專(zhuān)利名稱(chēng)：多點(diǎn)測(cè)斜儀探管控制短節(jié)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油、煤礦及地質(zhì)勘探中鉆井工程測(cè)斜領(lǐng)域，具體涉及一種多點(diǎn)測(cè)斜儀探管 控制短節(jié)。
背景技術(shù)：
石油開(kāi)采、地質(zhì)勘探都需要鉆孔，在鉆孔的過(guò)程，每鉆進(jìn)一段距離，都要對(duì)鉆進(jìn)的這一 長(zhǎng)度段內(nèi)的軌跡進(jìn)行測(cè)量，在對(duì)每個(gè)點(diǎn)測(cè)量的過(guò)程會(huì)產(chǎn)生以下兩個(gè)問(wèn)題首先，在測(cè)量的過(guò) 程中，每起一根立柱，測(cè)斜儀器都要對(duì)當(dāng)前的點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)測(cè)斜儀靜止采集數(shù)據(jù)時(shí)候在地 面上的技術(shù)員還要記錄下此時(shí)的時(shí)間，而當(dāng)記錄這個(gè)時(shí)間的時(shí)候，井底下的測(cè)斜儀是否處于 靜止?fàn)顟B(tài)下采集數(shù)據(jù)，只有有經(jīng)驗(yàn)的測(cè)斜技術(shù)員才能夠作出比較準(zhǔn)確的判斷，沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的或 者經(jīng)驗(yàn)不足的測(cè)斜技術(shù)員判斷誤差很大，這就產(chǎn)生了到底哪個(gè)時(shí)間點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)是有效準(zhǔn)確 的，需要對(duì)照地面起鉆時(shí)候記錄的時(shí)間，當(dāng)探管拉到地面時(shí)，結(jié)合探管里面數(shù)據(jù)采集的時(shí)間 點(diǎn)，這兩個(gè)時(shí)間進(jìn)行對(duì)比，才能在探管采集的數(shù)組數(shù)據(jù)當(dāng)中選取有效的很少一部分?jǐn)?shù)據(jù)，時(shí) 間的記錄和對(duì)照的工作很繁瑣。其次，目前技術(shù)人員用的是普通的測(cè)斜儀，測(cè)斜儀按照預(yù)先 設(shè)定的模式進(jìn)行工作，不管鉆桿的提起、放下或者靜止不動(dòng)，測(cè)斜儀都會(huì)不停的進(jìn)行數(shù)據(jù)采 集，對(duì)鉆井的井隊(duì)來(lái)說(shuō)，當(dāng)鉆桿提起或者下放的過(guò)程中，測(cè)斜儀一直在震動(dòng)，而測(cè)斜儀在震 動(dòng)的狀態(tài)上數(shù)據(jù)的采集是不準(zhǔn)確的，對(duì)井隊(duì)來(lái)說(shuō)是沒(méi)有一點(diǎn)用處的，并且對(duì)讀取其它有效數(shù) 據(jù)也是嚴(yán)重的干擾，增加了技術(shù)人員挑選有用數(shù)據(jù)的難度，實(shí)際上井隊(duì)需要的有用數(shù)據(jù)是測(cè) 斜儀在靜止的狀態(tài)下采集的數(shù)據(jù)，總之，有用數(shù)據(jù)的挑選工作量很大。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有鉆孔行業(yè)測(cè)斜中存在的不足，本發(fā)明提供了一種操作簡(jiǎn)便，連接可靠、判 斷準(zhǔn)確的一種多點(diǎn)測(cè)斜儀探管控制短節(jié)，使得鉆孔行業(yè)測(cè)斜用戶(hù)能夠快速準(zhǔn)確的進(jìn)行測(cè)斜作 業(yè)，更快的推進(jìn)鉆孔的工作。
