本發(fā)明涉及一種可以實(shí)時(shí)監(jiān)測并記錄井下工況與儀器運(yùn)行信息的井下隨鉆測量儀器連接器。

背景技術(shù)：
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井下隨鉆測量系統(tǒng)通常包括多種不同的儀器，各儀器之間由連接器實(shí)現(xiàn)機(jī)械連接和電氣連接，一般需要幾個(gè)或十幾個(gè)連接器。這些連接器內(nèi)部包含貫通線，為系統(tǒng)內(nèi)各儀器提供所需的工作電源和通信線路，因此，現(xiàn)有連接器只具有儀器連接功能，而沒有測量功能，連接器的內(nèi)部空間沒有得到有效利用。井下壓力、振動(dòng)、沖擊、溫度等可以反映鉆井工況，是安全鉆井必要的參數(shù)，另外，井下各儀器工作電壓、電流等參數(shù)，可以反映儀器的工作狀況，是儀器運(yùn)行狀態(tài)在線診斷的重要信息。目前，這些鉆井工況和儀器工作狀態(tài)的測量是將傳感器和測量電路安裝在獨(dú)立測量短節(jié)內(nèi)，儀器長度隨著測量參數(shù)的增加而增加，而且安裝位置一般距離鉆頭較遠(yuǎn)，影響了測量的實(shí)時(shí)性。因此，有必要利用現(xiàn)有連接器的內(nèi)部空間，將上述測量功能進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)連接與測量的功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的在于解決上述問題，提供一種結(jié)構(gòu)小巧、功能獨(dú)立、性能可靠穩(wěn)定的用于隨鉆測量裝置的井下集成測量連接器。它可以連接在井下儀器的任意位置，適用于任何隨鉆儀器,既可以作為獨(dú)立的監(jiān)測模塊使用，也可以與隨鉆儀器掛接，實(shí)時(shí)上傳測量數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容如下：

一種井下集成測量連接器，包括連接器本體、扶正器和內(nèi)腔，其中：內(nèi)腔內(nèi)安裝有壓力傳感器和至少一種其他傳感器以及測量電路；壓力傳感器與外界連通；本體兩端有絲扣和密封圈并安裝有通信接頭，兩個(gè)通信接頭之間有貫通線連接，測量電路與通信接頭之間有通信線連接。

連接器本體內(nèi)安裝的其它傳感器包括振動(dòng)傳感器、沖擊傳感器、溫度傳感器。所述測量電路包括信號采集單元、MCU單元、通信總線、存儲單元和電源管理單元。所述貫通線至少包括電源線、通信線。電源管理單元提供傳感器和測量電路的工作電源和監(jiān)測貫通電源線的電流狀態(tài)，超過預(yù)先設(shè)定的安全閾值時(shí)會關(guān)斷電源。測量電路可以將實(shí)時(shí)測量數(shù)據(jù)直接存入存儲器并通過通信線接收指令，并發(fā)送測量數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的益處在于該發(fā)明采用一體化的集成設(shè)計(jì)，充分利用了連接器空間，無需增加額外空間就可以在位置與井下儀器連接；同時(shí)，該連接器的功能獨(dú)立，可以作為井下的實(shí)時(shí)監(jiān)測裝置單獨(dú)使用，分布安裝在各個(gè)儀器的連接處，對各環(huán)節(jié)的儀器運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測。

附圖說明：

圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)剖面圖。

圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的測量電路原理示意圖。

圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電源管理單元的原理示意圖。

圖4是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的復(fù)用工作模式下的程序流程圖。

圖5是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例示意圖。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述：

