一種鉆井四參數快速采集系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種鉆井四參數快速采集系統。它由硬件采集電路、數據采集模塊、屏蔽線纜組成。其中硬件采集電路位于鉆井現場的防爆電氣控制箱中，由模擬信號接口、信號分配器、數字信號接口、光電耦合器和電源組成。該系統通過信號分配器采集大鉤負荷、立壓、扭矩傳感器輸出的4～20mA電流信號，通過光電耦合器采集轉盤轉速的脈沖電壓信號；由屏蔽線纜連接硬件采集電路和數據采集模塊；通過數據采集模塊實現模擬信號向數字信號的轉化和脈沖電壓信號計數，在上位機中實現四參數數據的采集、處理、顯示、存儲功能。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種鉆井四參數快速采集系統，能夠實現鉆井過程中大鉤負荷、 立壓、扭矩和轉盤轉速四個參數的快速采集、處理和存儲。 一種鉆井四參數快速采集系統

【背景技術】
[0002] 目前國內外常用的綜合錄井儀的數據采集頻率一般為1Hz，低采集速率造成了大 量高頻信息的丟失，嚴重阻礙了錄井行業中工況識別、異常預警等技術的發展。雖然國內錄 井行業在綜合錄井參應用上做了一定的研究，取得了一定的成果，針對數據的采集和傳輸 方式進行了一定改進，但依然無法恢復高頻成分所攜帶的信息，嚴重制約了錄井行業的發 展。為了給錄井工況識別、異常預警等技術的發展奠定基礎，需要針對鉆井過程中關鍵參數 進行快速采集、處理和存儲。


【發明內容】

[0003] 為了實現鉆井過程中大鉤負荷、立壓、扭矩和轉盤轉速四個關鍵參數的快速采 集、處理和存儲，本實用新型提供了一種鉆井四參數快速采集系統。該系統能夠實現最高 200kHz的模擬信號采集和10kHz的脈沖信號計數，并且能夠在上位機中實現數據處理、曲 線繪制和數據存儲功能。
[0004] 本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：將硬件采集電路放入防爆電 氣控制箱中，安置在鉆井現場，通過信號分配器采集大鉤負荷、立壓、扭矩的傳感器輸出的 4?20mA電流信號，通過光電耦合器采集轉盤轉速的脈沖信號；通過屏蔽線纜將信號傳輸 至錄井儀器房的高速數據采集模塊中，數據采集模塊與上位機相連，在上位機中實現數據 采集控制、數據顯示、數據處理和數據存儲等功能。
[0005] 本實用新型的有益效果是，可以在不影響綜合錄井儀正常工作的前提下，實現大 鉤負荷、立壓、扭矩、轉盤轉速鉆井四參數的快速采集、處理和存儲功能，為鉆井工況識別、 異常預警等技術的發展奠定基礎。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006] 圖1是本實用新型的系統結構圖。

【具體實施方式】
[0007] 在圖1中，模擬信號接口、信號分配器、數字信號接口、光電耦合器和電源均封裝 在防爆電氣控制箱中，放置在鉆井現場，數據采集模塊和上位機位于錄井儀器房中，防爆電 氣控制箱和數據采集模塊通過多芯屏蔽線纜相連。為了最大限度的減少對正常錄井工作 的影響，大鉤負荷、立壓、扭矩的數據采集直接通過信號分配器采集傳感器輸出的4?20mA 電流信號，轉盤轉速的數據通過光電耦合器的脈沖電壓信號技術進行采集。信號分配器不 會影響原始傳感器的信號輸出，光電耦合器避免了脈沖電壓采集時對傳感器輸出的影響， 從而保證了綜合錄井儀的正常工作。
[0008] 本實用新型位于防爆電氣控制箱中的設備采用220V交流電源供電，通過交直流 轉換電源將220V交流電轉換為24V直流電，為信號分配器和光電耦合器供電。數據采集模 塊采用研華的USB-4716,可以實現模擬信號最高200kHz的采樣，脈沖信號最高10kHz的計 數，并且無需外部電源，通過USB供電。數據的采集、顯示、處理、存儲功能在上位機中實現。
【權利要求】
1. 一種鉆井四參數快速采集系統，由硬件采集電路、數據采集模塊、屏蔽線纜組成，其 中硬件采集電路位于鉆井現場的防爆電氣控制箱中，由模擬信號接口、信號分配器、數字信 號接口、光電耦合器和電源組成；數據采集模塊位于錄井儀器房；防爆電氣控制箱與數據 采集模塊通過屏蔽線纜連接。
2. 根據權利要求1所述的鉆井四參數快速采集系統，其特征是：將大鉤負荷、立壓、扭 矩傳感器輸出的4?20mA電流信號經模擬信號接口送入信號分配器中，將轉盤轉速傳感器 輸出的脈沖電壓信號經數字信號接口送入光電耦合器中；信號分配器輸出的4?20mA電流 信號和光電耦合器輸出的數字脈沖信號經過屏蔽線纜傳輸至數據采集模塊中，信號經數據 采集模塊進行模數轉換和計數后傳輸至上位機，在上位機中實現數據的顯示、處理、存儲功 能。
【文檔編號】E21B44/00GK203891864SQ201420229578
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年5月7日 優先權日:2014年5月7日
【發明者】戴永壽, 周鵬, 張亞南, 孫偉峰, 孫洪濤, 李立剛 申請人:中國石油大學(華東)