一种电缆测井高速遥测通讯设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种电缆测井高速遥测通讯设备，包括地面系统、井下系统和测井电缆；地面系统包括测井主机、嵌入式计算机、时间服务器、地面调制解调模块及交换机；井下系统包括遥测伽马测井仪和多个测井仪，遥测伽马测井仪包括井下调制解调模块、以太网交换模块、通讯模块、伽马数据采集模块及伽马探头，井下调制解调模块通过测井电缆与地面调制解调模块连接；每个测井仪均包括以太网交换模块、通讯模块、数据采集模块及探头；遥测伽马测井仪的以太网交换模块和多个测井仪的以太网交换模块依次串联。本实用新型的电缆测井高速遥测通讯设备提高了地面系统与井下系统的数据传输速度，且结构简单、易于扩展。
【专利说明】一种电缆测井高速遥测通讯设备
【技术领域】
[0001]本实用新型属于测井设备【技术领域】，具体地说，是涉及一种用于进行数据高速传输的电缆测井设备。
【背景技术】
[0002]石油测井技术是采用声学、电学、磁学、放射性等测量方法，应用现代电子技术，在井孔中对地层的各项物理参数进行连续测量，通过对测得的数据进行处理和解释，得到地层的岩性、孔隙度、渗透率及含油饱和度等参数。
[0003]电缆测井设备由地面系统、测井电缆和井下系统组成，测井电缆是地面系统与井下系统间的数据传输媒介，地面系统根据实际需要对井下系统发送控制命令，井下系统将测井数据上传到地面系统。
[0004]随着现代测井理论方法和电子技术水平的提高，各种大数据量、高分辨率成像仪器得以大量研发和应用，加上井下仪器的组合测井，需要上传的测井数据和下达的测井命令越来越多，数据传输速度要求越来越高，现有的电缆测井设备已无法满足其需求，因此建立一套高速的电缆测井设备极为重要。
【发明内容】
[0005]本实用新型提供了一种电缆测井高速遥测通讯设备，提高了地面系统与井下系统的数据传输速度。
[0006]为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现:
[0007]一种电缆测井高速遥测通讯设备，包括地面系统、井下系统和测井电缆；所述地面系统包括测井主机、嵌入式计算机、时间服务器及地面调制解调模块，所述测井主机、嵌入式计算机、时间服务器及地面调制解调模块分别与交换机连接通信；所述井下系统包括遥测伽马测井仪和多个测井仪，所述遥测伽马测井仪包括井下调制解调模块、以太网交换模块、通讯模块、伽马数据采集模块及伽马探头，所述伽马数据采集模块采集伽马探头输出的探测信号，并传输至通讯模块，所述通讯模块将接收到的数据传输至以太网交换模块，并经以太网交换模块传输至井下调制解调模块，所述井下调制解调模块通过所述测井电缆与所述地面调制解调模块连接通信；每个测井仪均包括以太网交换模块、通讯模块、数据采集模块及探头，所述数据采集模块采集探头输出的探测信号，并传输至通讯模块，所述通讯模块将接收到的数据传输至以太网交换模块；遥测伽马测井仪的以太网交换模块和多个测井仪的以太网交换模块依次串联。
[0008]进一步的，所述地面调制解调模块和井下调制解调模块均包括网络控制器、ARM、DSP、FPGA和模拟前端；由网络控制器接收到的数据传输至ARM，经过ARM处理后传输至DSP, DSP对接收到的数据进行处理后传输至FPGA，经过FPGA处理后传输至模拟前端；所述地面调制解调模块的模拟前端通过所述测井电缆与井下调制解调模块的模拟前端连接通?目。
[0009]又进一步的，在所述地面调制解调模块和井下调制解调模块中均设置有FLASH芯片，所述FLASH芯片分别与DSP和FPGA连接。
[0010]优选的，在所述地面系统中还包括供电系统，所述供电系统通过所述交换机与测井主机连接通信，且所述供电系统通过所述测井电缆与井下系统连接。
[0011]进一步的，所述测井电缆是单芯或多芯。
[0012]又进一步的，所述测井电缆设置有一对或多对。
[0013]与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是:本实用新型的电缆测井高速遥测通讯设备提高了地面系统与井下系统的数据传输速度，且结构简单、便于安装使用。
[0014]结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型所提出的电缆测井高速遥测通讯设备的一个实施例的结构框图；
[0016]图2是图1中井下系统的结构框图；
