井深測量裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種井深測量裝置，包括光脈沖生成裝置、計數(shù)電路和校準電路，與所述計數(shù)電路相連，用于從所述光脈沖生成裝置接收光脈沖，并根據(jù)控制指示調整所述光脈沖的數(shù)量，形成計數(shù)脈沖輸出給所述計數(shù)電路進行計數(shù)。本實用新型提供的井深測量裝置通過校準電路的校準，提高了井深測量的精確度；同時，延長主動輪和電纜的使用壽命，降低資源消耗。
【專利說明】井深測量裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及測量技術，尤其涉及一種井深測量裝置。
【背景技術】
[0002]采礦業(yè)中地面瓦斯抽排鉆孔工程造價高，施工難度大，技術要求高，為確保高質量地完成鉆孔成孔任務，精確的測井深度是關鍵之一，例如，固管的深度、二路套管花管的位置和掏穴鉆孔段的質量等等。這就要求物探隊提供高質量的鉆孔測井深度。
[0003]現(xiàn)有技術中采用如圖1所示結構測井深度。圖1所示的結構中，包括主動輪11、光電碼盤小齒輪12、兩個導向輪14。電纜13經(jīng)過導向輪14與主動輪11接觸，在電纜13的拉動過程中會帶動主動輪11轉動，而主動輪11的轉動又會帶動光電碼盤小齒輪12轉動。主動輪11周長為0.5米，主動輪11每轉動一圈，光電碼盤小齒輪12轉動10圈，光電碼盤小齒輪12為光柵，每圈產(chǎn)生500個光脈沖，這樣測井電纜13每行走I米，主動輪11轉動兩圈，光電碼盤小齒輪12轉動20圈，產(chǎn)生10000個光脈沖，即每個光脈沖代表0.0001米。井深測量裝置一般包括光信號放大電路和計數(shù)電路，光信號放大電路用于將脈沖信號進行放大、濾波、整形等處理，以便后續(xù)由計數(shù)電路對脈沖進行計數(shù)，轉換成長度值。光脈沖經(jīng)過100分頻后進入計數(shù)電路進行計數(shù)，得到實際的測井深度。
[0004]采用現(xiàn)有技術測井深度時，電纜13與主動輪11相對滾動摩擦運動，由于電纜13長時間的摩擦作用，主動輪11的直徑因磨損會變小，電纜13長期使用，直徑也會變小，從而通過I米長的電纜時會產(chǎn)生多于I萬個的光脈沖，當鉆井深度較大時，累積起來的誤差是不容忽視的，有時會達2-3米，從而超過測井規(guī)程的技術標準。
實用新型內容
[0005]本實用新型提供一種井深測量裝置，用于解決采用現(xiàn)有技術測井深度時由于摩擦造成的測量誤差超標問題，提高井深測量的精確度。
[0006]第一方面，本實用新型提供一種井深測量裝置，包括光脈沖生成裝置、計數(shù)電路和校準電路，所述校準電路與所述計數(shù)電路相連，用于從所述光脈沖生成裝置接收光脈沖，并根據(jù)控制指示調整所述光脈沖的數(shù)量，形成計數(shù)脈沖輸出給所述計數(shù)電路進行計數(shù)。
[0007]根據(jù)第一方面，在第一方面的第一種可能的實現(xiàn)方式中，所述校準電路包括:
[0008]分頻器，用于將所述光脈沖分頻輸出至少兩路具有不同頻率的分頻脈沖，且用于將所述光脈沖分頻輸出調整脈沖；
[0009]調整開關，用于根據(jù)開關控制輸出對應數(shù)量的調整脈沖；
[0010]合路單元，用于從至少兩路分頻脈沖中選擇一路分頻脈沖，與所述調整脈沖進行疊加，從所述分頻脈沖中增加或減少所述調整脈沖的數(shù)量，并輸出至所述計數(shù)電路。
