专利名称：一种地层评价测井仪用张力探测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种地层评价测井仪用张カ探測装置。
背景技术：
地层评价仪测井仪是ー种石油勘探井下仪器。由于仪器直径粗，工作时间长，其井下作业过程中粘卡风险较大。粘卡类型主要分为电缆吸附卡及仪器吸附卡两类。现有地层评价仪存在问题是粘卡发生时，现场工程师难于迅速判断井下粘卡类型，因为井下情况不明而只能采取保守的解卡方法，致使解卡不利，仪器往往卡死，不得不进行打捞
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服目前地层评价仪测井仪粘卡时不能迅速判断粘卡类型的缺陷。为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种地层评价测井仪用张力探測装置，包括张カ短节、基准电压源电路、张カ零点电路、张カ计电源电路、张カ測量电路、控制处理电路以及控制器局域网(CAN)总线驱动电路等，其中张カ短节，设置在电子节与电缆头之间，包含张カ传感器，将该张力传感器測量到的电缆头张カ信号以两路差分的模拟弱信号发送给该控制处理电路；基准电压源电路，与该控制处理电路、张カ计电源电路及张カ零点电路相连，为该控制处理电路、张カ计电源电路及张カ零点电路提供參考电压；张カ零点电路，利用该基准电压源电路提供的參考电压，提供张カ零点电压发送给该控制处理电路；张カ计电源电路，与该张カ短节中的张カ传感器相连，为该张カ短节中的张カ传感器提供工作电压；张カ测量电路，与该张カ短节相连，接收该张力短节发送的两路差分的模拟弱信号，对该两路差分的模拟弱信号进行合成处理，形成一路的电缆头张カ信号，对该电缆头张力信号进行放大后发送给该控制处理电路；控制处理电路，与该张カ零点电路、张カ测量电路及该CAN总线驱动电路相连，接收该张力測量电路发送的电缆头张カ信号，根据该张力零点电压对该电缆头张カ信号进行模数转换，形成可传输到地层评价测试仪串行通讯总线上的张カ数据；CAN总线驱动电路，将该张カ数据转换成CAN逻辑信号。优选地，该张カ零点电路包含第一分压电阻、第二分压电阻、电容及放大器，其中该第一分压电阻与第二分压电阻串联在从该基准电压源电路中引出的电源电压与地之间，该电容连接在该第一分压电阻与第二分压电阻的连接点与地之间，该放大器的同相输入端连接该第一分压电阻与第二分压电阻的连接点，反相输入端连接其自身的输出端；该放大器的输出端输出该张カ零点电压。优选地，该张カ计电源电路包括放大器、NPN型三极管、第一电阻、第二电阻以及电容，其中该放大器的正电源电压端接入正电压，负电源电压端接地，同相输入端连接电源电压，输出端连接该NPN型三极管的基级；该NPN型三极管的集电极接入正电压，发射极连接该电容的第一端；该电容的第二端接地；该第一电阻及第二电阻串联地连接在该电容的第一端与地之间；该放大器的反相输入端连接在该第一电阻及第ニ电阻的连接点上。 优选地，该张カ探測装置包括保护电路，该保护电路连接在该张カ测量电路与该控制处理电路之间，对该电缆头张カ信号进行电压箝位。优选地，该保护电路包括ニ极管，该ニ极管的正极连接该张カ測量电路，负极连接一电压源及该控制处理电路。与现有技术相比，本实用新型的实施例中，张カ计电源电路的參考电压取自电压基准源电路，因此其输出更加稳定。本实用新型的实施例可用于监测绞车电缆张力。