[0017]图3是图1中地面调制解调模块和图2中井下调制解调模块的结构框图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细地说明。
[0019]实施例一，本实施例的电缆测井高速遥测通讯设备主要由地面系统、井下系统和测井电缆等构成，参见图1所示，所述地面系统通过测井电缆与井下系统连接通信。地面系统通过测井电缆向井下系统发送测井信号，井下系统接收地面系统发送的测井信号，进行测井，并将测井数据通过测井电缆传输至地面系统。
[0020]所述地面系统主要由测井主机、嵌入式计算机、时间服务器、地面调制解调模块等组成，参见图1所示，所述测井主机、嵌入式计算机、时间服务器和地面调制解调模块分别与交换机连接通信，构成地面以太网。所述测井主机通过交换机与嵌入式计算机连接通信，所述嵌入式计算机通过交换机与地面调制解调模块连接通信。时间服务器为整个系统提供时间基准。时间服务器通过交换机分别与测井主机、嵌入式计算机、地面调制解调模块连接。
[0021 ] 所述测井主机通过交换机向嵌入式计算机发送控制信号，所述嵌入式计算机将接收到的控制信号进行处理后，通过交换机发送至地面调制解调模块，经地面调制解调模块进行调制处理后发送出去。地面调制解调模块将接收到的测井数据进行解调处理后通过交换机传输至嵌入式计算机，经嵌入式计算机进行处理后，通过交换机传输至测井主机。
[0022]所述井下系统主要由遥测伽马测井仪和多个测井仪组成，且遥测伽马测井仪和多个测井仪依次串联，参见图1所示。
[0023]所述遥测伽马测井仪主要由井下调制解调模块、以太网交换模块、通讯模块、伽马数据采集模块和伽马探头等组成，参见图2所示。井下调制解调模块、以太网交换模块、通讯模块、伽马数据采集模块、伽马探头依次连接，且井下调制解调模块通过测井电缆与地面系统的地面调制解调模块连接。所述伽马数据采集模块用于采集伽马探头输出的探测信号，伽马探头输出的探测信号为脉冲信号，伽马数据采集模块将采集到的脉冲信号传输至通讯模块，所述通讯模块将接收到的测井数据传输至以太网交换模块，并经以太网交换模块传输至井下调制解调模块，所述井下调制解调模块将接收到的测井数据进行调制处理后，通过测井电缆发送至地面调制解调模块。
[0024]每个测井仪均包括以太网交换模块、通讯模块、数据采集模块及探头，所述数据采集模块采集探头输出的探测信号，并传输至通讯模块，所述通讯模块将接收到的数据传输至以太网交换模块。
[0025]所述遥测伽马测井仪的以太网交换模块与多个测井仪的以太网交换模块通过两对双绞线依次串联，构成井下以太网。在本实施例中，以井下系统设置有遥测伽马测井仪、测井仪2、测井仪3、测井仪4为例，具体讲述遥测伽马测井仪和多个测井仪的连接关系。遥测伽马测井仪的以太网交换模块、测井仪2的以太网交换模块、测井仪3的以太网交换模块、测井仪4的以太网交换模块通过两对双绞线依次连接，参见图2所示，测井仪4的以太网交换模块与测井仪3的以太网交换模块连接，测井仪3的以太网交换模块与测井仪2的以太网交换模块连接，测井仪2的以太网交换模块与遥测伽马测井仪的以太网交换模块连接。测井仪4的测井数据通过测井仪4的以太网交换模块传输至测井仪3的以太网交换模块，经测井仪3的以太网交换模块传输至测井仪2的以太网交换模块，经测井仪2的以太网交换模块传输至遥测伽马测井仪的以太网交换模块。同理，测井仪3的测井数据通过测井仪3的以太网交换模块传输至测井仪2的以太网交换模块，经测井仪2的以太网交换模块传输至遥测伽马测井仪的以太网交换模块；测井仪2的测井数据通过测井仪2的以太网交换模块传输至遥测伽马测井仪的以太网交换模块。遥测伽马测井仪的以太网交换模块接收测井仪2、测井仪3、测井仪4发送的测井数据，并传输至井下调制解调模块，所述井下调制解调模块将接收到的测井数据进行调制处理后，通过测井电缆发送至地面系统的地面调制解调模块。
[0026]所述地面调制解调模块通过测井电缆将测井信号传输至遥测伽马测井仪的井下调制解调模块，井下调制解调模块将接收到的测井信号进行解调处理后，传输至遥测伽马测井仪的以太网交换模块，经遥测伽马测井仪的以太网交换模块传输至各测井仪，并由相匹配的测井仪接收测井信号。
[0027]当然，测井仪的数量可以根据实际需要确定，并不限于上述举例。
[0028]在本实施例中，所述地面调制解调模块和井下调制解调模块均主要由网络控制器、ARM、DSP、FPGA和模拟前端等构成，所述地面调制解调模块的模拟前端通过所述测井电缆与井下调制解调模块的模拟前端连接通信，参见图3所示。
