專利名稱：一種大容量測井數(shù)據(jù)實時存儲器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及ー種大容量數(shù)據(jù)存儲與實時時鐘技術(shù)，特別是涉及ー種大容量測井數(shù)據(jù)實時存儲器結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
測井技術(shù)作為評價和識別油氣儲層的重要手段，一直以來在國內(nèi)外都保持著較快的發(fā)展。隨著測井技術(shù)的不斷革新與進步，隨鉆測井技術(shù)在該領(lǐng)域扮演著越來越重要的角色。在隨鉆測井技術(shù)中，通常采用的泥漿脈沖傳輸或電磁波傳輸?shù)姆绞酵ㄓ嵥俾实?，要?shù)周期長，因此隨鉆測井實時傳送到地面的數(shù)據(jù)分辨率很低，僅能為實時鉆井提供現(xiàn)場指導(dǎo)，而大量的測井數(shù)據(jù)必須采用井下存儲的方式記錄，待起鉆后再從存儲器中讀出，通過對讀取到的存儲器中高密度的測井數(shù)據(jù)進行處理，才可以得到高分辨率的測井曲線，為地層的解釋提供豐富的數(shù)據(jù)信息。由于在鉆井過程中，井下儀器無法得到實時的鉆井深度信息，所 以通常井下測井數(shù)據(jù)只能得到與井下實時時鐘提供的時間信息的對應(yīng)關(guān)系，同時利用地面系統(tǒng)記錄鉆井時間與鉆井深度的關(guān)系，待儀器回到地面后利用時間這個傳遞量將二者相結(jié)合，便可以得到地層數(shù)據(jù)信息與地層深度的對應(yīng)關(guān)系，因此耐高溫大容量數(shù)據(jù)存儲以及實時時鐘的可靠性設(shè)計是隨鉆測井電路設(shè)計中非常重要的部分。而由于儀器在井下工作時會存在電源總線掉電的情況，因此大容量數(shù)據(jù)存儲芯片必須具備掉電保存的功能，同時也必須為實時時鐘設(shè)計備份電源，以保證電源總線掉點后時鐘可以繼續(xù)工作，始終保持與地面設(shè)備時間的一致性。而目前還沒有專用于測井數(shù)據(jù)實時存儲的大容量存儲器。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提出ー種大容量測井數(shù)據(jù)實時存儲器，實現(xiàn)了在儀器測井過程中，井下無法實時上傳到地面接收設(shè)備的大量測井數(shù)據(jù)的實時存儲，同時還保證了該電路可以長時間在高溫環(huán)境下可靠工作。本實用新型所采用的技術(shù)方案ー種大容量測井數(shù)據(jù)實時存儲器，包括單片機，時鐘電路，大容量數(shù)據(jù)存儲芯片，所述單片機通過讀寫控制端口和數(shù)據(jù)端ロ與大容量數(shù)據(jù)存儲芯片對應(yīng)連接，時鐘電路通過串行通訊端ロ、中斷端ロ以及時鐘輸出端口和單片機連接，單片機通過通訊總線和電源總線連接上位機，所述存儲器包括備份電池和電源切換芯片，所述備份電池和電源總線分別接入電源切換芯片，通過所述電源切換芯片為時鐘電路供電。所述的大容量測井數(shù)據(jù)實時存儲器，大容量數(shù)據(jù)存儲芯片采用大容量的NANDFlash存儲芯片，時鐘電路采用高精度耐高溫的實時時鐘芯片RA-4565SA或RA-8565SA。所述的大容量測井數(shù)據(jù)實時存儲器，備份電池選用ー節(jié)耐高溫的一次性鋰亞硫酰氯高能電池，電池額定電壓為3. 6V，工作電壓常溫3. 3V-3. 4V，高溫3. 5V-3. 6V，可以在-40°C 150°C環(huán)境中正常工作。所述的大容量測井數(shù)據(jù)實時存儲器，電源切換芯片選用MAX690、MAX702、MAX802、MAX804、MAX805 或 MAX806 ;單片機與上位機通訊接 ロ采用 UART、RS232、RS485、RS422、SPI、I2C, CAN總線以及USB中的任何ー種。本實用新型的有益效果I、本實用新型大容量測井數(shù)據(jù)實時存儲器，采用了實時時鐘和大容量數(shù)據(jù)存儲的設(shè)計方案，實現(xiàn)了在儀器測井過程中，井下無法實時上傳到地面接收設(shè)備的大量測井數(shù)據(jù)的實時存儲，同時該電路可以在井下高溫環(huán)境中長時間可靠工作。