本發(fā)明提供一種多點(diǎn)測(cè)斜儀探管控制短節(jié)，在結(jié)構(gòu)上連接在測(cè)斜儀探管和給測(cè)斜儀供電 的電池筒之間，通過(guò)判斷測(cè)斜儀是否處于震動(dòng)狀態(tài)來(lái)控制電池是否給測(cè)斜儀供電，當(dāng)判斷出 測(cè)斜儀處于某個(gè)震動(dòng)狀態(tài)時(shí)，電池筒給測(cè)斜儀斷電，測(cè)斜儀不工作；當(dāng)判斷出測(cè)斜儀處于某個(gè)靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)候，電池給測(cè)斜儀供電，測(cè)斜儀工作，正常進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集。在判斷測(cè)斜儀的 震動(dòng)上，采用了合適的加速度傳感器，能夠準(zhǔn)確的判斷測(cè)斜儀是否處于采集有效數(shù)據(jù)的狀態(tài) 。通過(guò)時(shí)鐘電路準(zhǔn)確的記錄數(shù)據(jù)采集的開(kāi)始時(shí)間，同時(shí)存儲(chǔ)器來(lái)保存數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)采集開(kāi)始時(shí) 間。
本發(fā)明能夠準(zhǔn)確的檢測(cè)測(cè)斜儀是否處于震動(dòng)與靜止的狀態(tài)，當(dāng)測(cè)斜儀處于某個(gè)震動(dòng)狀態(tài) 時(shí)，控制短節(jié)發(fā)出指令，測(cè)斜儀停止工作，不進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；當(dāng)測(cè)斜儀處于某個(gè)靜止?fàn)顟B(tài)時(shí) ，控制短節(jié)再發(fā)出指令，測(cè)斜儀開(kāi)始工作，采集有效的數(shù)據(jù)?？刂贫坦?jié)隨時(shí)處于待命狀態(tài)， 并時(shí)刻記錄每次進(jìn)行進(jìn)數(shù)據(jù)采集的開(kāi)始時(shí)間， 一直不停的在檢測(cè)測(cè)斜儀的狀態(tài)，隨時(shí)等候采 集有效的數(shù)據(jù)。每次數(shù)據(jù)采集的時(shí)間點(diǎn)由短節(jié)記錄，保存每次靜止時(shí)候數(shù)據(jù)采集的時(shí)間點(diǎn)， 當(dāng)測(cè)斜儀取出來(lái)讀取數(shù)據(jù)的時(shí)候，所有的數(shù)據(jù)都是有效正確的，這樣就解決了時(shí)間的對(duì)照問(wèn) 題和探管選點(diǎn)難的問(wèn)題。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，使用時(shí)，在現(xiàn)有的測(cè)斜儀器基礎(chǔ)上增加此控制短節(jié)即可，不使 用時(shí)，拆下來(lái)即可，不影響測(cè)斜儀其它功能的正常使用。容易安裝，操作簡(jiǎn)便、數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)準(zhǔn) 確，這樣當(dāng)測(cè)斜儀到地面讀取的數(shù)據(jù)即是鉆孔隊(duì)需要的有效數(shù)據(jù)，沒(méi)有多余、冗雜的數(shù)據(jù)， 大大的降低了鉆孔測(cè)斜用戶(hù)測(cè)斜的工作量及選擇有效數(shù)據(jù)的難度。


圖l是本發(fā)明的設(shè)計(jì)原理示意圖2是震動(dòng)檢測(cè)部分電路原理圖3是探管電源控制部分電路原理圖4是本發(fā)明的控制流程圖5是本發(fā)明結(jié)構(gòu)縱向剖面圖6是本發(fā)明與電池筒、測(cè)斜儀探管的連接示意圖。
具體實(shí)施例方式
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明實(shí)施例的方案，下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì) 本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
