述机械开关当前的服务状态与当前软件的测井服务状态是否一致，来执行上述主服务的自动检测。
根据本发明，通讯电路板的主服务状态检测功能不仅实现了子服务自动切换功能，还能够有效的防止扳动机械开关时可能发生的误操作，增强了系统的鲁棒性。此外，在上述第一方案中，优选上述测井软件是LEAP800测井软件。根据本发明，配合LEAP800测井软件，只需要扳动一次旋钮即可完成对主服务和子服务的切换，简化了操作流程。此外，在上述第一方案中，优选上述机械开关是旋转式机械开关。此外，在上述第一方案中，优选上述主服务包括STP、CAP、DMP、EXT、SHOOT、CORE和 CORR。此外，在上述第一方案中，优选上述子服务包括上述SHOOT主服务之下的子服务、上述STP主服务之下的子服务。另外，本发明的第二方案为本发明的组合式测井服务缆芯切换方法，包括如下步骤开启电源开关的步骤(STEP 100 );旋转机械开关使缆芯切换到主服务的步骤(STEP 101)；采集机械开关及继电器的开关状态反馈信号的步骤(STEP102);使微控制单元MCU的控制信号通过驱动电路控制继电器切换到子服务的步骤(STEP103);以及，网络通讯部与测井PC进行通讯的步骤(STEP 104)。根据本发明，实现了在集成多项测井服务的LEAP800测井系统中，地面系统使用标准3U机箱完成了复杂的缆芯切换功能。此外，在上述第二方案中，还优选上述网络通讯部与测井软件进行通讯，检测上述机械开关当前的服务状态与当前软件的测井服务状态是否一致，来执行上述主服务的自动检测的步骤(STEP105)。根据本发明，网络通讯部的主服务状态检测功能不仅实现了子服务自动切换功能，还能够有效的防止扳动机械开关时可能发生的误操作，增强了系统的鲁棒性。此外，在上述第二方案中，优选上述测井软件是LEAP800测井软件。根据本发明，配合LEAP800测井软件，只需要扳动一次旋钮即可完成对主服务和子服务的切换，简化了操作流程。此外，在上述第二方案中，优选上述主服务包括STP、CAP、DMP、EXT、SHOOT、CORE和 CORR。此外，在上述第二方案中，优选上述子服务包括上述SHOOT主服务之下的子服务、上述STP主服务之下的子服务。
此外，在上述第二方案中，优选上述组合式测井服务是LEAP800测井系统中集成的多项测井服务。本发明的上述目的、特征、方式及优点可通过参照附图来理解的本发明的以下详细说明，就会变得更清楚。
图I是本发明的电路原理图。图2是表示本发明的通讯电路板的原理框图。图3是LEAP800地面系统中的缆芯分配箱体的前面板的示意图。图4是表示本发明组合式测井服务缆芯切换方法的流程图。 符号说明 Sffl :安全开关；
SW2 :服务开关；
SW3 :电源开关；
SW4 UPS使用开关；
SW5 7C/1C 开关；
SW6 :点火按钮；
SW7 :极性开关；
STP、CAP、DIMP, EXT、SHOOT、CORE、CORR :测井主服务；
K1、K2A、K2B、K4、K5、K6、K7、K8、K9、K10、K11、KD :继电器；
DC5 :直流电源。
具体实施例方式为了使本发明的技术方案更加清楚和明确，以下参照附图并结合具体实施例，对本发明进行更详细的描述。本发明所述的组合式测井服务缆芯切换方法及其切换装置应用于LEAP800测井平台的地面系统中完成对不同测井服务时缆芯分配的切换。本发明所述的LEAP800测井平台由地面系统、下井仪器和远程操控系统三部分组成。该测井平台集成了常规测井、成像测井、生产井测井、射孔、取芯等诸多服务。图I是表示本发明涉及的LEAP800测井平台的地面系统中的缆芯切换装置的电路原理的电路原理图。其中，SWl是安全开关；SW2是用于缆芯切换的机械式旋转开关，该SW2负责切换测井主服务STP、CAP、DMP、EXT、SHOOT、CORE和CORR ；SW3是电源开关；SW4是UPS使用开关；SW5是7C/1C开关；SW6是点火按钮；SW7是极性开关；K1、Κ2Α、Κ2Β、Κ4、Κ5、Κ6、K7、K8、K9、K10、K11、KD是继电器；DC5是直流电源。