一种无线式随钻地面数据采集系统的制作方法

1.本实用新型涉及随钻测井仪器技术领域，具体为一种无线式随钻地面数据采集系统。


背景技术：

2.目前，石油行业的随钻测井系统主要由两部分组成，一部分是地面数据采集系统，另一部分为井下仪器串，井下仪器串可获得井下地层参数并通过泥浆波传输至地面，而地面数据采集系统则负责对泥浆波进行解码处理从而取得井下数据。
3.目前常规的随钻地面据采集系统为有线连接，在测井作业时，需要引出多根电缆连接到井口测井传感器及司钻显示器上，因为场地要求，每根电缆长度要达到一百米左右。钻井场地环境复杂，来往车辆人员众多，非常容易损坏线缆，在使用中有诸多不便。为了克服这种局限，本实用新型提供一套设备，包含数据采集机箱及多个配套传感器，可实现测井数据的无线传输。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本实用新型公开了一种无线式随钻地面数据采集系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.在常规的随钻测井传感器（包含：泥浆压力传感器、勾载传感器、深度传感器）上分别集成数据采集及无线发送模块及锂电池，在数据采集机箱安装无线数据发送模块，在司钻显示器上安装无线数据接收模块及锂电池。数据采集模块负责将采集到的数据通过无线信号发送给无线服务器。司钻显示器用于接收数据采集机箱发来的定向数据并显示。
6.为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种无线式随钻地面数据采集系统，包括：
7.工作站主机，所述工作站负责和数据采集机箱通讯，并将采集到的数据进行处理和显示；
8.数据采集机箱，所述数据采集机箱处于无线服务器和工作站之间，负责两者的数据交互，及测井仪数据读取；
9.无线服务器，所述无线服务器可从测井传感器获取数据并传输给数据采集机箱；所述无线压力传感器可获得泥浆压力并传输给无线服务器；
10.无线勾载传感器，所述无线勾载传感器可获得勾载钢绳的张力值并发送给无线服务器；
11.无线深度传感器，所述无线深度传感器可获得测井绞车深度信号计数并发送给无线服务器；
12.司钻显示器，所述司钻显示器可以接收数据采集机箱发出的钻井状态数据并显示。
13.优选的，所述工作站主机为hp6200工作站主机，操作系统为windows2000 server，
安装有sl6000测井软件及sql server软件。
14.优选的，所述数据采集机箱供电为110或220v。
15.优选的，所述无线服务器使用频段为433m，与无线传感器间通讯协议为modbus，与数据采集机箱之间通讯协议为有线rs485协议，115200波特率。
16.优选的，所述无线压力传感器使用的传感器量程为0～40mpa，供电电池为3.6v/19ah两节1号工业锂电池，其无线频率为433m，通讯协议为modbus，9600波特率。
17.优选的，所述无线勾载传感器量程为0～400kn，供电电池为3.6v/19ah两节1号工业锂电池，其无线频率为433m，9600波特率。
18.优选的，所述无线深度传感器所用编码器为光电编码器，线数为20线，供电电池为3.6v/19ah两节1号工业锂电池，其无线频率为433m，通讯协议为modbus，9600波特率。
19.优选的，所述无线司钻显示器无线频率为433m，通讯采用9600波特率透传。
20.本实用新型公开了一种无线式随钻地面数据采集系统，其具备的有益效果如下：
21.该无线式随钻地面数据采集系统，解决了在测井作业时，随钻测井传感器上分别集成数据采集及无线发送模块及锂电池，在数据采集机箱安装无线数据发送模块，在司钻显示器上安装无线数据接收模块及锂电池，数据采集模块负责将采集到的数据通过无线信号发送给无线服务器，司钻显示器用于接收数据采集机箱发来的定向数据并显示，避免大量的连接线造成施工困扰，电子集成度更高。
附图说明
22.图1为本实用新型的系统构成图；
23.图2为本实用新型的无线压力传感器构成图；
24.图3为 压力信号处理电路；
25.图4为本实用新型的无线勾载传感器构成图；
26.图5为勾载张力信号处理电路；
27.图6为本实用新型的无线深度传感器构成图；
28.图7为深度信号处理电路；
29.图8为本实用新型的无线司钻显示器构成图。
具体实施方式
30.本实用新型实施例公开一种无线式随钻地面数据采集系统，如图1
‑
8所示，包括工作站主机、数据采集机箱、无线服务器、无线压力传感器、无线勾载传感器、无线深度传感器、无线司钻显示器七部分组成。
31.其中工作站主机使用惠普工作站系统，安装有win2000 server操作系统和sl6000测井系统，负责和数据采集机箱通讯，并将采集到的数据进行处理和显示；
32.数据采集机箱设计为便携式机箱，处于无线服务器和工作站之间，负责两者的数据交互及测井仪数据读取。
33.无线服务器使用433m频段无线信号，使用modbus传输协议，其供电电压为12v，无线服务器和采集机箱之间为有线rs485通讯协议，波特率9600连接，其通过无线信号向各种测井传感器请求数据并传输给数据采集机箱，无线通讯距离100米（空旷环境下）；
34.无线压力传感器可获得泥浆压力并传输给无线服务器；
35.无线勾载传感器可获得勾载钢绳的张力值并发送给无线服务器；
36.无线深度传感器可获得测井绞车深度信号计数并发送给无线服务器；
37.司钻显示器可以接收数据采集机箱发出的钻井状态数据并显示。
38.如图2所示，本实用新型的无线压力传感器，为一套压力测量和数据发送系统，由压力传感器，压力信号处理电路、无线通讯模块三部分构成。其中压力传感器量程40mpa,信号处理电路使用低功耗处理器和16位ad转换芯片。
39.无线通讯模块使频段为433mhz，无线通讯协议使用modbus。
40.如图3所示，对压力信号的采集使用的u1为仪用差分放大器ad620集成电路，其中r1,r2串联用于调整放大倍数，信号放大倍数为50
‑
150倍。放大器输出信号接到mcu ad采集端进行ad转换后进行转发。
41.如图4所示，本实用新型的无线勾载传感器，为一套张力测量和数据发送系统，由勾载传感器、张力信号处理电路、无线通讯模块三部分构成。其中勾载传感器量程为0～400kn，无线通讯模块频段为433mhz，通讯协议为modbus。
42.如图5所示，对张力信号的采集使用的u1为仪用差分放大器ad620集成电路，其中r1，r2用于调整放大倍数，取值范围100
‑
200倍，放大器输出信号接到mcu ad采集端进行ad转换后进行转发。
43.如图6所示，本实用新型的无线深度感器，为一套深度测量和数据发送系统，由旋转光电编码器，编码器信号处理电路，无线通讯模块三部分构成，其中光电编码器的线数为20线，无线通讯模块频段为433mhz，通讯协议为modbus。
44.如图7所示：电路对两路深度脉冲信号进行了简单滤波处理，信号采集端距离传感器线路较短不足1米，选用20k上拉电阻和0.01u电容可减少电量消耗，并可减少信号抖动，降低脉冲信号的变形，脉冲信号为ttl电平，直接发送到给mcu进行处理。
45.如图8所示，本实用新型的无线司钻显示器，为一套钻井定向参数显示系统，由锂电池组、显示屏、无线传输模块三部分构成，其中锂电池电压为25.2v，电量为18安时，显示屏使用10寸定制彩屏，无线通讯模块频段为433mhz，通讯采用串口透传。
46.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。