图I为本实用新型实施例张カ探測装置的结构示意图。图2为本实用新型实施例中的张カ零点电路的结构示意图。图3为本实用新型实施例中张カ计电源电路的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。图I为本实用新型实施例张カ探测装置的结构示意图。如图I所示，本实用新型实施例的张カ探測装置主要包括张カ短节10 (图中未示出)、基准电压源电路20、张カ零点电路30、张カ计电源电路40、张カ测量电路50、控制处理电路60以及控制器局域网(Controller Area Network, CAN)总线驱动电路 70 等，其中张カ短节10，设置在电子节与电缆头之间，包含测量电缆头张カ的张カ传感器，将该张カ传感器測量到的电缆头张カ信号以两路差分的模拟弱信号发送给控制处理电路60。基准电压源电路20，与控制处理电路60、张カ计电源电路40和张カ零点电路30相连，为控制处理电路60提供模数(AD)转换的參考电压，并为10伏(V)的张カ计电源电路40和张カ零点电路30提供參考电压；本实施例中，基准电压源电路20的输入电压为15V，输出电压为5V。张カ零点电路30，与基准电压源电路20相连，利用该基准电压源电路20提供的參考电压，提供张カ零点电压发送给控制处理电路60进行AD转换。张カ计电源电路40，与基准电压源电路20相连，还与该张カ短节10中的张カ传感器相连，为张カ短节10中的张カ传感器提供稳定的工作电压。本实施例中，该张カ传感器的工作电压为10V。张カ测量电路50，与张カ短节10相连，接收张カ短节10发送的两路差分的模拟弱信号，对该两路差分的模拟弱信号进行合成处理，形成一路的电缆头张カ信号，对该电缆头张カ信号进行放大后发送给控制处理电路60进行AD转换。控制处理电路60，与基准电压源电路20、张カ零点电路30、张カ测量电路50及CAN总线驱动电路70相连，接收张カ測量电路50发送的电缆头张カ信号，根据该张力零点电压对该电缆头张カ信号进行AD转换以及数据打包后，形成可传输到地层评价测试仪 (EFETRI)串行通讯总线上的张カ数据。CAN总线驱动电路70，与控制处理电路60相连，完成控制处理电路60与CAN总线之间的电平转换，包括将张カ数据转换成采用CANL及CANH这两根线的电平差异来表示不同逻辑状态的CAN逻辑信号。控制处理电路60上的数字电平是用一根信号线上的电平高低来表示不同状态，高电平表示逻辑“1”，低电平表示逻辑“O” ;而对于CAN总线而言，CANL与CANH之间的电平差小于O. 5V时表示逻辑“1”，电平差大于O. 9V表示逻辑“O”。如图2所示，本实用新型实施例中的张カ零点电路30的结构示意图，包含第一分压电阻R5、第二分压电阻R6、电容C、放大器U。其中，第一分压电阻R5与第二分压电阻R6串联在电源电压(VREF)与地(GND)之间，其中该电源电压(VREF)从该基准电压源电路20中引出。电容C连接在该第一分压电阻R5与第二分压电阻R6的连接点与GND之间。放大器U的同相输入端连接该第一分压电阻R5与第二分压电阻R6的连接点，反相输入端连接其自身的输出端。放大器U的输出端输出张力零点电压，提供给控制处理电路60进行AD转换。图3为本实用新型实施例中张カ计电源电路40的结构示意图。如图3所示，本实施例中的张カ计电源电路主要包括放大器U、NPN型三极管Q、第一电阻R3、第二电阻R4以及电容C。其中放大器U的正电源电压端接入正15V电压，负电源电压端接地(GND);同相输入端连接电源电压(VREF)，输出端连接NPN型三极管Q的基级。该NPN型三极管Q的集电极接入正15V电压，发射极连接电容C的第一端。该电容C的第二端接地。第一电阻R3和第二电阻R4串联地连接在该电容的第一端(也即NPN型三极管Q的发射极)与地之间。该放大器 U的反相输入端连接在该第一电阻R3和第二电阻R4的连接点上。从NPN型三极管Q的发射极输出IOV电压提供给为张カ短节10中的张カ传感器。如图I所示，本实用新型实施例的张カ探測装置还包括保护电路80，连接在张カ測量电路50与该控制处理电路60之间，对该电缆头张カ信号进行电压箝位，保证电缆头张力信号的电压幅度在ー个安全的范围内发送给控制处理电路60。该保护电路80在应用吋，比如可以采用ニ极管来实现。ニ极管的正极连接张カ测量电路50，负极连接ー稳定电压源及该控制处理电路60。从张カ测量电路50输出的电缆头张カ信号接入ニ极管的正扱，一 +5V电压接入该ニ极管的负极，该ニ极管的负极还连接该控制处理电路60。由于ニ极管的导通电压为O. 7V，因此能够起到箝位作用，从而保证了电缆头张カ信号的信号幅度不超过5. 