首先，參照?qǐng)Dl，是本發(fā)明設(shè)計(jì)原理示意圖，在電路方面，控制短節(jié)采用檢測(cè)震動(dòng)狀態(tài) 來(lái)控制多點(diǎn)側(cè)斜儀探管的電源開(kāi)啟和關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采點(diǎn)和選點(diǎn)的目的。因此電路主要 分為兩個(gè)部分其一就是震動(dòng)檢測(cè)電路，其二是電源控制電路，其它的時(shí)鐘存儲(chǔ)和通信外圍模塊。
參照?qǐng)D2，是震動(dòng)檢測(cè)部分電路原理圖，使用加速度傳感器ADXL202CE實(shí)現(xiàn)震動(dòng)檢測(cè)， ADXL202典型測(cè)量范圍為士2g，該加速計(jì)既可測(cè)量靜態(tài)加速度可測(cè)量動(dòng)態(tài)加速度，承受IOOO g極限加速度。其下拉電流小于700 uA，靈敏度達(dá)到180mV/g。該加速計(jì)在-4(TC 125。C溫 度范圍內(nèi)，具有±0.3%的溫度靈敏性；+2511^的零點(diǎn)偏移精度；在小于60Hz的帶寬下具有小 于lmg的解決方案(0.06。傾斜)以及優(yōu)于O. lmg廣C穩(wěn)定性。使用TLV2252雙運(yùn)放器件實(shí)現(xiàn)對(duì)加 速計(jì)信號(hào)輸出的緩沖放大。輸出信號(hào)傳給單片機(jī)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換。電路只需檢測(cè)震動(dòng)信號(hào)采用 RC電路實(shí)現(xiàn)高通濾波將靜態(tài)信號(hào)阻隔，使震動(dòng)信號(hào)通過(guò)運(yùn)算放大器緩沖輸出后給單片機(jī)檢測(cè) 。U1使用加速度傳感器ADXL202AE采用其手冊(cè)提供連接方式，U2使用運(yùn)算放大芯片TLV2252 配置為跟隨器形式對(duì)震動(dòng)信號(hào)進(jìn)行緩沖驅(qū)動(dòng)。圖中使用電阻C2 C3與芯片內(nèi)部的電阻組成RC 低通濾波，C9 R3和CIO R2組成高通RC濾波電路然后采用跟隨器形式，其兩路輸出AX、 AY直 接給單片機(jī)的AD轉(zhuǎn)換輸入端。其中
低通濾波截止頻率F^200Hz (0. 027uF的電容根據(jù)手冊(cè)的紀(jì)錄為200Hz)
高通濾波截止頻率F24/2nrc二 1/(3. 14*0. 2*0. 15) =5. 3Hz
參照?qǐng)D3，是探管電源控制部分電路原理圖，通過(guò)控制目前電子多點(diǎn)測(cè)斜儀探管的電源 開(kāi)啟和關(guān)閉，從而達(dá)到自動(dòng)篩選有用真實(shí)的數(shù)據(jù)的目的，短節(jié)電源為3.3V供電而電池筒電源 VBT電壓為7. 2V所以采用三級(jí)管BC817和A0340組成大林頓形式，通過(guò)Q3驅(qū)動(dòng)Q2實(shí)現(xiàn)電源的打 開(kāi)和關(guān)閉。通過(guò)單片機(jī)的引腳CN2控制Q3的基極當(dāng)CN2二高電平3. 3V時(shí)CM0S管Q2導(dǎo)通電壓輸出 VBO開(kāi)始向測(cè)斜儀探管供電；當(dāng)CN2—氏電平時(shí)則Q2截至關(guān)閉探管電源。
參照?qǐng)D4，本發(fā)明的控制流程圖，當(dāng)單片機(jī)的AD轉(zhuǎn)換的數(shù)值大于一個(gè)設(shè)定的門(mén)限則認(rèn)為 檢測(cè)到了震動(dòng)，然后單片機(jī)控制測(cè)斜儀探管電源時(shí)期斷電。當(dāng)沒(méi)有震動(dòng)信號(hào)輸入時(shí)則打開(kāi)探 管電源。本發(fā)明的處理芯片采用單片機(jī)mega88V 8位處理器8K字節(jié)的FLASH程序存儲(chǔ)器，對(duì) 本產(chǎn)品的程序量能夠滿足。通過(guò)單片機(jī)來(lái)檢測(cè)加速計(jì)輸出的震動(dòng)信號(hào)，控制晶體管BC817實(shí) 現(xiàn)電源的開(kāi)關(guān)。另外使用32K字節(jié)的鐵電存儲(chǔ)器FM25L256B保存時(shí)間數(shù)據(jù)。同時(shí)采用PCA8565 芯片提供實(shí)時(shí)時(shí)鐘且提供時(shí)鐘中斷功能I2C通信接口。