具有備用電路的石油測井儀器保護裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有備用電路的石油測井儀器保護裝置，包括單片機、主電路和備用電路。主電路中包括電流檢測模塊和MOS開關(guān)模塊，通過電流檢測模塊測量井下石油測井儀器的供電接口的輸出電流，通過單片機接收電流檢測模塊測量的電流信息，并在所述電流大于預設(shè)的過載閾值時控制所述MOS開關(guān)模塊截止。當主電路出現(xiàn)故障失效時，單片機控制與主電路結(jié)構(gòu)相同的備用電路工作，從而增加了裝置的可靠性和穩(wěn)定性。上述電路功能模塊能在高溫環(huán)境下(大于等于150℃)工作、且具備過流保護和自動恢復功能，不需要人為更換保險絲，節(jié)省了人力物力成本的同時，極大地提高了石油測井效率。
【專利說明】
具有備用電路的石油測井儀器保護裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及石油勘測測井領(lǐng)域，尤其涉及具有備用電路的石油測井儀器保護裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]石油工業(yè)隨鉆測井LWD(Logging While Drilling) —般是指在鉆井的過程中測量地層巖石物理參數(shù)，并用數(shù)據(jù)遙測系統(tǒng)將測量結(jié)果實時送到地面進行處理。由于目前數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的限制，大量的數(shù)據(jù)存儲在井下儀器的存儲器中，起鉆后回放。隨鉆測量MWD(Measurement While Drilling)—般是指鉆井工程參數(shù)測量，如井斜、方位和工具面等的測量。有時候，MffD泛指鉆井時所有的井下測量。
[0003]由于隨鉆測井獲得的地層參數(shù)是剛鉆開的地層參數(shù)，它最接近地層的原始狀態(tài)，用于對復雜地層的含油、氣評價比一般電纜測井更有利。隨鉆測井儀器放在鉆鋌內(nèi)，除測量電阻率、聲速、中子孔隙度、密度等常規(guī)測井和某些成像測井外，還測量鉆壓、扭矩、轉(zhuǎn)速、環(huán)空壓力，溫度，化學成分等鉆井參數(shù)。鉆頭鉆進過程中環(huán)境惡劣，溫度很高，壓力極大，振動強烈，井下溫度往往達到150°C以上，因此，對井下石油測井儀器的抗高溫性能的要求較高。
[0004]常見的井下石油測井儀器包括:磁羅盤單、多點照相測斜儀、有線隨鉆測斜儀、無線隨鉆測斜儀、電子多點測斜儀、照相單、多點陀螺測斜儀、電子陀螺測斜儀等。
[0005]石油測井儀器在井下鉆井過程中，如果遇到較堅硬的巖石或者電路出現(xiàn)短路情況，系統(tǒng)工作電流會突然增大，嚴重時會燒壞電子線路，影響施工進度。目前常規(guī)方法是在系統(tǒng)供電端串入一個保險絲，如果出現(xiàn)過流現(xiàn)象，保險絲自動熔斷，保護了電子線路。但這種保險絲僅能保護一次，燒斷了需要更換，更換保險絲時，需要中斷施工，并將整串儀器從井口提上來，費時費力。目前市面上大多數(shù)自恢復保險絲的工作溫度范圍介于_40°C到85°C，也無法滿足實際需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述技術(shù)問題，提供一種能夠在高溫環(huán)境下大于等于150°C工作、具備過流保護和自動恢復的裝置，本發(fā)明提供了一種具有備用電路的石油測井儀器保護裝置，包括電路板4，所述電路板上設(shè)置有單片機42、主電路和備用電路，所述主電路包括第一電流檢測模塊41和第一 MOS開關(guān)模塊43，所述備用電路包括第二電流檢測模塊411和第二 MOS開關(guān)模塊431，
[0007]所述單片機42分別與所述第一電流檢測模塊41、第一MOS開關(guān)模塊43、第二電流檢測模塊411和第二 MOS開關(guān)模塊431連接；
[0008]所述第一電流檢測模塊41和第二電流檢測模塊42分別與井下石油測井儀器8的供電接口 81連接，均用于測量井下石油測井儀器8的供電接口 81的輸出電流；
[0009]所述第一MOS開關(guān)模塊43和第二 MOS開關(guān)模塊431均連接在井下石油測井儀器8的供電輸出電路中；
[0010]所述單片機42在所述主電路工作時控制所述備用電路處于開路狀態(tài)，且所述單片機42在判定所述主電路失效時控制所述備用電路工作；