[0011]根據(jù)第一方面的第一種可能的實現(xiàn)方式，在第一方面的第二種可能的實現(xiàn)方式中，所述調整開關包括第一開關器件和第二開關器件，其中，至少兩個第一開關器件分別與分頻器的至少兩路分頻脈沖一一相連，用于選擇輸出一路分頻脈沖；第二開關器件分別與調整脈沖一一相連，用于選擇輸出至少一路調整脈沖。
[0012]根據(jù)第一方面的第二種可能的實現(xiàn)方式，在第一方面的第三種可能的實現(xiàn)方式中，所述合路單元包括:
[0013]第一與非門，各輸入端分別與調整開關的第二開關器件相連，用于將至少一路調整脈沖合并；
[0014]第二與非門和第三與非門，所述第二與非門的一個輸入端與所述第一與非門的輸出端相連，所述第三與非門的一個輸入端與各所述第一開關器件相連，所述第二與非門和所述第三與非門各自的另一個輸入端分別與對方的輸出端相連；
[0015]第四與非門，用于輸入光脈沖進行反相處理；
[0016]第五與非門，兩個輸入端與所述第四與非門的輸出端連接，另兩個輸入端與所述第二與非門的輸出端連接，用于獲取通過調整脈沖調整后的分頻脈沖。
[0017]根據(jù)第一方面的第三種可能的實現(xiàn)方式，在第一方面的第四種可能的實現(xiàn)方式中，還包括:
[0018]計數(shù)方向調整單元，用于接收所述調整后的分頻脈沖，且用于接收與所述光脈沖對應的方向標識脈沖，根據(jù)所述調整后的分頻脈沖和所述方向標識脈沖向計數(shù)電路輸出計數(shù)脈沖和方向標識電平。
[0019]根據(jù)第一方面的第四種可能的實現(xiàn)方式，在第一方面的第五種可能的實現(xiàn)方式中，所述計數(shù)方向調整單元包括:
[0020]第六與非門和第七與非門，所述第六與非門的兩個輸入端與所述第五與非門的輸出端連接，用于接收所述調整后的分頻脈沖，并對其進行反相處理，第七與非門的兩個輸入端與所述第六與非門的輸出端連接；
[0021]第八與非門，用于接收與所述光脈沖對應的方向標識脈沖；
[0022]第九與非門和第十與非門，所述第九與非門和所述第十與非門各自的一個輸入端與所述第八與非門的輸出端相連，所述第九與非門和所述第十與非門各自的另一個輸入端與所述第七與非門的輸出端相連，分別用于向計數(shù)電路輸出計數(shù)脈沖和方向標識電平。
[0023]本實用新型提供的井深測量裝置通過校準電路的校準，提高了井深測量的精確度；同時，延長主動輪和電纜的使用壽命，降低資源消耗。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為現(xiàn)有技術井深測量裝置中光脈沖生成裝置的結構示意圖；
[0025]圖2為本實用新型井深測量裝置實施例一的結構示意圖；
[0026]圖3為本實用新型井深測量裝置實施例一中校準電路原理圖；
[0027]圖4為本實用新型井深測量裝置實施例一中調整開關的結構示例圖。
【具體實施方式】
[0028]實施例一
[0029]圖2為本實用新型井深測量裝置實施例一的結構示意圖。如圖2所示，該測量裝置包括校準電路20、光脈沖生成裝置21和計數(shù)電路22，校準電路20連接在光脈沖生成裝置21和計數(shù)電路22之間。[0030]其中，校準電路20用于從21光脈沖生成裝置接收光脈沖，并根據(jù)控制指示調整該光脈沖的數(shù)量，形成計數(shù)脈沖輸出給計數(shù)電路22進行計數(shù)。
[0031]本領域技術人員可以理解，在具體實現(xiàn)過程中，光脈沖生成裝置21可以采用如圖1所示的結構。
[0032]圖3為本實用新型井深測量裝置實施例一中校準電路原理圖。如圖3所示，該校準電路包括:分頻器31、調整開關32和合路單元33，其中:
[0033]分頻器31，用于將光脈沖分頻輸出至少兩路具有不同頻率的分頻脈沖，且用于將光脈沖分頻輸出調整脈沖；調整開關32，用于根據(jù)開關控制輸出對應數(shù)量的調整脈沖；合路單元33，用于從至少兩路分頻脈沖中選擇一路分頻脈沖，與調整脈沖進行疊加，從分頻脈沖中增加或減少調整脈沖的數(shù)量，并輸出至所述計數(shù)電路。
[0034]本領域技術人員可以理解，在具體的實施過程選中，分頻器31可以采用二進制串行計數(shù)器，用于將其輸入信號進行分頻，如圖3所示，光脈沖經(jīng)第四與非門反相后，作為分頻器31的輸入信號，由分頻器31對該輸入信號進行分頻，例如，分頻器31包括12個引腳，分別為Ql至Q12，其中，引腳Ql的輸出為將輸入信號進行二分頻，依次類推，引腳Q12的輸出為將輸入信號進行十二分頻。
[0035]進一步地，調整開關32包括第一開關器件321和第二開關器件322，其中，至少兩個第一開關器件321分別與分頻器31的至少兩路分頻脈沖一一相連，用于選擇輸出一路分頻脈沖；第二開關器件322分別與調整脈沖一一相連，用于選擇輸出至少一路調整脈沖。
[0036]在具體的實施過程選中，調整開關32可以為一鉛筆開關組，共8組，如圖4所示，其中，第一開關至第四開關作為第一開關器件321，分別與分頻器31的四路分頻脈沖一一相連，用于選擇輸出一路分頻脈沖；第五開關至第八開關作為第二開關器件322，分別與調整脈沖一一相連，用于選擇輸出至少一路調整脈沖。
[0037]同時參考圖3和圖4，調整開關32的引腳I?4短接，表示分頻脈沖，即被減的脈沖基數(shù)，例如，引腳I代表4096，引腳2代表2048，引腳3代表1024，引腳4代表512 ;調整開關32的引腳5?8，表示調整脈沖，即需要減去的脈沖個數(shù)，例如，引腳5代表調整脈沖為1，引腳6代表調整脈沖為2，引腳7代表調整脈沖為4，引腳8代表調整脈沖為8，其中，引腳5?8任意選幾位，表示被選位置上所代表的值進行假發(fā)運算，即為減掉的脈沖個數(shù)。
[0038]更進一步地，合路單元33包括:第一與非門331、第二與非門332、第三與非門333、第四與非門334和第五與非門335，其中:
[0039]第一與非門331，各輸入端分別與調整開關32的第二開關器件322相連，用于將至少一路調整脈沖合并；第二與非門332和第三與非門333，第二與非門332的一個輸入端與第一與非門331的輸出端相連，第三與非門333的一個輸入端與各第一開關器件321相連，第二與非門332和第三與非門333各自的另一個輸入端分別與對方的輸出端相連；第四與非門334,用于輸入光脈沖進行反相處理；第五與非門335,兩個輸入端與第四與非門334的輸出端連接，另兩個輸入端與第二與非門332的輸出端連接，用于獲取通過調整脈沖調整后的分頻脈沖。
[0040]井測裝置工作時，若第一開關處于接通狀態(tài)，其余開關處于斷開狀態(tài)，即表示測井深度值正常；若第三開關和第六開關處于接通狀態(tài)，其余開關處于斷開狀態(tài)，則表示在1024個分頻脈沖中減去去掉2個調整脈沖，此時，若同時接通第五開關，則表示在1024個分頻脈沖中減去3個調整脈沖，在無信號時，第三與非門333中與各第一開關器件321相連的輸入端無信號輸入，此時，第三與非門333的輸出為“1”，則第二與非門332導通，當?shù)谝慌c非門331輸出為“I”期間，第二與非門332的輸出端為“O”，無脈沖輸出，即該時間的光脈沖被去掉，第五與非門335的輸出為在光脈沖中減去2個調整脈沖的信號。其它情況依次類推計算后撥通相應開關。
[0041]進一步地，所述裝置還可以包括:計數(shù)方向調整單元34，用于接收所述調整后的分頻脈沖，且用于接收與所述光脈沖對應的方向標識脈沖，根據(jù)所述調整后的分頻脈沖和所述方向標識脈沖向計數(shù)電路輸出計數(shù)脈沖和方向標識電平。