圖1所示的一種實(shí)施例中的連接器本體（6）外安裝有扶正器（2），其內(nèi)腔（4）安裝了壓力傳感器（7）和振動(dòng)、沖擊和溫度至少一種傳感器（13），其中壓力傳感器（7）的壓力感應(yīng)端通過本體上的通孔（11）與外界連通，可以測量鉆鋌內(nèi)的立柱壓力，并由兩道密封圈（9）防止泥漿由通孔（11）進(jìn)入連接器內(nèi)腔（4）；本體的兩端由絲扣（12）實(shí)現(xiàn)與其他儀器（1）的連接，并由兩道密封圈（5）實(shí)現(xiàn)密封。在有壓力傳感器的一端使用Micro-D接頭（8），另一端使用自鎖接頭（3）。除貫通線10外，電路上的通信線路（14）也分別連接至兩個(gè)接頭。

圖2是圖1所示實(shí)施例的測量電路原理示意圖。四個(gè)傳感器經(jīng)過信號放大處理后進(jìn)入4路同步A/D轉(zhuǎn)換器，將采集的數(shù)據(jù)交給MCU單元處理；MCU單元負(fù)責(zé)將處理后的數(shù)據(jù)存入Flash中；同時(shí)，MCU單元還可以根據(jù)通信總線接收到的控制字進(jìn)行通信和工作模式設(shè)定。該連接器的供電取自于貫通電源線，并由電源管理單元進(jìn)行電流監(jiān)測，當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)進(jìn)行關(guān)斷以確保該裝置以及所掛接系統(tǒng)的供電穩(wěn)定可靠，如圖3所示。

該連接器的工作模式有三種：自動(dòng)監(jiān)測模式、數(shù)據(jù)應(yīng)答模式和自動(dòng)監(jiān)測與數(shù)據(jù)應(yīng)答復(fù)用模式。其中，自動(dòng)監(jiān)測模式可以作為井下工況的實(shí)時(shí)記錄系統(tǒng)，在取出儀器后由上位機(jī)讀取井下各個(gè)狀態(tài)信息以便于工程人員分析使用，也可以作為各自狀態(tài)預(yù)警系統(tǒng)，在超出儀器設(shè)定的閾值時(shí)發(fā)送預(yù)警指令，其中存儲時(shí)間間隔和安全閾值可以是固定值也可以由上位機(jī)設(shè)定；數(shù)據(jù)應(yīng)答模式為連接器根據(jù)接收到的具體指令后，往通信總線發(fā)送指定的數(shù)據(jù)，無指令時(shí)處于待機(jī)狀態(tài)，該模式下系統(tǒng)功耗最??；自動(dòng)監(jiān)測和數(shù)據(jù)應(yīng)答復(fù)用模式兼具兩種模式的優(yōu)點(diǎn)，既可以實(shí)時(shí)測量內(nèi)部全部傳感器的數(shù)據(jù)并存入電路上的存儲器中，也可以根據(jù)預(yù)先設(shè)定的安全閾值進(jìn)行不同狀態(tài)的響應(yīng)，并根據(jù)接收到的具體指令往通信總線發(fā)送最新的指定數(shù)據(jù)，其中安全閾值為最高優(yōu)先級。

圖4是本發(fā)明在自動(dòng)監(jiān)測和數(shù)據(jù)應(yīng)答復(fù)用模式下的程序流程圖。系統(tǒng)啟動(dòng)后，MCU單元首先進(jìn)行各個(gè)模塊的自檢并將返回的狀態(tài)信息實(shí)時(shí)存入Flash中，如果存在異常則將異常代碼由通信總線發(fā)送給上位機(jī)。系統(tǒng)初始化后進(jìn)行傳感器數(shù)據(jù)采集，并判斷是否超出安全閾值，同時(shí)根據(jù)接收到的具體指令往通信總線發(fā)送最新的指定數(shù)據(jù)。

圖5所示的是分布式測量控制實(shí)施例。由于該連接器的功能獨(dú)立，可以作為井下的實(shí)時(shí)監(jiān)測裝置單獨(dú)使用，因此可以在井下隨鉆儀器各個(gè)的連接處分布安裝，對各環(huán)節(jié)的儀器運(yùn)行情況和不同位置的工況信息進(jìn)行同時(shí)監(jiān)測，為提高系統(tǒng)可靠性提供技術(shù)支持。

上述實(shí)施例僅說明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式等都是可以所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。