[0011]在所述主電路工作時，所述單片機42在接收到所述第一電流檢測模塊41測量的電流大于預設(shè)的過載閾值時控制所述第一 MOS開關(guān)模塊43截止。
[0012]進一步地，所述單片機42在預定時間后控制所述第一MOS開關(guān)模塊43導通，再次接收第一電流檢測模塊41測量的電流信息，并判斷再次接收的電流是否低于所述過載閾值，若是，則控制所述MOS開關(guān)模塊43導通，若否，則控制所述MOS開關(guān)模塊43截止。
[0013]進一步地，所述單片機42在判定所述第一電流檢測模塊41失效或所述第一MOS開關(guān)模塊43失效時，控制所述第二 MOS開關(guān)模塊431導通，在接收到所述第二電流檢測模塊411測量的電流大于預設(shè)的過載閾值時控制所述第二 MOS開關(guān)模塊431截止。
[0014]進一步地，所述第一電流檢測模塊41包括用于檢測電流大小的第一電流檢測芯片44 ο
[0015]進一步地，所述第一電流檢測模塊41還包括電流放大器45，所述電流放大器45用于對測量井下石油測井儀器8的供電接口 81的輸出電流進行放大。
[0016]進一步地，所述第二電流檢測模塊包括用于檢測電流大小的第二電流檢測芯片。
[0017]進一步地，所述第二電流檢測模塊還包括第二電流放大器，所述第二電流放大器用于對測量井下石油測井儀器的供電接口的輸出電流進行放大。
[0018]進一步地，還包括外殼和蓋板，所述外殼內(nèi)開設(shè)有用于容納所述電路板的凹槽，所述電路板設(shè)置在所述凹槽內(nèi)。
[0019]進一步地，還包括第一接頭和第二接頭，所述第一接頭和第二接頭分別設(shè)置在所述外殼的兩端，且所述第一接頭和第二接頭均與所述電路板連接。
[0020]進一步地，還包括卡圈，所述卡圈設(shè)置在所述第二接頭外側(cè)，所述卡圈與所述外殼活動連接。
[0021]進一步地，所述外殼為圓柱形。
[0022]進一步地，所述第一接頭為三針接頭，所述第二接頭為十針接頭，且所述第二接頭與所述卡圈連接。
[0023]進一步地，所述井下石油測井儀器的工作電流為IA-1.5Α時，所述過載閾值為3Α。
[0024]進一步地，所述井下石油測井儀器的工作電流為200mA-lA時，所述過載閾值為2Α。
[0025]本發(fā)明的裝置設(shè)置有單片機、主電路和備用電路。主電路中包括電流檢測模塊和MOS開關(guān)模塊，通過電流檢測模塊測量井下石油測井儀器的供電接口的輸出電流，通過單片機接收電流檢測模塊測量的電流信息，并在所述電流大于預設(shè)的過載閾值時控制所述MOS開關(guān)模塊截止。當主電路出現(xiàn)故障失效時，單片機控制與主電路結(jié)構(gòu)相同的備用電路工作，從而增加了裝置的可靠性和穩(wěn)定性。上述電路功能模塊能在高溫環(huán)境下(大于等于150°C)工作、且具備過流保護和自動恢復功能。
[0026]另外，本發(fā)明還設(shè)置了外殼和兩個接口，將電路板設(shè)置在外殼內(nèi)，使裝置的穩(wěn)定性更高，通用性更好，方便更換。
[0027]通過本發(fā)明的過流保護裝置，石油測井儀器在井下鉆井過程中，在系統(tǒng)工作電流突然增大時，能夠及時斷開電路，保護石油測井儀器，當電流恢復正常時，單片機又會自動控制MOS開關(guān)模塊恢復導通，使電路正常供電，不需要人為更換保險絲，節(jié)省了人力物力成本的同時，極大地提高了石油測井效率。
【附圖說明】
[0028]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案和優(yōu)點，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它附圖。
[0029]圖1是本發(fā)明提供的裝置的分解示意圖；
[0030]圖2是本發(fā)明的電路板的結(jié)構(gòu)框圖。
[0031 ]圖中:1-外殼，2-第一接頭，3-第二接頭，4-電路板，41-第一電流檢測模塊，411-第二電路檢測模塊，42-單片機，43-第一 MOS開關(guān)模塊，431-第二 MOS開關(guān)模塊，44-電流檢測芯片，45-電流放大器，5-蓋板，6-卡圈，7-凹槽，8-井下石油測井儀器，81-供電接口。
【具體實施方式】
[0032]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0033]實施例一:
[0034]請參見圖1、圖2，本發(fā)明實施例提供了一種具有備用電路的石油測井儀器保護裝置，包括電路板4，所述電路板上設(shè)置有單片機42、主電路和備用電路，所述主電路包括第一電流檢測模塊41和第一 MOS開關(guān)模塊43，所述備用電路包括第二電流檢測模塊411和第二MOS開關(guān)模塊431，
[0035]所述單片機42分別與所述第一電流檢測模塊41、第一MOS開關(guān)模塊43、第二電流檢測模塊411和第二 MOS開關(guān)模塊431連接；
[0036]所述第一電流檢測模塊41和第二電流檢測模塊42分別與井下石油測井儀器8的供電接口 81連接，均用于測量井下石油測井儀器8的供電接口 81的輸出電流；
[0037]所述第一MOS開關(guān)模塊43和第二 MOS開關(guān)模塊431均連接在井下石油測井儀器8的供電輸出電路中；
[0038]所述單片機42在所述主電路工作時控制所述備用電路處于開路狀態(tài)，且所述單片機42在判定所述主電路失效時控制所述備用電路工作；
[0039]在所述主電路工作時，所述單片機42在接收到所述第一電流檢測模塊41測量的電流大于預設(shè)的過載閾值時控制所述第一 MOS開關(guān)模塊43截止。
[0040]進一步地，所述第一電流檢測模塊41包括用于檢測電流大小的第一電流檢測芯片
44 ο
[0041]進一步地，所述第一電流檢測模塊41還包括電流放大器45，所述電流放大器45用于對測量井下石油測井儀器8的供電接口 81的輸出電流進行放大。
[0042 ]進一步地，所述第二電流檢測模塊包括用于檢測電流大小的第二電流檢測芯片。
[0043]進一步地，所述第二電流檢測模塊還包括第二電流放大器，所述第二電流放大器用于對測量井下石油測井儀器的供電接口的輸出電流進行放大。
[0044]進一步地，還包括外殼I和蓋板5，所述外殼I內(nèi)開設(shè)有用于容納所述電路板4的凹槽7，所述電路板4設(shè)置在所述凹槽7內(nèi)。
[0045]進一步地，還包括第一接頭2和第二接頭3，所述第一接頭2和第二接頭3分別設(shè)置在所述外殼I的兩端，且所述第一接頭2和第二接頭3均與所述電路板4連接。
[0046]進一步地，還包括卡圈6，所述卡圈6設(shè)置在所述第二接頭3外側(cè)，所述卡圈6與所述外殼I活動連接。
[0047]進一步地，所述外殼I為圓柱形。
[0048]進一步地，所述第一接頭2為三針接頭，所述第二接頭3為十針接頭，且所述第二接頭3與所述卡圈6連接。
[0049]進一步地，所述井下石油測井儀器8的工作電流為IA-1.5A時，所述過載閾值為3A。
[0050]本發(fā)明的裝置設(shè)置有單片機、主電路和備用電路。主電路中包括電流檢測模塊和MOS開關(guān)模塊，通過電流檢測模塊測量井下石油測井儀器的供電接口的輸出電流，通過單片機接收電流檢測模塊測量的電流信息，并在所述電流大于預設(shè)的過載閾值時控制所述MOS開關(guān)模塊截止。當主電路出現(xiàn)故障失效時，單片機控制與主電路結(jié)構(gòu)相同的備用電路工作，從而增加了裝置的可靠性和穩(wěn)定性。上述電路功能模塊能在高溫環(huán)境下(大于等于150°C)工作、且具備過流保護和自動恢復功能。
[0051]另外，本發(fā)明還設(shè)置了外殼和兩個接口，將電路板設(shè)置在外殼內(nèi)，使裝置的穩(wěn)定性更高，通用性更好，方便更換。
[0052]通過本發(fā)明的過流保護裝置，石油測井儀器在井下鉆井過程中，在系統(tǒng)工作電流突然增大時，能夠及時斷開電路，保護石油測井儀器，當電流恢復正常時，單片機又會自動控制MOS開關(guān)模塊恢復導通，使電路正常供電，不需要人為更換保險絲，節(jié)省了人力物力成本的同時，極大地提高了石油測井效率。
[0053]實施例二:
[0054]請參見圖1、圖2，本發(fā)明實施例提供了一種具有備用電路的石油測井儀器保護裝置，包括電路板4，所述電路板上設(shè)置有單片機42、主電路和備用電路，所述主電路包括第一電流檢測模塊41和第一 MOS開關(guān)模塊43，所述備用電路包括第二電流檢測模塊411和第二MOS開關(guān)模塊431，
[0055]所述單片機42分別與所述第一電流檢測模塊41、第一MOS開關(guān)模塊43、第二電流檢測模塊411和第二 MOS開關(guān)模塊431連接；
[0056]所述第一電流檢測模塊41和第二電流檢測模塊42分別與井下石油測井儀器8的供電接口 81連接，均用于測量井下石油測井儀器8的供電接口 81的輸出電流；