[0029]调制过程是:通过以太网Ethernet传输到网络控制器的数据，经网络控制器传输至ARM，经过ARM处理后传输至DSP，DSP对接收到的数据进行处理后传输至FPGA，经过FPGA处理后传输至模拟前端，模拟前端对接收到的数据进行数模转换和放大处理后输出调制信号，并经变压器耦合到测井电缆上，参见图3所示。
[0030]解调过程是:测井电缆上的数据经过变压器的耦合提取后传输至模拟前端，经过模拟前端的放大处理和模数转换后传输至FPGA，经过FPGA进行处理后传输至DSP，DSP对接收到的数据进行处理后传输至ARM，经过ARM处理后传输至网络控制器，网络控制器将接收到的数据通过以太网Ethernet发送出去，参见图3所示。
[0031]在所述地面调制解调模块和井下调制解调模块中均设置有FLASH芯片，所述FLASH芯片分别与DSP和FPGA连接，在FLASH芯片中存储有DSP和FPGA的初始化程序。在DSP和FPGA上电后，FLASH芯片分别将初始化程序传输至FPGA和DSP，使DSP和FPGA进行初始化。
[0032]在所述地面系统中还设置有供电系统，所述供电系统通过交换机与测井主机连接通信；且供电系统通过测井电缆与井下系统连接，为井下系统供电。测井主机通过交换机向供电系统发送供电控制信号，供电系统根据接收到的供电控制信号，通过测井电缆向井下系统的各用电设备供电。
[0033]在本实施例中，所述测井电缆是单芯或多芯，且所述测井电缆设置有一对或多对。
[0034]当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本【技术领域】的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种电缆测井高速遥测通讯设备，其特征在于:包括地面系统、井下系统和测井电缆; 所述地面系统包括测井主机、嵌入式计算机、时间服务器及地面调制解调模块，所述测井主机、嵌入式计算机、时间服务器及地面调制解调模块分别与交换机连接通信； 所述井下系统包括遥测伽马测井仪和多个测井仪，所述遥测伽马测井仪包括井下调制解调模块、以太网交换模块、通讯模块、伽马数据采集模块及伽马探头，所述伽马数据采集模块采集伽马探头输出的探测信号，并传输至通讯模块，所述通讯模块将接收到的数据传输至以太网交换模块，并经以太网交换模块传输至井下调制解调模块，所述井下调制解调模块通过所述测井电缆与所述地面调制解调模块连接通信； 每个测井仪均包括以太网交换模块、通讯模块、数据采集模块及探头，所述数据采集模块采集探头输出的探测信号，并传输至通讯模块，所述通讯模块将接收到的数据传输至以太网交换模块； 遥测伽马测井仪的以太网交换模块和多个测井仪的以太网交换模块依次串联。
2.根据权利要求1所述的电缆测井高速遥测通讯设备，其特征在于:所述地面调制解调模块和井下调制解调模块均包括网络控制器、ARM、DSP、FPGA和模拟前端；由网络控制器接收到的数据传输至ARM，经过ARM处理后传输至DSP，DSP对接收到的数据进行处理后传输至FPGA，经过FPGA处理后传输至模拟前端；所述地面调制解调模块的模拟前端通过所述测井电缆与井下调制解调模块的模拟前端连接通信。
3.根据权利要求2所述的电缆测井高速遥测通讯设备，其特征在于:在所述地面调制解调模块和井下调制解调模块中均设置有FLASH芯片，所述FLASH芯片分别与DSP和FPGA连接。
4.根据权利要求1所述的电缆测井高速遥测通讯设备，其特征在于:在所述地面系统中还包括供电系统，所述供电系统通过所述交换机与测井主机连接通信，且所述供电系统通过所述测井电缆与井下系统连接。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电缆测井高速遥测通讯设备，其特征在于:所述测井电缆是单芯或多芯。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的电缆测井高速遥测通讯设备，其特征在于:所述测井电缆设置有一对或多对。
【文档编号】E21B47/12GK203978425SQ201420261007
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年5月21日 优先权日:2014年5月21日
【发明者】周鑫华, 徐志彦, 阎东, 吴兴东, 吴俊卿, 张瑞吉, 隋晓波, 徐进师, 宋扬, 张勇, 张阿朋, 程翠鹏 申请人:青岛杰瑞自动化有限公司