專利名稱：帶有數(shù)字智能絞車面板的測井深度測量器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型提供了一種改進(jìn)的測井深度測量器，適用于油田測井、射孔、礦井提升作業(yè)中纜繩下深、速度及張力的測量控制。
測井深度數(shù)據(jù)采集是地球物理測井、射孔、井壁取芯和電纜地層測試的技術(shù)關(guān)鍵之一。測井深度的準(zhǔn)確程度是測井?dāng)?shù)據(jù)采集和射孔作業(yè)質(zhì)量的重要保證，更是與其它科學(xué)的地層數(shù)據(jù)進(jìn)行比較和綜合分析的一個(gè)基礎(chǔ)。目前國內(nèi)使用的測井深度測量器，其絞車面板多為用滑輪中的自整角電機(jī)產(chǎn)生轉(zhuǎn)角信號，用自整角機(jī)帶動(dòng)機(jī)械計(jì)數(shù)器計(jì)深或用小規(guī)模數(shù)字電路進(jìn)行簡單的計(jì)數(shù)顯示處理，體積大，防護(hù)性差，精度低，不具備誤差校正、超速超深報(bào)警等智能功能，與新型的數(shù)字測井儀器連接困難。
本實(shí)用新型的目的是提供一種帶有數(shù)字智能絞車面板的測井深度測量器，以提高測井精度，提高其防護(hù)性能，擴(kuò)展其智能功能，實(shí)現(xiàn)與其他測測井設(shè)備的連接。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，測井深度測量器主要由測量輪、測量輪前后的數(shù)對扶正輪、與測量輪聯(lián)軸的光電編碼器、記號器、主架、拉簧等組成。該測井深度測量器的絞車面板由光電編碼器、張力傳感器、深度、速度測量系統(tǒng)、鍵盤熒光顯示、輪徑誤差補(bǔ)償、聲光報(bào)警、繼電控制、數(shù)字接口和電源電路組成，光電編碼器將測量輪轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換成二相脈沖序列，經(jīng)頻率變換送入計(jì)數(shù)器并送入中央處理單元進(jìn)行運(yùn)算求得速度、深度數(shù)據(jù)并送顯示。通過人工從鍵盤控制輪徑的誤差補(bǔ)償。絞車面板的前板采用薄膜面板。
采用上述電路的數(shù)字智能絞車面板的測井深度測量器，測量精度高，可實(shí)現(xiàn)輪徑誤差補(bǔ)償而不需更換經(jīng)過磨損輪徑超差的測量輪，并能實(shí)現(xiàn)超張力停車及超深超速報(bào)警，防水防潮性能好。
以下結(jié)合
本實(shí)用新型中的數(shù)字智能絞車面板的具體電路和工作原理。
圖1是數(shù)字智能絞車板的電原理方框圖。圖2是其電路的一部分的原理圖。圖3是其另一部分的原理圖。
如附圖所示，光電編碼器的a2端經(jīng)電阻R103、R102、與集成塊IC25－2的3腳相連，IC25－2的4腳與集成塊IC22－4的13腳相連，IC22－4的11腳與集成塊IC3的9腳相連；b2端經(jīng)電阻R104與IC25－3的5腳相連，IC25－3的6腳接IC22－4的12腳，IC22－4的11腳接IC3的9腳，V1端與電阻R101、R107、電源V1相連，a1端經(jīng)電阻R105與IC25－4的9腳相連，IC25－4的8腳與IC22－1的1腳、IC24－2的9腳相連；b1端經(jīng)電阻R106與IC25－5的11腳相連，IC25－5的10腳與IC22－1的2腳、IC24－2的11腳相連，IC22－1的3腳與IC3的15腳、IC14的14腳相連；Z1端經(jīng)電阻R107與IC25－6的13腳相連，IC25－6的12腳與IC3的18腳相連；安裝在測量器上的記號器經(jīng)電阻R108與IC25－1的1腳、二極管DW101相連，IC25－1的2腳與IC24－1的3腳相連，IC24－1的2腳與IC14的8腳相連。安裝于井口的天滑輪或地滑輪上的張力傳感器經(jīng)電阻R312與IC13的2腳相連，IC13的6腳經(jīng)電阻R308與IC7的3腳相連。鍵盤顯示系統(tǒng)集中一塊電路板中，QJ1－QJ12為安裝在操作板上的輕觸按鍵，YXS為熒光顯示器，鍵盤顯示系統(tǒng)中還包括進(jìn)行數(shù)碼的段控制及鍵位控制的IC30，進(jìn)行數(shù)碼的位控制鍵位的IC32、IC33，進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換的IC13。