[0057]所述第一MOS開關(guān)模塊43和第二 MOS開關(guān)模塊431均連接在井下石油測井儀器8的供電輸出電路中；
[0058]所述單片機42在所述主電路工作時控制所述備用電路處于開路狀態(tài)，且所述單片機42在判定所述主電路失效時控制所述備用電路工作；
[0059]在所述主電路工作時，所述單片機42在接收到所述第一電流檢測模塊41測量的電流大于預設(shè)的過載閾值時控制所述第一 MOS開關(guān)模塊43截止。
[0060]進一步地，所述單片機42在預定時間后控制所述第一MOS開關(guān)模塊43導通，再次接收第一電流檢測模塊41測量的電流信息，并判斷再次接收的電流是否低于所述過載閾值，若是，則控制所述MOS開關(guān)模塊43導通，若否，則控制所述MOS開關(guān)模塊43截止。
[0061]進一步地，所述單片機42在判定所述第一電流檢測模塊41失效或所述第一MOS開關(guān)模塊43失效時，控制所述第二 MOS開關(guān)模塊431導通，在接收到所述第二電流檢測模塊411測量的電流大于預設(shè)的過載閾值時控制所述第二 MOS開關(guān)模塊431截止。
[0062]進一步地，所述第一電流檢測模塊41包括用于檢測電流大小的第一電流檢測芯片44 ο
[0063]進一步地，所述第一電流檢測模塊41還包括電流放大器45，所述電流放大器45用于對測量井下石油測井儀器8的供電接口 81的輸出電流進行放大。
[0064]進一步地，所述第二電流檢測模塊包括用于檢測電流大小的第二電流檢測芯片。
[0065]進一步地，所述第二電流檢測模塊還包括第二電流放大器，所述第二電流放大器用于對測量井下石油測井儀器的供電接口的輸出電流進行放大。
[0066]進一步地，還包括外殼I和蓋板5，所述外殼I內(nèi)開設(shè)有用于容納所述電路板4的凹槽7，所述電路板4設(shè)置在所述凹槽7內(nèi)。
[0067]進一步地，還包括第一接頭2和第二接頭3，所述第一接頭2和第二接頭3分別設(shè)置在所述外殼I的兩端，且所述第一接頭2和第二接頭3均與所述電路板4連接。
[0068]進一步地，還包括卡圈6，所述卡圈6設(shè)置在所述第二接頭3外側(cè)，所述卡圈6與所述外殼I活動連接。
[0069]進一步地，所述外殼I為圓柱形。
[0070]進一步地，所述第一接頭2為三針接頭，所述第二接頭3為十針接頭，且所述第二接頭3與所述卡圈6連接。
[0071]進一步地，所述井下石油測井儀器8的工作電流為1Α-1.5Α時，所述過載閾值為3Α。
[0072]本發(fā)明的裝置設(shè)置有單片機、主電路和備用電路。主電路中包括電流檢測模塊和MOS開關(guān)模塊，通過電流檢測模塊測量井下石油測井儀器的供電接口的輸出電流，通過單片機接收電流檢測模塊測量的電流信息，并在所述電流大于預設(shè)的過載閾值時控制所述MOS開關(guān)模塊截止。當主電路出現(xiàn)故障失效時，單片機控制與主電路結(jié)構(gòu)相同的備用電路工作，從而增加了裝置的可靠性和穩(wěn)定性。上述電路功能模塊能在高溫環(huán)境下(大于等于150°C)工作、且具備過流保護和自動恢復功能。
[0073]另外，本發(fā)明還設(shè)置了外殼和兩個接口，將電路板設(shè)置在外殼內(nèi)，使裝置的穩(wěn)定性更高，通用性更好，方便更換。
[0074]通過本發(fā)明的過流保護裝置，石油測井儀器在井下鉆井過程中，在系統(tǒng)工作電流突然增大時，能夠及時斷開電路，保護石油測井儀器，當電流恢復正常時，單片機又會自動控制MOS開關(guān)模塊恢復導通，使電路正常供電，不需要人為更換保險絲，節(jié)省了人力物力成本的同時，極大地提高了石油測井效率。
[0075]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.