專利名稱：存儲式井下數(shù)據(jù)測量采集系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明論述了一種油田井下裝置采用的數(shù)據(jù)測量采集系統(tǒng)，它能夠采集并存儲井下環(huán)境流體的壓力、流量、溫度、密度等參數(shù)，屬于地球物理測井領(lǐng)域。本發(fā)明還同時論述了上述系統(tǒng)中完成任務(wù)時必不可少的一套完整的計算機程序。
在現(xiàn)代測井技術(shù)中，油田井下環(huán)境數(shù)據(jù)的測量和傳輸一直是圍繞著油田開采的一個重要的技術(shù)環(huán)節(jié)。機械式儀表記錄之后，目前，國內(nèi)外均使用重復(fù)式電纜測井測量地層中任一深度的壓力、流量等重要參數(shù)隨時間的變化曲線。這種測量系統(tǒng)雖功能完備，但需現(xiàn)場測量且價格昂貴，一套設(shè)備需200萬美元?，F(xiàn)在，國內(nèi)研制了一種“井下數(shù)字多參數(shù)測試儀”并已申請國家專利，專利號為CN90204491.5，該專利所公開的裝置實現(xiàn)了一次下井能連續(xù)取得多個目的層的流體的多種參數(shù)，并配備了微機定時控制采集等功能，測量精度高，操作簡單。但該裝置在使用中暴露出了一些缺點，如功能設(shè)計得不完備，井下工作時間短，定時選擇時間間隔少和不可隨意調(diào)整等。直接影響了井下工作的進度和效果。
本發(fā)明的目的在于針對上述裝置系統(tǒng)中所存在的不足而設(shè)計提供了一種井下數(shù)據(jù)測量采集系統(tǒng)和相應(yīng)的控制處理軟件，該系統(tǒng)功能完備，測量中可根據(jù)需要調(diào)整時間間隔和測量次數(shù)，而且工作時間長，數(shù)據(jù)處理準(zhǔn)確可靠，系統(tǒng)裝置的造價也可大大降低。
本發(fā)明的目的是通過以下措施來達到的該系統(tǒng)包括微機檢測、信號轉(zhuǎn)換、定時控制和電源四部分組成，其中微機檢測部分構(gòu)成對整個系統(tǒng)的控制，它是由單片微機、程序存儲器EPROM和數(shù)據(jù)存儲器RAM組成，其特征在于-定時控制部分是由晶體振蕩器、分頻電路、定時電路組成，其中，定時電路中U1是八級二進制分頻器，接成224分頻，U2是24級分頻器，A、B、C、D是其后16級選擇端，其代碼為定時控制值，選擇信號由U3提供;
-電源部分是由電源控制電路、基準(zhǔn)電源V1和測試電源V2組成，其中，基準(zhǔn)電源V1對單片微機CPU供電，測試電源V2由定時控制部分信號控制工作;
-利用單片微機的檢測信號端E2、E3、E4和Q，使它成為與RS232C的等效的通訊接口。
此外，其程序控制方法的特征在于采用了下列步驟a.將欲執(zhí)行任務(wù)的程序存入程序存儲器EPROM中，b.將欲執(zhí)行任務(wù)的累積采樣次數(shù)通過外部輸入裝置輸入到數(shù)據(jù)存儲器ROM中，c.將欲執(zhí)行任務(wù)的定時值通過外部輸入裝置輸入到數(shù)據(jù)存儲器ROM中，d.啟動該單片微機工作，CPU按程序計數(shù)器內(nèi)容取指，執(zhí)行操作，并執(zhí)行測量程序，e.完成測量程序后，CPU將定時信號輸入到定時電路中。
附圖的圖面說明如下

圖1為本發(fā)明系統(tǒng)的組成原理方框2為本發(fā)明系統(tǒng)中定時控制部分中定時電路的原理示意3為本發(fā)明系統(tǒng)中控制程序流程4為控制程序中測量程序流程5為數(shù)據(jù)輸出方式示意圖以下將結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明系統(tǒng)作進一步地敘述參見附圖1所示，圖中為本發(fā)明存儲式數(shù)據(jù)測量采集系統(tǒng)應(yīng)用于DJY型井下電子壓力、流量計中。它包括微機檢測(15)、信號轉(zhuǎn)換(16)、定時控制(17)和電源(18)四部分，其中，微機檢測部分(15)是由單片微機(7)、程序存儲器EPROM(5)和數(shù)據(jù)存儲器RAM(6)組成，構(gòu)成對整個系統(tǒng)的控制，程序存儲在程序存儲器(5)中，數(shù)據(jù)存儲器(6)共有2K字節(jié)，可存入500多組采樣數(shù)據(jù)。信號轉(zhuǎn)換部分(16)是由放大器(9)、流量傳感器(10)、壓力傳感器(11)、溫度傳感器(12)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)(8)組成。