[0042]更進一步地，計數(shù)方向調整單元34可以包括:第六與非門341、第七與非門342、第八與非門343、第九與非門344和第十與非門345，其中:
[0043]第六與非門341和第七與非門342,第六與非門341的兩個輸入端與第五與非門335的輸出端連接，用于接收所述調整后的分頻脈沖，并對其進行反相處理，第七與非門342的兩個輸入端與第六與非門341的輸出端連接；第八與非門343，用于接收與光脈沖對應的方向標識脈沖；第九與非門344和第十與非門345，第九與非門344和第十與非門345各自的一個輸入端與第八與非門343的輸出端相連，第九與非門344和第十與非門345各自的另一個輸入端與第七與非門342的輸出端相連，分別用于向計數(shù)電路輸出計數(shù)脈沖和方向標識電平。
[0044]在如圖3所示的結構中，若方向標識脈沖的相位超前光脈沖相位90°時，第十與非門345的輸出為高電平，即方向標識電平為高電平，第九與非門344的輸出為計數(shù)脈沖，此時，計數(shù)電路采用加法計數(shù)，即井深測量裝置的電纜的長度在拉長；若方向標識脈沖的相位滯后光脈沖相位90°時，第十與非門345的輸出為計數(shù)脈沖,第九與非門344的輸出為方向標識電平，此時，計數(shù)電路采用減法計數(shù)，即井深測量裝置的電纜的長度在縮短。
[0045]需要說明的是，該校準電路中還包括電阻和電容，這些電容和電阻作為保護器件，防止電路中各器件因高電平被損壞，在具體的實施過程中，各電阻和電容的大小按實際需求設定。其中，合路單元33中包括電阻HmR6和R7,電容CpCdP C3，本實施例中，優(yōu)選VRyR3和R4的電阻值相等，均為20千歐姆；R5、R6和R7的電阻值相等，均為51千歐姆K1X2和C3的電容值相等，均為510皮法。計數(shù)方向調整單元34中包括電阻R8和R9,電容C4和C5,本實施例中，優(yōu)選R8和R9的電阻值相等，均為51千歐姆;C4和C5的電容值相等，均為200皮法。
[0046]本實用新型通過校準電路調整光脈沖生成裝置生成的光脈沖的數(shù)量，得到計數(shù)脈沖并輸出給計數(shù)電路進行技術，從而提高了井深測量的精確度；同時，由于井深測量的精確度的提高，在測井規(guī)程的技術標準內，相對延長主動輪和電纜的使用壽命，避免了為確保測井質量而頻繁地更換主動輪和電纜，降低人力、物力和財力等資源的消耗。
[0047]實施例二
[0048]本實施例中，光脈沖生成裝置采用如圖1所示的裝置；校準電路采用如圖3所示的電路，將所需的電子器件排列在電路板上，用細導線連結焊接好，而后接入電源和信號，確認無誤后即可。在該井深測量裝置開始工作前，首先進行零位校準，過程實施如下:
[0049]1、用手撥動主動輪20圈，S卩10米長度，如果此時計數(shù)電路面板顯示的變化數(shù)為9.97或9.98，證明此電路設計無誤。[0050]2、在空曠平整的地面上，精確測量井深測量裝置的電纜100米的長度，兩端做上標記，模擬實際井深測量現(xiàn)場狀態(tài)，由計數(shù)電路進行計數(shù)，如果計數(shù)實際大于100米，例如，100.2米，即100米相差0.2米，以此類推，當實際長度為1000米時，測量值與實際值相差2米，按相近的比例選擇1002:2 ^ 1024:2，首先進行校正，這時需要將第三開關和第六開關接通，即代表1024個 分頻脈沖中減去2個調整脈沖；然后，拉伸電纜，重新由計數(shù)電路進行計數(shù)，若此時測量值為100米，則校準完成。實際操作中，采用該井深測量裝置簡便易行，且測量精確度高。