本實(shí)用新型中的數(shù)字智能絞車面板的主要工作過程如下下井電纜帶動(dòng)測井深度測量器上的左右兩個(gè)測量輪旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)數(shù)和轉(zhuǎn)速即可代表電纜的下深和速度，與左右測量輪同軸的左右二個(gè)光電編碼器，將轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換成a、b二相電脈沖序列，經(jīng)IC25、IC22－1、IC22－4進(jìn)行頻率變換后送入計(jì)數(shù)器IC3，IC22－4的信號用于冗余比較之用，IC22－1的信號用于下深計(jì)數(shù)之用，IC22－1的信號還直接送向中央處理單元進(jìn)行運(yùn)算，求得速度、深度，送顯示等，光電編碼器的信號還經(jīng)IC24－2進(jìn)行相位檢測產(chǎn)生升降標(biāo)志信號，此信號一路用于輸出給外部儀器，另一路送IC14等供內(nèi)部判斷升降之用。IC14定時(shí)地檢測IC3中的二路信號計(jì)數(shù)值，判斷電纜與某一個(gè)測量輪之間是否有打滑現(xiàn)象并消除之。
由于電纜量輪外徑在使用中必然逐漸產(chǎn)生磨損，使電纜的線長與測量輪的轉(zhuǎn)角之間的對應(yīng)關(guān)系改變，產(chǎn)生測量誤差，當(dāng)此誤差超過工藝允許值時(shí)，傳統(tǒng)方法即要對測量輪進(jìn)行更換或進(jìn)行尺寸恢復(fù)，為了使測量輪在磨損超差或由于制造誤差超差后仍能將測量誤差保持在允許值內(nèi)，本實(shí)用新型引入了誤差補(bǔ)償功能。具體實(shí)現(xiàn)如下由某種方式得知測量誤差后計(jì)算出每多少米誤差0.1米，將此米數(shù)和誤差的正負(fù)由人工從鍵盤送入儀器，以IC14運(yùn)算后，一方面從顯示的深度計(jì)數(shù)中將其修正，另一方面IC14輸出一路信號到IC19－4與光電編碼器的信號綜合處理后由IC19－4輸出經(jīng)過誤差修正的補(bǔ)償信號，此補(bǔ)償信號一路經(jīng)IC23－1、IC23－2處理后成為1024脈沖／米的二相信號供給SL91Ⅱ數(shù)字測井儀，另一路經(jīng)IC19、IC18、IC20等處理成400脈沖／米的二相信號供給SL91Ⅰ數(shù)字測井儀使用，IC14根據(jù)深度值來判斷是否超深超速及到井口與否，來啟動(dòng)聲光報(bào)警，當(dāng)深度超過某一值后，閉合繼電器J502，當(dāng)電纜到井口以上5米時(shí)切斷J501停發(fā)動(dòng)機(jī)。
本實(shí)用新型中將安裝于井口的天或地滑輪上的張力傳感器的信號經(jīng)IC13組成的可調(diào)放大倍數(shù)的放大器放大后一路到IC7，另一路到IC12，在IC7中將此信號進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換，經(jīng)IC6送入IC14進(jìn)行運(yùn)算處理后送顯示和判斷張力是否超過予置的數(shù)據(jù)，來決定是否斷開J501來停發(fā)動(dòng)機(jī)，并產(chǎn)生聲光報(bào)警；在IC7中將IC13輸出的信號進(jìn)行比例運(yùn)算濾波后輸出張力信號供外部使用，IC14將張力變量送IC5進(jìn)行摸擬轉(zhuǎn)換后使張力增量表ZLB偏轉(zhuǎn)以指示張力增量，增量表超量程后可由人工操作回零，亦可延時(shí)自動(dòng)回零。當(dāng)張力傳感器裝于天滑輪時(shí)，電纜對滑輪的包角θ為0°，當(dāng)安裝于地滑輪上時(shí)電纜的包角θ與絞車的位置有關(guān)，約在85°～140°之時(shí)，由于張力傳感器的信號是電纜張力和0角的函數(shù)，所以需要送入0值由IC14運(yùn)算，本實(shí)用新型摒棄了傳統(tǒng)的用波段開關(guān)選擇0角的方法，直接用鍵盤送入。
為了保證IC14的可靠工作，由IC17組成了程序監(jiān)測器。IC14正常運(yùn)行時(shí)，經(jīng)IC4c端發(fā)出信號到IC17，當(dāng)此信號出現(xiàn)異常時(shí)，由IC17對IC14進(jìn)行復(fù)位以恢復(fù)其正常工作。
為保證在工作中由于交流電源突然停電而仍能使儀器保持?jǐn)?shù)據(jù)，由IC16組成了電源檢測電路，當(dāng)停電時(shí)由IC26、IC11－3產(chǎn)生信號INTO給IC14使其進(jìn)入斷電處理程序，保持?jǐn)?shù)據(jù)停止工作。此時(shí)數(shù)據(jù)存貯器由電池BT供電，耗電極微，BT為可充電電池，平時(shí)由V1充電，當(dāng)交流停電時(shí)還可由外接電源端接入15－24V之間的直流電瓶電源，使儀器正常繼續(xù)工作。