定時控制部分(17)是由晶體振蕩器(1)、分頻電路(2)和定時電路(3)組成，參見附圖2所式，晶體振蕩器(1)是由32.768KC的晶振構(gòu)成，其中，定時電路(3)中U1是八級二進制分頻器，接成224分頻，U2是24級分頻器，A、B、C、D是其后16位選擇端，其代碼為定時控制值，選擇信號由U3提供。A、B、C、D代碼為16級，定時時間間隔最短為3.5秒，最長為31小時51分28秒。電源部分(18)是由電源控制電路(4)，基準(zhǔn)電源V1(13)，測試電源V2(14)組成，其中，基準(zhǔn)電源V1對單片微機CPU供電，測試電源V2由定時控制部分(17)信號控制工作而構(gòu)成二級電源。電源部分(18)采用8節(jié)5?？沙潆婋姵毓╇姡渲袦y試電源V2的工作時間為2秒，它是由定時電路(3)的定時信號經(jīng)單穩(wěn)振蕩器產(chǎn)生的。另外，定時電路(3)中U1的型號為CD4013，U2的型號為CD4536，U3的型號為CD4076，單片微機(7)的型號為CPU1802，數(shù)據(jù)存儲器(6)有2K字節(jié)存儲量，在數(shù)據(jù)輸出上，參見復(fù)附圖5所示，利用單片微機的檢測信號端E2、E3、E4和Q，使它成為與RS232C的等效的通訊接口。參見附圖4，5所式的本發(fā)明系統(tǒng)中的控制程序儲存在程序存儲器(5)中，以下將結(jié)合程序控制中所采用的主要步驟對本發(fā)明系統(tǒng)的工作過程進行描述a.將欲執(zhí)行任務(wù)的程序存入程序存儲器EPROM中，b.將欲執(zhí)行任務(wù)的累積采樣次數(shù)通過外部輸入裝置輸入到數(shù)據(jù)存儲器ROM中，c.將欲執(zhí)行任務(wù)的定時值通過外部輸入裝置輸入到數(shù)據(jù)存儲器ROM中，d.啟動該單片微機工作，CPU按程序計數(shù)器內(nèi)容取指，執(zhí)行操作。
首先，CPU通過I/O控制信號，將定時代碼輸入到定時電路(3)中的U3器件，由其向U2的A、B、C、D選擇端提供，同時，基準(zhǔn)電源V1(13)一直保持對單片微機CPU(7)供電，晶振振蕩器(1)除向CPU提供時鐘信號外，同時分頻電路(2)提供定時基準(zhǔn)，并通過定時電路中的分頻器U1(224分頻)向U2(24級分頻器)提供分頻信號，當(dāng)U2接通時，定時電路(3)通過單穩(wěn)振蕩器產(chǎn)生2秒的工作脈沖，使電源控制電路啟動，測試電源V2(14)向測試部分(16)中的用電器件-壓力傳感器(11)、流量傳感器(10)、溫度傳感器(12)等供電2秒，該工作脈沖同時啟動單片微機CPU(7)，使其執(zhí)行一次測量采樣程序，測量程序是通過以下步驟來完成的a.設(shè)定測量參數(shù)，b.測量溫度，測量基準(zhǔn)電壓，c.設(shè)定次數(shù)，d.啟動數(shù)據(jù)傳感器進行測量，e.數(shù)據(jù)處理。
采樣結(jié)束后，MON信號控制WAiT又回到低電平，此時，系統(tǒng)中只有基準(zhǔn)電源工作，系統(tǒng)處于低功耗狀態(tài)，它使整個系統(tǒng)可連續(xù)工作300小時以上，同時，CPU向U3自動送入下一段的定時控制值。
參見附圖5所示，利用單片微機的檢測信號端E2、E3、E4和Q，使它成為與RS232C的等效的通訊接口，將數(shù)據(jù)直接傳輸出去，打印出原始測量數(shù)據(jù)。
本發(fā)明系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有可編程控制定時采樣，系統(tǒng)工作時間長，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，且傳輸操作簡單，使用方便等優(yōu)點。
權(quán)利要求
1.一種存儲式井下數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)，它包括微機檢測、信號轉(zhuǎn)換、定時控制和電源四部分組成，其中微機檢測部分構(gòu)成對整個系統(tǒng)的控制，它是由單片微機、程序存儲器EPROM和數(shù)據(jù)存儲器RAM組成，其特征在于--定時控制部分是由晶體振蕩器、分頻電路、定時電路組成，其中定時電路中U1是八級二進制分頻器，接成224分頻，U2是24級分頻器，A、B、C、D是其后16級選擇端，其代碼為定時控制值，選擇信號由U3提供；--電源部分是由電源控制電路、基準(zhǔn)電源V1和測試電源V2組成，其中，基準(zhǔn)電源V1對單片微機CPU供電，測試電源V2由定時控制部分信號控制