專利名稱：一種熱解綜合評(píng)價(jià)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及采用巖石熱解分析方法、進(jìn)行巖層定量檢測(cè)、解釋油氣層的儀器， 特別涉及一種熱解綜合評(píng)價(jià)儀。
背景技術(shù)：
錄井是一項(xiàng)隨鉆技術(shù)，是整個(gè)石油勘探開(kāi)發(fā)中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，其目的是發(fā)現(xiàn)油 氣層，并評(píng)價(jià)驗(yàn)證油氣顯示層。錄井已從過(guò)去的手工操作、人工定性描述發(fā)展成為應(yīng)用多種 儀器、裝備，集數(shù)據(jù)采集、處理和解釋為一體的石油勘探技術(shù)。地化錄井技術(shù)是應(yīng)用地球物理化學(xué)的技術(shù)方法，進(jìn)行巖層定量檢測(cè)、解釋油氣層 的錄井新技術(shù)。地化及特殊錄井技術(shù)是近幾年才發(fā)展、成熟起來(lái)的錄井技術(shù)，與測(cè)井、綜合 錄井相比較，具有分析數(shù)據(jù)精度高、速度快、操作方便、設(shè)備易維護(hù)、分析用樣源廣泛、投入/ 產(chǎn)出比高、經(jīng)濟(jì)效益明顯的優(yōu)勢(shì)。地化錄井不僅應(yīng)用于勘探現(xiàn)場(chǎng)，而且應(yīng)用于油氣開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，用于水淹層和剩余油 的評(píng)價(jià)。在我國(guó)一些大油田，已開(kāi)展了包括巖石熱解分析、定量熒光分析、巖石孔隙分析、巖 樣光譜分析、熱解-氣相色譜分析等項(xiàng)目的分析研究工作。原有的熱解綜合評(píng)價(jià)儀自動(dòng)化程度不夠完善，通常不具備流量系統(tǒng)的自動(dòng)檢測(cè)與 控制功能，故障自診斷功能也不夠完善。氮?dú)?、氫氣、空氣的波?dòng)會(huì)對(duì)檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生影響從 而影響分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，增加流量檢測(cè)與控制以保證檢測(cè)信號(hào)的準(zhǔn)確性及儀器的穩(wěn)定 性。另外，在分析過(guò)程中，如果故障不被及時(shí)發(fā)現(xiàn)將嚴(yán)重影響分析數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，最終導(dǎo)致對(duì) 油氣層的解釋評(píng)價(jià)的符合率降低。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，針對(duì)原有的熱解綜合評(píng)價(jià)儀自動(dòng) 化程度不夠完善，通常不具備流量系統(tǒng)的自動(dòng)檢測(cè)與控制功能，故障自診斷功能不夠完善 的難題，提供一種新的技術(shù)方案，在原有技術(shù)的基礎(chǔ)上利用新的檢測(cè)元件實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的自 動(dòng)控制，通過(guò)電路和芯片程序的開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)了流量、溫度、采集信號(hào)等環(huán)節(jié)的自動(dòng)監(jiān)控實(shí)現(xiàn)故 障報(bào)警，新的技術(shù)方案包括氮?dú)?、氫氣、空氣的質(zhì)量流量控制模塊通過(guò)串行高精度AD、DA轉(zhuǎn) 換芯片對(duì)流量數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)定、檢測(cè)，由流量控制單元自行完成控制；溫度檢測(cè)與控制由SPI 串行高精度AD、DA轉(zhuǎn)換芯片配合程序芯片內(nèi)的控制算法程序完成溫度控制；電壓調(diào)節(jié)使用 線性的全隔離交流調(diào)壓模塊實(shí)現(xiàn)輸出電壓的線性調(diào)節(jié)；I/O動(dòng)作在電路中進(jìn)行了隔離，實(shí) 現(xiàn)各種儀器動(dòng)作信號(hào)輸出；程序存儲(chǔ)芯片還具備接收上位PC機(jī)指令的功能。本實(shí)用新型是通過(guò)這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種熱解綜合評(píng)價(jià)儀，包括CPU電路、 溫控系統(tǒng)和流量控制系統(tǒng)，其特征在于，所述CPU電路，分別連接溫控系統(tǒng)和流量控制系 統(tǒng)；所述溫控系統(tǒng)包括與CPU電路連接的A/D轉(zhuǎn)換電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、一體化調(diào)壓模塊、 加熱體、進(jìn)樣單元和熱電偶調(diào)整與數(shù)字轉(zhuǎn)換電路；所述溫控系統(tǒng)的進(jìn)樣單元包括熱解爐熱 電偶Tl、檢測(cè)器(保溫塊)熱電偶T2、進(jìn)樣桿熱電偶T3和熱電偶信號(hào)調(diào)理與數(shù)字轉(zhuǎn)換電路，熱解爐熱電偶Tl、檢測(cè)器(保溫塊)熱電偶T2、進(jìn)樣桿熱電偶T3連接熱電偶信號(hào)調(diào)理與數(shù) 