該電路設(shè)計應(yīng)用在隨鉆電磁波電阻率測井儀中，既能滿足儀器連續(xù)工作3 5天得到的大量測井數(shù)據(jù)的實時存儲，又能在150°C高溫環(huán)境下長時間可靠工作，取得了非常好的實用效果。2、本實用新型大容量測井數(shù)據(jù)實時存儲器，采用了備份電池的設(shè)計方案，當測井儀器在井下遇到突發(fā)情況造成電源總線掉電時，由電源切換芯片自動將高精度實時時鐘芯片的電源切換到備份電池上，保證井下實時時鐘繼續(xù)正常工作，待故障排除后，實時時鐘芯片的電源將重新切換回電源總線上，此時無需重新校驗時間便可繼續(xù)進行正常的測井エ作，避免了將儀器上提到地面進行重新校時帶來的經(jīng)濟損失。 3、本實用新型大容量測井數(shù)據(jù)實時存儲器，不僅可以應(yīng)用于隨鉆測井儀器，而且也可以應(yīng)用于所有需要在井下記錄存儲大量數(shù)據(jù)信息的其它測井儀器。數(shù)據(jù)讀取方式靈活，既可以采用通過儀器上預(yù)留的數(shù)據(jù)讀寫ロ將大容量存儲器中大量的測井數(shù)據(jù)快速讀取，也可以采用更換該存儲電路模塊的方式，將存有數(shù)據(jù)的電路模塊取出后再進行讀取，及時裝入新的存儲電路模塊繼續(xù)完成下一次的測井工程任務(wù)。

圖I :本實用新型大容量測井數(shù)據(jù)實時存儲器設(shè)計框圖；圖2 :本實用新型大容量測井數(shù)據(jù)實時存儲器電路原理圖。
具體實施方式
實施例一參見圖1，本實用新型大容量測井數(shù)據(jù)實時存儲器，包括單片機，時鐘電路，大容量數(shù)據(jù)存儲芯片，所述單片機通過讀寫控制端ロ和數(shù)據(jù)端ロ與大容量數(shù)據(jù)存儲芯片對應(yīng)連接，時鐘電路通過串行通訊端ロ、中斷端ロ以及時鐘輸出端口和單片機連接，單片機通過通訊總線和電源總線連接上位機，所述存儲器包括備份電池和電源切換芯片，所述備份電池和電源總線分別接入電源切換芯片，通過所述電源切換芯片為時鐘電路供電。本實用新型大容量測井數(shù)據(jù)實時存儲器的工作原理在安裝該電路的測井儀器下井工作前，地面系統(tǒng)需要通過單片機將時間發(fā)送給高精度實時時鐘芯片，實現(xiàn)授時操作；儀器在井下正常工作時，電路中所有芯片均由電源總線供電，傳感器每次測量得到一幀地層數(shù)據(jù)信息要實時上傳到單片機中，當單片機接收完ー幀數(shù)據(jù)時，從高精度實時時鐘芯片中讀取當前的時間，并與接收到的數(shù)據(jù)重新組成ー幀記錄有時間的地層數(shù)據(jù)信息，由于數(shù)據(jù)傳遞時間非常短，所以可以將該記錄時刻近似等同于數(shù)據(jù)的采集時刻。實施例ニ 參見圖I 圖2，本實施例的大容量測井數(shù)據(jù)實時存儲器，與實施例一不同的是時鐘電路采用高精度耐高溫的實時時鐘芯片RA-4565SA或RA-8565SA。數(shù)據(jù)存儲芯片采用大容量的NAND Flash存儲芯片。實時時鐘芯片可以選用RA-4565SA或RA-8565SA，兩種芯片的主要區(qū)別在于采用的數(shù)據(jù)接ロ不同，RA-4565SA采用SPI接ロ而RA-8565SA采用的是I2C接ロ，它們內(nèi)部均集成了高精度的晶體振蕩器，頻率精度均可以達到(5±23)ppm，毎日累計時間誤差不超過2. 5s，相對隨鉆測井的測速來說，該時差帶來的深度誤差幾乎可以忽略不計，但如果選用普通的精度只能達幾百PPm的實時時鐘，帶來的深度誤差就非常大了，如果不進行深度校正處理，數(shù)據(jù)將無法真實反映地層信息，所以只有選用高精度的實時時鐘芯片為井下提供精確的時間信息，才能使測井數(shù)據(jù)更準確的與地層深度對應(yīng)起來。在該電路設(shè)計中采用了大容量NAND Flash存儲芯片，這種芯片單片的存儲容量可以從8MB擴展到4GB的超大容量，而且封裝不會因容量増大而發(fā)生任何改變，因此可以根據(jù)測井儀器的實際需求，靈活的改變存儲容量，而且節(jié)省了電路板的空間，非常適合隨鉆儀器井下大容量數(shù)據(jù)的掉電保存。實施例三參見圖I 圖2，本實施例的大容量測井數(shù)據(jù)實時存儲器，與實施例一或?qū)嵤├瞬煌氖莻浞蓦姵剡x用ー節(jié)耐高溫的一次性鋰亞硫酰氯高能電池，這種電池額定電壓為3. 6V，工作電壓常溫3. 3V-3. 4V，高溫3. 5V-3. 6V，可以在_40°C 150°C環(huán)境中正常工作。