工作；--利用單片微機的檢測信號端E2、E3、E4和Q，使它成為與RS232C的等效的通訊接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲式井下數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)，其特征在于晶體振蕩器是由32.768KC的晶振構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲式井下數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)，其特征在于定時電路產(chǎn)生的定時信號經(jīng)單穩(wěn)振蕩器產(chǎn)生2秒的工作脈沖。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲式井下數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)，其特征在于U1的型號為CD4013，U2的型號為CD4536，U3的型號為CD4076，單片微機的型號為CPU1802，數(shù)據(jù)存儲器有2K字節(jié)存儲量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲式井下數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)，其特征在于A、B、C、D代碼為16級，時間間隔最短為3.5秒，最長為31小時51分28秒。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲式井下數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)，其特征在于電源部分采用8節(jié)5＃充電電池供電，其中測試電源V2工作時間僅為2秒，可工作300小時以上。
7.一種存儲式井下數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)，它包括微機檢測、信號轉(zhuǎn)換、定時控制和電源四部分組成，其中微機檢測部分構(gòu)成對整個系統(tǒng)的控制，它是由單片微機、程序存儲器EPROM和數(shù)據(jù)存儲器RAM組成，控制方法的特征在于采用下列步驟a.將欲執(zhí)行任務(wù)的程序存入程序存儲器EPROM中，b.將欲執(zhí)行任務(wù)的累積采樣次數(shù)通過外部輸入裝置輸入到數(shù)據(jù)存儲器ROM中，c.將欲執(zhí)行任務(wù)的定時值通過外部輸入裝置輸入到數(shù)據(jù)存儲器ROM中，d.啟動該單片微機工作，CPU按程序計數(shù)器內(nèi)容取指，執(zhí)行操作，并執(zhí)行測量程序，e.完成測量程序后，CPU將定時信號輸入到定時電路中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的存儲式井下數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)，其程序中測量程序的特征在于采用了下列步驟a.設(shè)定測量參數(shù)，b.測量溫度，測量基準(zhǔn)電壓，c.設(shè)定次數(shù)，d.啟動數(shù)據(jù)傳感器進行測量，e.數(shù)據(jù)處理。
全文摘要
本發(fā)明論述了一種油田井下裝置采用的數(shù)據(jù)測量采集系統(tǒng)，它能夠采集并存儲井下環(huán)境流體的壓力、流量、溫度、密度等參數(shù)，屬于地球物理測井領(lǐng)域。本發(fā)明還同時論述了上述系統(tǒng)中完成任務(wù)時必不可少的一套完整的計算機程序。本發(fā)明的技術(shù)特征在于利用計算機程序控制系統(tǒng)的測量部分、定時控制部分和電源部分，通過采樣定時值可調(diào)，二級電源供電和方便的通訊接口使系統(tǒng)的性能得到改善。本發(fā)明系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有可編程控制定時采樣、系統(tǒng)工作時間長、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠、且傳輸操作簡單、使用方便等優(yōu)點。
文檔編號E21B47/00GK1098764SQ9310925
公開日1995年2月15日 申請日期1993年8月10日 優(yōu)先權(quán)日1993年8月10日
發(fā)明者張文虎 申請人:張文虎