[0051]最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的范圍。
【權利要求】
1.一種井深測量裝置，包括光脈沖生成裝置和計數(shù)電路，其特征在于，還包括: 校準電路，與所述計數(shù)電路相連，用于從所述光脈沖生成裝置接收光脈沖，并根據(jù)控制指示調整所述光脈沖的數(shù)量，形成計數(shù)脈沖輸出給所述計數(shù)電路進行計數(shù)。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述校準電路包括: 分頻器，用于將所述光脈沖分頻輸出至少兩路具有不同頻率的分頻脈沖，且用于將所述光脈沖分頻輸出調整脈沖； 調整開關，用于根據(jù)開關控制輸出對應數(shù)量的調整脈沖； 合路單元，用于從至少兩路分頻脈沖中選擇一路分頻脈沖，與所述調整脈沖進行疊加，從所述分頻脈沖中增加或減少所述調整脈沖的數(shù)量，并輸出至所述計數(shù)電路。
3.根據(jù)權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述調整開關包括第一開關器件和第二開關器件，其中，至少兩個第一開關器件分別與分頻器的至少兩路分頻脈沖一一相連，用于選擇輸出一路分頻脈沖；第二開關器件分別與調整脈沖一一相連，用于選擇輸出至少一路調整脈沖。
4.根據(jù)權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述合路單元包括: 第一與非門，各輸入端分別與調整開關的第二開關器件相連，用于將至少一路調整脈沖合并； 第二與非門和第三與非門，所述第二與非門的一個輸入端與所述第一與非門的輸出端相連，所述第三與非門的一個輸入端與各所述第一開關器件相連，所述第二與非門和所述第三與非門各自的另一個輸入端分別與對方的輸出端相連； 第四與非門，用于輸入光脈沖進行反相處理； 第五與非門，兩個輸入端與所述第四與非門的輸出端連接，另兩個輸入端與所述第二與非門的輸出端連接，用于獲取通過調整脈沖調整后的分頻脈沖。
5.根據(jù)權利要求4所述的裝置，其特征在于，還包括: 計數(shù)方向調整單元，用于接收所述調整后的分頻脈沖，且用于接收與所述光脈沖對應的方向標識脈沖，根據(jù)所述調整后的分頻脈沖和所述方向標識脈沖向計數(shù)電路輸出計數(shù)脈沖和方向標識電平。
6.根據(jù)權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述計數(shù)方向調整單元包括: 第六與非門和第七與非門，所述第六與非門的兩個輸入端與所述第五與非門的輸出端連接，用于接收所述調整后的分頻脈沖，并對其進行反相處理，第七與非門的兩個輸入端與所述第六與非門的輸出端連接； 第八與非門，用于接收與所述光脈沖對應的方向標識脈沖； 第九與非門和第十與非門，所述第九與非門和所述第十與非門各自的一個輸入端與所述第八與非門的輸出端相連，所述第九與非門和所述第十與非門各自的另一個輸入端與所述第七與非門的輸出端相連，分別用于向計數(shù)電路輸出計數(shù)脈沖和方向標識電平。
【文檔編號】E21B47/04GK203463100SQ201320517130
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年8月22日 優(yōu)先權日:2013年8月22日
【發(fā)明者】張黎, 左秀梅, 趙俊峰, 童碧, 丁同福, 向繼波, 芮學來, 賈少平 申請人:淮南礦業(yè)(集團)有限責任公司