電源切換芯片可以選用MAX690、MAX702、MAX802、MAX804、MAX805或MAX806等， 均可完成電源總線和備份電池二者之間的切換功能，為實時時鐘提供不間斷的電源供電。本實用新型大容量測井數(shù)據(jù)實時存儲器，單片機的選型不拘泥于某家公司的某種型號，只要選擇能夠在井下高溫的環(huán)境中正常工作并且能夠滿足上述各種芯片接ロ要求的單片機即可。單片機與上位機通訊接ロ采用UART、RS232、RS485、RS422、SPI、I2C、CAN總線以及USB中的任何ー種。當測井儀器在井下遇到突發(fā)情況造成電源總線掉電吋，由電源切換芯片自動將高精度實時時鐘芯片的電源切換到備份電池上，保證井下實時時鐘繼續(xù)正常工作，待故障排除后，實時時鐘芯片的電源將重新切換回電源總線上，此時無需重新校驗時間便可繼續(xù)進行正常的測井工作，避免了將儀器上提到地面進行重新校時帶來的經(jīng)濟損失。儀器測井結(jié)束返回地面吋，既可以通過儀器上預(yù)留的數(shù)據(jù)讀寫ロ將大容量存儲器中大量的測井數(shù)據(jù)快速讀取，也可以采用更換該存儲電路模塊的方式，將存有數(shù)據(jù)的電路模塊取出后再進行讀取，及時裝入新的存儲電路模塊繼續(xù)完成下一次的測井工程任務(wù)。
權(quán)利要求1.ー種大容量測井數(shù)據(jù)實時存儲器，包括單片機，時鐘電路，大容量數(shù)據(jù)存儲芯片，所述單片機通過讀寫控制端ロ和數(shù)據(jù)端ロ與大容量數(shù)據(jù)存儲芯片對應(yīng)連接，時鐘電路通過串行通訊端ロ、中斷端ロ以及時鐘輸出端口和單片機連接，單片機通過通訊總線和電源總線連接上位機，其特征是所述存儲器包括備份電池和電源切換芯片，所述備份電池和電源總線分別接入電源切換芯片，通過所述電源切換芯片為時鐘電路供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大容量測井數(shù)據(jù)實時存儲器，其特征是大容量數(shù)據(jù)存儲芯片采用大容量的NAND Flash存儲芯片，時鐘電路采用高精度耐高溫的實時時鐘芯片RA-4565SA 或 RA-8565SA。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的大容量測井數(shù)據(jù)實時存儲器，其特征是備份電池選用ー節(jié)耐高溫的鋰亞硫酰氯高能電池，電池額定電壓為3. 6V，工作電壓常溫3. 3V-3. 4V，高溫3.5V-3. 6V。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大容量測井數(shù)據(jù)實時存儲器，其特征是電源切換芯片選用MAX690、MAX702、MAX802、MAX804、MAX805 或 MAX806 ;單片機與上位機通訊接 ロ采用 UART、RS232、RS485、RS422、SPI、I2C, CAN 總線以及 USB 中的任何ー種。
專利摘要本實用新型涉及大容量數(shù)據(jù)存儲與實時時鐘技術(shù)，特別是涉及一種大容量測井數(shù)據(jù)實時存儲器結(jié)構(gòu)。一種大容量測井數(shù)據(jù)實時存儲器，包括單片機，時鐘電路，大容量數(shù)據(jù)存儲芯片，單片機通過讀寫控制端口和數(shù)據(jù)端口與大容量數(shù)據(jù)存儲芯片對應(yīng)連接，時鐘電路通過串行通訊端口、中斷端口以及時鐘輸出端口和單片機連接，單片機通過通訊總線和電源總線連接上位機，所述存儲器包括備份電池和電源切換芯片，所述備份電池和電源總線分別接入電源切換芯片，通過所述電源切換芯片為時鐘電路供電。當測井儀器在井下遇到突發(fā)情況造成電源總線掉電時，由電源切換芯片自動將高精度實時時鐘芯片的電源切換到備份電池上，保證井下實時時鐘繼續(xù)正常工作，實現(xiàn)了在儀器測井過程中，井下無法實時上傳到地面接收設(shè)備的大量測井數(shù)據(jù)的實時存儲。
文檔編號E21B47/26GK202510113SQ20122016380
公開日2012年10月31日 申請日期2012年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月18日
發(fā)明者宋殿光, 方輝, 李郴, 段寶良, 郭巍, 韓宏克, 魏少華 申請人:中國電子科技集團公司第二十二研究所