工作溫度范圍-4(TC to +125°C。并具 有實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘電池供電的功能。這里不能采用充電鋰電池供電原因是不耐高溫。只能采用大容 量的一次性紐扣高溫電池。實(shí)現(xiàn)采用每秒中斷方式單片機(jī)讀取時(shí)鐘信息。通信則采用RS232 芯片MAX3221芯片此芯片功耗低且具有低功耗休眠功能，休眠是電流低至10uA。本電路采用 自動(dòng)掉電喚醒模式，前提是RIN和DIN必須處于懸空狀態(tài)，當(dāng)RIN或者DIN檢測(cè)到一個(gè)高或低有 效電平時(shí)則喚醒并通過(guò)INVALID引腳喚醒單片機(jī)。參照?qǐng)D5，是本發(fā)明結(jié)構(gòu)縱向剖面圖，為了便于和配套的產(chǎn)品進(jìn)行連接和安裝，本發(fā)明 短節(jié)的外筒l外徑與其相連接電池筒及測(cè)斜儀探管的外徑一致，圖中所示短節(jié)的右端面內(nèi)螺 紋處連接電池筒的外螺紋，左端面外螺紋處連接探管的內(nèi)螺紋，為了保證連接后的導(dǎo)電功能 ，短節(jié)的連接螺紋充當(dāng)電源負(fù)極，電源正極件3和件6位于短節(jié)內(nèi)部，正極和負(fù)極之間靠絕緣 物質(zhì)件2和件5隔開(kāi)，內(nèi)部的骨架也即件2上安裝電路板件4 。
參照?qǐng)D6，是本發(fā)明與電池筒、測(cè)斜儀探管的連接示意圖，本發(fā)明接的位置在電池筒和 測(cè)斜儀探管之間，所以短節(jié)的下端需要和測(cè)斜儀探管進(jìn)行連接，上端和電池筒進(jìn)行連接，即 電池筒7、短節(jié)8、測(cè)斜儀探管9的順序連接。
本發(fā)明實(shí)施方式，在不改變現(xiàn)有多點(diǎn)測(cè)斜儀探管的結(jié)構(gòu)同時(shí)，只需將本發(fā)明短節(jié)接在測(cè) 斜儀探管和電池筒之間即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。安裝拆卸方便、用時(shí)擰上不用則拆下，非常靈活 。通過(guò)短節(jié)內(nèi)的震動(dòng)傳感器來(lái)檢測(cè)當(dāng)前所處的狀態(tài)是否為靜止，如果靜止則控制測(cè)斜儀探管 采集當(dāng)前的姿態(tài)參數(shù)，否則禁止采集。從以往探管數(shù)據(jù)采集的特點(diǎn)來(lái)看基本是震動(dòng)時(shí)數(shù)據(jù)沒(méi) 有規(guī)律。而靜止時(shí)則數(shù)據(jù)穩(wěn)定真實(shí)。本發(fā)明從控制方式來(lái)說(shuō)就是控制探管的電源開(kāi)啟與關(guān)閉 ，短節(jié)使用加速計(jì)來(lái)檢測(cè)探管是否出于震動(dòng)晃動(dòng)過(guò)程中，如果震動(dòng)則關(guān)閉探管電源；否則打 開(kāi)探管電源。
以上對(duì)本發(fā)明實(shí)施例子進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了闡 述，以上實(shí)施例子的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的系統(tǒng)及方法；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般 技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述， 本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
權(quán)利要求1一種多點(diǎn)測(cè)斜儀探管控制短節(jié)，其特征在于，所述短節(jié)通過(guò)判斷測(cè)斜儀探管是否處于震動(dòng)狀態(tài)來(lái)控制電池是否給測(cè)斜儀探管供電，當(dāng)判斷出測(cè)斜儀探管處于某個(gè)震動(dòng)狀態(tài)時(shí)，電池筒給測(cè)斜儀探管斷電，測(cè)斜儀探管不工作；當(dāng)判斷出測(cè)斜儀探管處于某個(gè)靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)候，電池給測(cè)斜儀探管供電，測(cè)斜儀探管工作，正常進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集。