本實(shí)用新型中的數(shù)字智能絞車面板提供了儀器車與絞車之間的音響通訊功能，當(dāng)將通訊端接電源地時(shí)，喇叭YS可發(fā)聲，YS還作為儀器的其它報(bào)警之用，YS的音頻信號是由IC7的輸出信號分頻得到，IC14通過IC4的c端控制其報(bào)警音響。
本實(shí)用新型中的數(shù)字智能絞車面板的電路器件和設(shè)計(jì)均采用了低功耗器件和方案，電源功耗可小于5W，提高了儀器的工作可靠性。
本實(shí)用新型現(xiàn)場使用環(huán)境較惡劣，須有較好的防水防潮性能，為此儀器前部采用了較先進(jìn)的薄膜面板，耐腐蝕，抗老化，美觀，密閉性好。輕觸按鍵裝于薄膜下面，使之全密封，操作板上的插座、表頭、開關(guān)等安裝時(shí)均用硅脂填充結(jié)合面，整個(gè)機(jī)殼的結(jié)構(gòu)周密地考慮了防水問題。
絞車現(xiàn)場使用時(shí)外部光線較強(qiáng)，用普通的LED顯示器功耗大、亮度低，很難滿足要求。而LCD顯示器價(jià)格高，夜間又需外部光源且低溫性能差，采用熒光顯示器，亮度高、耗電省，并在其上面加了濾光片和遮光罩，在電路上又加上了單一參量顯示功能，使其僅掃描顯示某幾位數(shù)據(jù)，進(jìn)一步提高了亮度，滿足了現(xiàn)場使用要求。
權(quán)利要求1.帶有數(shù)字智能絞車面板的測井深度測量器，其數(shù)字智能絞車面板主要由與測量輪聯(lián)軸的光電編碼器、張力傳感器、深度、速度測量系統(tǒng)、張力測量系統(tǒng)、中央處理單元、鍵盤熒光顯示、聲光報(bào)警、繼電控制、數(shù)字接口和電源電路組成，其特征在于所述的光電編碼器的a2端經(jīng)電阻R103、電阻R102，與集成塊IC25-2的3腳相連，IC25-2的4腳與集成塊IC22-4的13腳相連，IC22-4的11腳與集成塊IC3的9腳相連；b2端經(jīng)電阻R104與IC25-3的5腳相連，IC25-3的6腳接IC22-4的12腳，IC22-4的11腳接IC3的9腳，V1端與電阻R101、R107、電源V1相連；a1端經(jīng)電阻R105與IC25-4的9腳相連，IC25-4的8腳與IC22-1的1腳、IC22-2的9腳相連；b1端經(jīng)電阻R106與IC25-5的11腳相連，IC25-5的10腳與IC22-1的2腳、IC24-2的11腳相連，IC22-1的3腳與IC3的15腳、IC14的14腳相連，21端經(jīng)電阻R107與IC25-6的13腳相連，IC25-6的12腳與IC3的18腳相連；安裝在測量器上的記號器經(jīng)電阻R108與IC25-1的1腳、二極管DW101相連，IC25-1的2腳與IC24-1的3腳相連，IC24-1的2腳與IC14的8腳相連。
2.如權(quán)利要求1所述的帶有數(shù)字智能絞車面板的測井深度測量器，其特征在于，所述的張力傳感器經(jīng)電阻R312與IC13的2腳相連，IC13的6腳經(jīng)電阻R308與IC7的3腳相連。
3.如權(quán)利要求1和權(quán)利要求2所述的帶有數(shù)字智能絞車面板的測井深度測量器，其特征在于，所述的鍵盤顯示系統(tǒng)集中于一塊電路板中，QJ1－QJ12為安裝在操作板上的輕觸按鍵，YXS為熒光顯示器，鍵盤顯示系統(tǒng)中還包括進(jìn)行數(shù)碼的段控制及鍵位控制的IC30、進(jìn)行數(shù)碼的位控制的IC32、IC33、進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換的IC31。
4.如權(quán)利要求1和權(quán)利要求2所述的帶有數(shù)字智能絞車面板的測井深度測量器，其特征在于，所述的數(shù)字智能絞車面板的前板采用薄膜面板。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種適用于石油測井、射孔、礦井提升等的帶有的數(shù)字智能絞車面板的測井深度測量器，其數(shù)字智能絞車面板，主要由光電編碼器、張力傳感器、深度速度測量系統(tǒng)、中央處理單元、鍵盤熒光顯示系統(tǒng)、繼電器系統(tǒng)、聲音報(bào)警系統(tǒng)和電源電路組成，這種測量器提高了防水防潮功能，可防停電丟數(shù)，消除了因打滑現(xiàn)象產(chǎn)生的誤差，測量精度高，具備超張力停車、超深超速報(bào)警功能。
文檔編號E21B47/04GK2175826SQ9323067
公開日1994年8月31日 申請日期1993年4月14日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月14日
發(fā)明者王連生 申請人:王連生