继电器KD负责对DIMP服务的电源进行自动切换。继电器Kll和Kl负责切换直流电源DC5的供电，直流电源DC5的供电均用于STP、CORE、CORR和SH00T主服务中。继电器K7和K8负责切换SH00T主服务中的子服务。继电器K2A、K2B、K4、K5、K9和K6负责切换STP主服务中的子服务。本发明实施方式中的测井服务分级为主服务和其之下的子服务。该主服务包括常规测井、成像测井、生产井测井、射孔、取芯等，即包括STP、CAP、DIMP, EXT、SHOOT、CORE和CORR。该子服务包括上述各主服务之下的子服务，例如SHOOT主服务之下的子服务、STP主服务之下的子服务等。本发明实施方式中的缆芯切换装置使用机械开关和继电器组合的方式一起来执行对缆芯分配的切换。具体而言，上述主服务使用机械开关方式进行切换，即通过旋转机械开关SW2使缆芯通过SW2 - A切换到主服务STP、通过SW 2 — B切换到主服务CAP、通过SW2 - C切换到主服务DMP、通过SW2 — D切换到主服务EXT、通过SW2 — E切换到主服务SH00T、通过SW2 — F切换到主服务CORE、通过SW2 — G切换到主服务C0RR，以使它们直接与电缆缆芯接触、公共端SW2-H直接与电缆相连。各主服务之下的子服务使用带有通讯功能的电路板控制继电器的切换，该通讯电路板还具有主服务自动检测功能，可与LEAP800测井软件进行通讯，检测机械开关当前的服务状态与当前软件的测井服务状态是否吻合，防止扳动机械开关时的误操作发生。图2是表示本发明涉及的LEAP800测井平台的地面系统中的缆芯切换装置的通讯电路板原理的框图。该通讯电路板主要包括信号采集部、继电器控制部和网络通讯部，该通讯电路板分别实现了信号采集、继电器控制和网络通讯这三大功能。该信号采集部用于采集机械式旋转开关及继电器的开关状态反馈信号，该继电器控制部用于使微控制单元MCU (Micro Controller Unit)的控制信号通过驱动电路控制继电器开关,该网络通讯部用于与测井PC进行通讯。 该通讯电路板中的CSP _ COMM电路板包括微控制单元MCU ;模/数转换器ADC(Analog-to-Digital Converter);驱动电路；反馈电路；以及以太网接口。上述微控制单元MCU采集通过上述模/数转换器ADC转换后的旋转开关位置反馈信号，通过上述驱动电路以微控制单元MCU的控制信号对继电器进行开关控制，并通过上述反馈电路采集上述继电器的开关状态反馈信号，通过连接于微控制单元MCU的上述以太网接口与地面系统软件进行通讯。另外，该通讯电路板基于采集到的旋转开关位置反馈信号，通过连接于微控制单元MCU的上述以太网接口与LEAP800测井软件进行通讯，检测机械开关当前的服务状态与当前软件的测井服务状态是否一致，而具有检测主服务的自动检测功能。图3是表示本发明涉及的LEAP800测井平台的地面系统中的缆芯切换装置的缆芯分配箱体的前面板的示意图。其中，服务开关SW2是切换主服务的机械式旋转开关，该SW2负责切换测井主服务STP、CAP、DIMP, EXT、SHOOT、CORE和CORR ；Sffl是安全开关；SW3是电源开关；SW4是UPS使用开关；SW5是7C/1C开关；SW6是点火按钮；SW7是极性开关。下面详细地说明本发明的组合式测井服务缆芯切换方法的操作步骤。图4是表示本发明组合式测井服务缆芯切换方法的流程图。如图4所示，本发明的组合式测井服务缆芯切换方法包括如下步骤开启电源开关SW3的步骤STEP100 ;旋转机械开关SW2使缆芯切换到主服务的步骤STEP101 ;信号采集部采集机械开关SW2及继电器的开关状态反馈信号的步骤STEP102 ;继电器控制部使MCU的控制信号通过驱动电路控制继电器切换到子服务的步骤STEP103 ;以及，网络通讯部与测井PC通讯的步骤STEP 104。另外，本发明的组合式测井服务缆芯切换方法还包括如下步骤通讯电路板与测井软件通讯，检测机械开关SW2当前的服务状态与当前软件的测井服务状态是否一致的步骤 STEP105。还有，虽然在本发明的实施方式中仅针对LEAP800测井平台，描述了本发明的组合式测井服务缆芯切换方法及其切换装置，但本发明并不限于LEAP800测井平台。根据本发明，能获得如下的有益效果