2 根據(jù)權(quán)利要求l所述的多點(diǎn)測(cè)斜儀探管控制短節(jié)，其特征在于，所 述短節(jié)內(nèi)的震動(dòng)傳感器用來(lái)檢測(cè)測(cè)斜儀探管當(dāng)前所處的狀態(tài)是否為靜止。如果靜止則控制測(cè) 斜儀探管采集當(dāng)前的姿態(tài)參數(shù)，否則禁止采集。
3 根據(jù)權(quán)利要求l所述的多點(diǎn)測(cè)斜儀探管控制短節(jié)，其特征在于，所 述短節(jié)連接的位置在電池筒和測(cè)斜儀探管之間，短節(jié)的下端需要和測(cè)斜儀探管進(jìn)行連接，上 端和電池筒進(jìn)行連接。
4 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多點(diǎn)測(cè)斜儀探管控制短節(jié)，其特征在于，所 述短節(jié)在判斷測(cè)斜儀的震動(dòng)上，使用加速度傳感器判斷測(cè)斜儀探管是否處于采集有效數(shù)據(jù)的 狀態(tài)，使用時(shí)鐘電路記錄數(shù)據(jù)采集的開(kāi)始時(shí)間，同時(shí)使用存儲(chǔ)器來(lái)保存數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)采集開(kāi)始 時(shí)間。
5 根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的多點(diǎn)測(cè)斜儀探管控制短節(jié)，其特 征在于，不改變現(xiàn)有多點(diǎn)測(cè)斜儀探管的結(jié)構(gòu)，只需將所述短節(jié)接在測(cè)斜儀探管和電池筒之間 即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多點(diǎn)測(cè)斜儀探管控制短節(jié)。通過(guò)判斷測(cè)斜儀探管是否處于震動(dòng)狀態(tài)來(lái)控制電池是否給測(cè)斜儀探管供電，當(dāng)判斷出測(cè)斜儀探管處于某個(gè)震動(dòng)狀態(tài)時(shí)，電池筒給測(cè)斜儀探管斷電，測(cè)斜儀探管不工作；當(dāng)判斷出測(cè)斜儀探管處于某個(gè)靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，電池筒給測(cè)斜儀探管供電，測(cè)斜儀探管工作，正常進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。在判斷測(cè)斜儀探管的震動(dòng)上，采用了合適的加速度傳感器，能夠準(zhǔn)確判斷測(cè)斜儀探管是否處于采集有效數(shù)據(jù)的狀態(tài)。通過(guò)時(shí)鐘電路準(zhǔn)確記錄數(shù)據(jù)采集開(kāi)始時(shí)間，存儲(chǔ)器用來(lái)保存數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)采集開(kāi)始時(shí)間。本發(fā)明使用時(shí)，在現(xiàn)有測(cè)斜儀器基礎(chǔ)上增加此短節(jié)，連接在測(cè)斜儀探管和給測(cè)斜儀探管供電的電池筒之間。不使用時(shí)拆下來(lái)即可，不影響測(cè)斜儀其它功能的正常使用。
文檔編號(hào)E21B47/02GK101482011SQ20091030036
公開(kāi)日2009年7月15日 申請(qǐng)日期2009年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月9日
發(fā)明者勇 張, 李志新, 胡鐵英 申請(qǐng)人:北京六合偉業(yè)科技有限公司