7V。本实用新型的实施例可以实时采集仪器张力，帮助地层评价仪操作工程师实时准确掌握仪器动态。一旦仪器作业发生粘卡，可以迅速判断粘卡情况，及时采取果断措施解卡，最大程度避免仪器打捞。[0041]虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。权利要求1.一种地层评价测井仪用张力探测装置，其特征在于，包括张力短节、基准电压源电路、张力零点电路、张力计电源电路、张力测量电路、控制处理电路以及控制器局域网(CAN)总线驱动电路等，其中 张力短节，设置在电子节与电缆头之间，包含张力传感器，将该张力传感器测量到的电缆头张力信号以两路差分的模拟弱信号发送给该控制处理电路； 基准电压源电路，与该控制处理电路、张力计电源电路及张力零点电路相连，为该控制处理电路、张力计电源电路及张力零点电路提供参考电压； 张力零点电路，利用该基准电压源电路提供的参考电压，提供张力零点电压发送给该控制处理电路； 张力计电源电路，与该张力短节中的张力传感器相连，为该张力短节中的张力传感器提供工作电压； 张力测量电路，与该张力短节相连，接收该张力短节发送的两路差分的模拟弱信号，对该两路差分的模拟弱信号进行合成处理，形成一路的电缆头张力信号，对该电缆头张力信号进行放大后发送给该控制处理电路； 控制处理电路，与该张力零点电路、张力测量电路及该CAN总线驱动电路相连，接收该张力测量电路发送的电缆头张力信号，根据该张力零点电压对该电缆头张力信号进行模数转换，形成可传输到地层评价测试仪串行通讯总线上的张力数据； CAN总线驱动电路，将该张力数据转换成CAN逻辑信号。
2.根据权利要求I所述的地层评价测井仪用张力探测装置，其特征在于，该张力零点电路包含第一分压电阻、第二分压电阻、电容及放大器，其中 该第一分压电阻与第二分压电阻串联在从该基准电压源电路中引出的电源电压与地之间，该电容连接在该第一分压电阻与第二分压电阻的连接点与地之间，该放大器的同相输入端连接该第一分压电阻与第二分压电阻的连接点，反相输入端连接其自身的输出端；该放大器的输出端输出该张力零点电压。
3.根据权利要求I所述的地层评价测井仪用张力探测装置，其特征在于，该张力计电源电路包括放大器、NPN型三极管、第一电阻、第二电阻以及电容，其中 该放大器的正电源电压端接入正电压，负电源电压端接地，同相输入端连接电源电压，输出端连接该NPN型三极管的基级； 该NPN型三极管的集电极接入正电压，发射极连接该电容的第一端； 该电容的第二端接地； 该第一电阻及第二电阻串联地连接在该电容的第一端与地之间； 该放大器的反相输入端连接在该第一电阻及第二电阻的连接点上。
4.根据权利要求I所述的地层评价测井仪用张力探测装置，其特征在于，该张力探测装置包括保护电路，该保护电路连接在该张力测量电路与该控制处理电路之间，对该电缆头张力信号进行电压箝位。
5.根据权利要求4所述的地层评价测井仪用张力探测装置，其特征在于， 该保护电路包括二极管， 该二极管的正极连接该张力测量电路，负极连接一电压源及该控制处理电路。
专利摘要本实用新型公开了一种地层评价测井仪用张力探测装置，克服目前地层评价仪测井仪粘卡时不能迅速判断粘卡类型的缺陷，该装置中，张力短节包含张力传感器，将该张力传感器测量到的电缆头张力信号发送给该控制处理电路；基准电压源电路提供参考电压；张力零点电路利提供张力零点电压发送给该控制处理电路；张力计电源电路为该张力短节中的张力传感器提供工作电压；张力测量电路对该电缆头张力信号进行放大后发送给该控制处理电路；控制处理电路形成可传输到地层评价测试仪串行通讯总线上的张力数据；CAN总线驱动电路将该张力数据转换成CAN逻辑信号。本实用新型的实施例可用于监测绞车电缆张力。
文档编号G01L5/04GK202382894SQ201120511439
公开日2012年8月15日 申请日期2011年12月9日 优先权日2011年12月9日
发明者刘畅, 李索贵, 杜华伟 申请人:中国海洋石油总公司, 中海油田服务股份有限公司