在集成了多项测井服务的测井系统中，地面系统利用本发明的缆芯切换装置实现了复杂的缆芯切换功能；
配合测井软件，只需要扳动一次旋钮即可完成对主服务和子服务的切换，简化了操作流程； 通讯电路板的主服务状态检测功能不仅实现了子服务自动切换功能，还能够有效的防止扳动机械开关时可能发生的误操作，增强了系统的鲁棒性。以上通过示例性的实施方式描述了本发明，但这并不意味着限制本发明的保护范围。本领域技术人员可以想到的上述实施方式的任何修改或变型都落入由所附权利要求书限定的本发明的范围内。
权利要求
1.一种组合式测井服务缆芯切换装置，其特征在于，具备 机械开关，用于将缆芯切换到主服务； 继电器，用于切换上述主服务中的子服务；以及 通讯电路板，具有通讯功能，用于控制上述继电器的切换。
2.根据权利要求I所述的缆芯切换装置，其特征在于， 上述通讯电路板具备 信号采集部，用于采集上述机械开关和继电器的开关状态反馈信号； 继电器控制部，用于使微控制单元MCU的控制信号通过驱动电路控制继电器的开关；以及 网络通讯部，用于与测井PC进行通讯。
3.根据权利要求I或2所述的缆芯切换装置，其特征在于， 上述通讯电路板与测井软件进行通讯，检测上述机械开关当前的服务状态与当前软件的测井服务状态是否一致，来执行上述主服务的自动检测。
4.根据权利要求3所述的缆芯切换装置，其特征在于， 上述测井软件是LEAP800测井软件。
5.根据权利要求I所述的缆芯切换装置，其特征在于， 上述机械开关是旋转式机械开关。
6.根据权利要求I所述的缆芯切换装置，其特征在于， 上述主服务包括STP、CAP、DIMP, EXT、SHOOT、CORE 和 CORR。
7.根据权利要求I所述的缆芯切换装置，其特征在于， 上述子服务包括上述SHOOT主服务之下的子服务、上述STP主服务之下的子服务。
8.根据权利要求I所述的缆芯切换装置，其特征在于， 上述组合式测井服务是LEAP800测井系统中集成的多项测井服务。
9.根据权利要求I所述的缆芯切换装置，其特征在于， 上述缆芯切换装置使用标准3U机箱。
10.一种组合式测井服务缆芯切换方法，其特征在于，包括如下步骤 开启电源开关的步骤； 旋转机械开关使缆芯切换到主服务的步骤； 采集机械开关及继电器的开关状态反馈信号的步骤； 使微控制单元MCU的控制信号通过驱动电路控制继电器切换到子服务的步骤；以及， 网络通讯部与测井PC进行通讯的步骤。
11.根据权利要求10所述的缆芯切换方法，其特征在于，还包括如下步骤 上述网络通讯部与测井软件进行通讯，检测上述机械开关当前的服务状态与当前软件的测井服务状态是否一致，来执行上述主服务的自动检测的步骤。
12.根据权利要求11所述的缆芯切换方法，其特征在于， 上述测井软件是LEAP800测井软件。
13.根据权利要求10所述的缆芯切换方法，其特征在于， 上述主服务包括STP、CAP、DIMP, EXT、SHOOT、CORE 和 CORR。
14.根据权利要求10所述的缆芯切换方法，其特征在于，上述子服务包括上述SHOOT主服务之下的子服务、上述STP主服务之下的子服务。
15.根据权利要求10所述的缆芯切换方法，其特征在于，上述组合式测井服务是LEAP800测井系统中集成的多项测井服务。
全文摘要
本发明提供一种组合式测井服务缆芯切换方法及其切换装置。本发明的缆芯切换装置具备机械开关，用于将缆芯切换到主服务；继电器，用于切换上述主服务中的子服务；以及通讯电路板，具有通讯功能，用于控制上述继电器的切换。根据本发明，在集成了多项测井服务的测井系统中，地面系统利用缆芯切换装置实现了复杂的缆芯切换功能。
文档编号E21B49/00GK102953723SQ20111024621
公开日2013年3月6日 申请日期2011年8月25日 优先权日2011年8月25日
发明者陈文轩, 赵帅, 裴彬彬, 姚德忠, 陈仕学, 戴光明 申请人:中国石油集团长城钻探工程有限公司