专利名称：数控射孔取芯仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种石油勘探开发完井作业用的数控射孔取芯仪；属石油井下仪器类。
目前国内普遍使用的是SΦ-691型射孔仪，由于生产中存在着功能单一，机械传动测量精度低，当井下有干拢信号时套管接箍分辨不清易造成误射孔缺点，不能满足用户对生产技术发展的要求。
本发明的目的在于克服上述仪器的缺点而提供的一种用计算机控制的涉及层位射孔，取芯的数控射孔取芯仪。
本发明的实现方式陈述如下本发明包括由机架1、起爆器2、监视器3、综合控制箱4、键盘5、工业控制计算机6、备板7、点火换档变压器8、双踪示波器9、深度箱10、测量模块箱11、热敏绘图仪13、小写字台14、系统电源15、备用板16、表头板17、不间断电源UPS18组成。
下面结合附图予以说明。
附
图1数控射孔取芯仪系统结构示意图附图2本发明系统电路原理方框图附图3系统电源直流电压卡电路原理方框图附图4系统电源井下供电卡原理方框图附图5系统综合控制箱控制卡原理方框图附图6综合控制箱档位指示卡原理方框图附图7测量模块箱磁定位信号处理通道电路和原理方框图附图8测量模块箱电报系信号处理通道原理方框图附图9测量模块箱放射性信号处理通道原理方框图附图10深度箱深度卡原理方框图附图11计算机接口板原理方框图本发明的工作原理是一、射孔工作原理外引电源经表头板17进行转接，将220VAC分别送到双综示波仪9，轴流风机、VPS系统电源板18VPS的作用是当系统断电时提供短时电压，以便系统能够保存数据，系统电源板为深度箱10，测量模块箱11和综合控制箱4提供低压直流稳压电源，井下磁定位接箍信号通过电缆综合控制箱4送给测量模块箱11，由磁定位器信号通道进行放大滤波，然后送到A/D卡供计算机采样和进一步处理，来自井口的深度信息，张力信号和磁记号均经深度箱进行处理，然后送给接口板由计算机处理，同时，计算机通过接口板向综合控制发出射孔点火命令，将点火电压经电缆送到井下。工控机是系统的核心，主要完成深度计算，信号采集与处理，点火命令发出，真假接箍信号的识别以及数字，曲线显示与打印等。
二、本发明的取芯工作原理是外引电源经表头17进行转接，将220VAC电压分别送到双踪示波器9，轴流风机VPS和系统电源板18；VPS的作用是当系统断电时，提供一段时间的电压，以便系统能够及时存储数据；系统电源板为深度箱10，测量模块箱11和综合控制箱4，提供低压电流稳压电源，并为井下电极提供恒流方波供电，井下电极信号道进行放大，整流、滤波后送到A/D卡供计算机采样和进一步处理来自井口的深度信息，张力信号和磁记号均经深度箱进行处理，然后送给接口板由计算机处理，同时，计算机通过接口板向综合控制箱发出点火和换档命令，将高压经电缆送到井下。工业控制机是系统的核心，主要完成深度信号采集与处理，点火换档命令发出，以及数字曲线的显示与打印等。
三、本发明放射性磁定位曲线测量工作原理是，当外引电源经表头板进行转接，将220VAC分别送到双踪示波器，轴流风机VPS和系统电源板18,VPS的作用是当系统断电时，提供保护该电源板为深度箱，测量模块箱11和综合控制箱4提供低压直流稳压电源并为放射性井下仪器提供恒流供电，来自井下的磁定位信号和放射性信号分别经测量模块箱的磁定位信号道和放射性信道放大滤波，整形再分别送至A/D卡和接口卡供计算机采样进一步处理，来自井口的深度信息，张力信号和磁记号均经深度箱进行处理，然后再送给接口板由计算机处理，工控机系统是仪器的核心主要完成深度计算、信号采集与处理，并进行曲线的显示与打印等。
本发明是按图1所示分别将起爆器2、监视器3、综合控制箱4、键盘5、工业计算机6、扩展箱7、点火换档变压器8、双踪示波器9、深度箱10、测量模块箱11、热敏绘图仪13、系统电源15、扩展箱16、表头板17、不间断电源VPS18、箱盒按放在一个整体层状的架体上面，然后通过电缆分别与各控制板连接在一起，便可以工作。
本发明工作时按图2所示的流程。首先从井场引入220V/50HZ交流电源，然后分配到相关的功能模块上面，通过，在表头板上面有电压表，电流表和频率表指示有关参数；当从表头板引入220伏电源后，又将产生的直流稳压电源送给相关功能模块和下井供电电源给井下仪器供电，该系统电源上面有两个电路卡。
图3中为直流电压卡，当220伏电源经变压器变压，桥式电路整流、电容滤波，最后经过稳压产生5伏和±1.5伏直流电压给功能模块中的电子线路供电。