具有備用電路的石油測井儀器保護裝置，其特征在于，包括電路板(4)，所述電路板上設(shè)置有單片機(42)、主電路和備用電路，所述主電路包括第一電流檢測模塊(41)和第一MOS開關(guān)模塊(43)，所述備用電路包括第二電流檢測模塊(411)和第二MOS開關(guān)模塊(431)， 所述單片機(42)分別與所述第一電流檢測模塊(41)、第一 MOS開關(guān)模塊(43)、第二電流檢測模塊(411)和第二 MOS開關(guān)模塊(431)連接； 所述第一電流檢測模塊(41)和第二電流檢測模塊(42)分別與井下石油測井儀器(8)的供電接口(81)連接，均用于測量井下石油測井儀器(8)的供電接口(81)的輸出電流； 所述第一 MOS開關(guān)模塊(43)和第二 MOS開關(guān)模塊(431)均連接在井下石油測井儀器(8)的供電輸出電路中； 所述單片機(42)在所述主電路工作時控制所述備用電路處于開路狀態(tài)，且所述單片機(42)在判定所述主電路失效時控制所述備用電路工作； 在所述主電路工作時，所述單片機(42)在接收到所述第一電流檢測模塊(41)測量的電流大于預設(shè)的過載閾值時控制所述第一 MOS開關(guān)模塊(43)截止。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有備用電路的石油測井儀器保護裝置，其特征在于，所述單片機(42)在預定時間后控制所述第一 MOS開關(guān)模塊(43)導通，再次接收第一電流檢測模塊(41)測量的電流信息，并判斷再次接收的電流是否低于所述過載閾值，若是，則控制所述MOS開關(guān)模塊(43)導通，若否，則控制所述MOS開關(guān)模塊(43)截止。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有備用電路的石油測井儀器保護裝置，其特征在于，所述單片機(42)在判定所述第一電流檢測模塊(41)失效或所述第一MOS開關(guān)模塊(43)失效時，控制所述第二 MOS開關(guān)模塊(431)導通，在接收到所述第二電流檢測模塊(411)測量的電流大于預設(shè)的過載閾值時控制所述第二 MOS開關(guān)模塊(431)截止。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有備用電路的石油測井儀器保護裝置，其特征在于，還包括外殼(I)和蓋板(5)，所述外殼(I)內(nèi)開設(shè)有用于容納所述電路板(4)的凹槽(7)，所述電路板(4)設(shè)置在所述凹槽(7)內(nèi)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有備用電路的石油測井儀器保護裝置，其特征在于，還包括第一接頭(2)和第二接頭(3)，所述第一接頭(2)和第二接頭(3)分別設(shè)置在所述外殼(I)的兩端，且所述第一接頭(2)和第二接頭(3)均與所述電路板(4)連接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有備用電路的石油測井儀器保護裝置，其特征在于，還包括卡圈(6)，所述卡圈(6)設(shè)置在所述第二接頭(3)外側(cè)，所述卡圈(6)與所述外殼(I)活動連接。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有備用電路的石油測井儀器保護裝置，其特征在于，所述第一電流檢測模塊(41)包括用于檢測電流大小的第一電流檢測芯片(44)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有備用電路的石油測井儀器保護裝置，其特征在于，所述第一電流檢測模塊(41)還包括電流放大器(45)，所述電流放大器(45)用于對測量井下石油測井儀器(8)的供電接口(81)的輸出電流進行放大。9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有備用電路的石油測井儀器保護裝置，其特征在于，所述外殼(I)為圓柱形。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有備用電路的石油測井儀器保護裝置，其特征在于，所述第一接頭(2)為三針接頭，所述第二接頭(3)為十針接頭，且所述第二接頭(3)與所述卡圈 (6)連接。
【文檔編號】H02H3/08GK106099837SQ201610589256
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月25日 公開號201610589256.X, CN 106099837 A, CN 106099837A, CN 201610589256, CN-A-106099837, CN106099837 A, CN106099837A, CN201610589256, CN201610589256.X
【發(fā)明人】劉策, 于慶棟, 郝永杰
【申請人】貝茲維儀器(蘇州)有限公司