图4中为井下仪器供电原理当220伏电源经变压，整流、滤波、恒流后产生恒流，给井下放射性仪器供电，另一路经过变压、整流、滤波、稳压后产生恒定流，并在方波信号的控制下，经光电隔离和驱动产生示波恒流，为井下的电板供电；综合控制箱内包括有两块电路卡，它将系统电源产生的下井供电电源通过电缆送给井下仪器，并接收来自井下的原始信号，送到测量模块箱进行处理，同时在计算机的控制下产生点火和换档后，又将电压送到井下仪器；控制卡是对来自计算机的控制信号经过缓冲，由电子开关控制高压电路产生点火换档电压送给井下仪器，完成点火换档功能；档位指示卡图6可对来自井下的反映取芯档位的信号经过处理数模转换，最后由显示电路指示出取芯器的档位；测量模块箱是将来自井下仪器的信号再送给计算机做进一步处理，同时将有关的电压信号送给示波器以便监测，该测量模块箱包含有磁定位器组合模块，电极系模块和放射性等三块模块。模块并可根据需要还能扩展其它功能的模块，图七为磁定位信号处理通道，信号经过隔离、放大、滤波、放大、电平转换，最后送给计算机。图八为电极系信号处理通道，信号经过隔离、放大、整流、滤波，再经放大到电平转换，最后也送给计算机，图九为放射性信号处理通道，信号经过自动增益控制，干扰抑制、整形、电平转换，最后送给计算机、深度箱将来自井口马达的信息经过处理后，计算出反映井下仪器在井筒中位置的深度值以及仪器运行快慢的速度值，并将其值传送给计算机，同时，将来自井口张力计的信息(反映井下仪器的重量)加磁记号的信息(反映进井筒中套管的磁性记号)分别进行处理，最后送给计算机，该深度箱包含深度板，张力记号板，光电编码的和自整角机等，图十为深度板的原理方框图。该板以单片机为中心，其工作原理是这样的首先从井口马达引入三相信号，由自整角机带动光电编码器产生方波信号，经过整形处理，送入计数器进行计数。单片机在程序的控制下从计数器读取数值，经过运算，计算出深度值和速度值，送到显示电路进行显示，并送到绞车(面板)上去，供绞车工监视。同时，由计算机通过接口电路读取，以便作进一步处理。当深度或速度出现异常时，报警电路将发出报警，以提醒操作人员及时调整，确保施工的顺利进行。双踪示波器用于监视测量模块的电压波形，以便于及时调整操作，保证测量的准确性。
不间断电源VPS用于井场电源有时不稳定，可在出停电的情况，保证仪器工作的稳定性和数据不丢失，所以外引电源首先经过VPS，再将电源分配给其它的功能模块中去。
计算机系统该系统包括计算机、键盘、显示器和热敏绘图仪。键盘用于输入操作命令和有关数据，显示器提供人机交互界面，显示操作菜单、测量的数据和曲线以及相关的参数信息等。热敏绘图仪可以高速、实时地打印出施工的表测量曲线等。工业控制计算机是仪器的核心，完成数据采集、发出控制命令、提供操作界面、打印施工图表等。在其扩展槽中插有接口板和A/D卡两块插板。图十一为接口板的由原理方框图。计算机总线(地址总线、数据总线、控制总线)经过缓冲，分别接到译码器，中断控制器、计算器和深度箱，其中，译码器通过译码器，以选择不同的单元，必免总线冲突，中断控制器按深度箱产生的中断信号，从而使计算机及时处理有关的数据，计算器对放射性脉冲信号进行计算，由计算机控制读取，深度箱产生的深度值和速度值也由计算机控制读取。
该仪器操作时，首先接好井场连线，依次打开表头板、系统电源板、深度箱、测量模块箱、电源开关、并设置好开关位置，再打开计算机电源开关，进行系统自检，完成后可进入测量施工程序，输入有关数据和参数后，执行运行程序，按步骤进行操作，施工完毕，关掉仪器电源。
本发明的优点是克服了现技术中仪器功能单一，机械传动测量精度低对干扰信号分辨不清造成误射孔，或取芯的缺点，同时，实现了施工时计算机的操作与管理。
权利要求
1.一种数控射孔取芯仪，其特征在于该仪器是在机架(1)上面装有起爆器(2)、监视器(3)、综合控制箱(4)、键盘(5)、工业控制计算机(6)、点火换档变压器(8)、双踪示波器(9)、深度箱(10)、测量模块箱(11)、热敏绘图仪(13)、系统电源(15)、表头板(17)、不间断电源(18)并用电缆连结在一起。
2.根据权利要求1所述数控取芯仪；其特征在于井下电极信号通过电缆由综合控制箱送给测量模块进行处理。
3.根据权利要求1所述的数控取芯仪；其特征在于所述的系统电源板(15)可为深度箱、测量模块箱和综合控制箱提供低压直流稳定电源。
全文摘要
一种数控射孔取芯仪,其特征是在机架上面装有起爆器、监视器、综合控制箱、键盘、工业控制计算机、点火换档变压器、双踪示波器、深度箱、测量模块箱、热敏绘图仪、系统电源、表头板、及不间断电源组成,其测量时由井下电极信号通过电缆由综合控制箱送给测量模块箱进行处理。本发明克服了现技术中仪器功能单一,机械测量精度低,对于干扰信号分辨不清,造成误射孔,取芯的缺点并可实现计算机操作与管理。
文档编号E21B25/00GK1224109SQ9811374
公开日1999年7月28日 申请日期1998年1月22日 优先权日1998年1月22日
发明者韩宝贵 申请人:辽河油田裕隆实业总公司