字轉(zhuǎn)換電路，經(jīng)熱電偶信號(hào)調(diào)理與數(shù)字轉(zhuǎn)換電路連接CPU電路；FID( flame ionization detector火焰離子化檢測(cè)儀)依次連接微電流放大器、A/D轉(zhuǎn)換電路，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路連 接CPU ；FID離子信號(hào)的模擬信號(hào)經(jīng)微電流放大器放大，再經(jīng)信號(hào)調(diào)理與A/D轉(zhuǎn)換電路送至 CPU ；CPU電路通過(guò)通信接口與上位PC機(jī)通訊；CPU電路連接由高集成度的D/A轉(zhuǎn)換芯片組 成D/A輸出電路，該芯片為SPI串行輸入、電壓輸出的DAC，一只芯片可帶4路輸出；所述D/ A輸出電路控制與熱解爐調(diào)壓模塊、檢測(cè)器調(diào)壓模塊和進(jìn)樣桿調(diào)壓模塊連接CPU電路的I/O 端口連接中間繼電器，通過(guò)中間繼電器控制電控負(fù)載；CPU電路通過(guò)A/D輸入和D/A輸出端 口與流量控制系統(tǒng)；所述流量控制系統(tǒng)包括三路氣體的控制，三路氣體為氮?dú)?、氫氣、空氣。本?shí)用新型在原有技術(shù)的基礎(chǔ)上利用新的檢測(cè)元件實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的自動(dòng)控制，通過(guò) 電路和芯片程序的開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)了流量、溫度、采集信號(hào)等環(huán)節(jié)的自動(dòng)監(jiān)控實(shí)現(xiàn)故障報(bào)警。本實(shí) 用新型的優(yōu)點(diǎn)是，采用先進(jìn)的技術(shù)和材料，增加了結(jié)構(gòu)部件的精度、電路系統(tǒng)集成化程度、 自動(dòng)監(jiān)控與報(bào)警功能，提高系統(tǒng)的控制精度和穩(wěn)定性，可靠性高，分析精度高，安裝維護(hù)容 易ο

圖1、熱解綜合評(píng)價(jià)儀電路結(jié)構(gòu)圖；圖2、溫控系統(tǒng)框圖；圖3、流量系統(tǒng)框圖；圖4、CPU工作流程圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。如圖1至圖3所示，熱解綜合評(píng)價(jià)儀電路中包括一個(gè)含有存儲(chǔ)控制儀器運(yùn)行的控 制程序的CPU，CPU外圍電路包括由串行A/D轉(zhuǎn)換器組成的A/D轉(zhuǎn)換電路，F(xiàn)ID微電流放大 器與之信號(hào)輸入端連接；FID離子信號(hào)的模擬信號(hào)井微電流放大器放大再經(jīng)信號(hào)調(diào)理與A/D轉(zhuǎn)換送至 CPU ；熱解爐溫度Tl、檢測(cè)器(保溫塊)溫度T2、進(jìn)樣桿溫度T3由熱電偶信號(hào)調(diào)理與數(shù)字 轉(zhuǎn)換電路采集、處理轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)經(jīng)控制邏輯接口送至CPU ；CPU根據(jù)預(yù)置程序?qū)π盘?hào)進(jìn)行處理、完成系統(tǒng)控制、與上位PC機(jī)通訊。由高集成度的D/A轉(zhuǎn)換芯片組成D/A輸出電路，該芯片為SPI串行輸入、電壓輸出 的DAC，一只芯片可帶4路輸出；溫度控制系統(tǒng)包括CPU控制的PID運(yùn)算電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、一體化調(diào)壓模塊、加 熱體、熱電偶調(diào)整與數(shù)字轉(zhuǎn)換電路，D/A轉(zhuǎn)換電路與調(diào)壓模塊連接，存儲(chǔ)程序的單片機(jī)通過(guò) PID運(yùn)算電路、D/A轉(zhuǎn)換電路和調(diào)壓模塊控制加熱爐絲的溫度，熱電偶采集加熱體溫度，通 過(guò)熱電偶調(diào)整與數(shù)字轉(zhuǎn)換電路負(fù)反饋給CPU，進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。溫度檢測(cè)電路由單片K型熱電偶放大與數(shù)字轉(zhuǎn)換器，完成熱電偶信號(hào)的檢測(cè)調(diào) 理與數(shù)字轉(zhuǎn)換。該器件是一復(fù)雜的單片熱電偶數(shù)字轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部具有信號(hào)調(diào)節(jié)放大器、模擬/數(shù)字化熱電偶轉(zhuǎn)換器、冷端補(bǔ)償傳感和校正、數(shù)字控制器、1個(gè)SPI兼容接口和1個(gè)相關(guān)的 邏輯控制。采用該芯片來(lái)完成熱電偶的信號(hào)放大、冷端補(bǔ)償、線性化及數(shù)字化輸出功能，大 大簡(jiǎn)化了熱電偶在嵌入式領(lǐng)域的應(yīng)用設(shè)計(jì)。流量控制系統(tǒng)包括三路氣體的控制氮?dú)?、氫氣、空氣。包括穩(wěn)壓閥、壓力表、質(zhì)量流量控制計(jì)，質(zhì)量流量控制計(jì)將檢測(cè)信號(hào)傳遞給CPU，再 通過(guò)串口通訊傳遞給上位PC，進(jìn)行流量顯示，操作者依據(jù)上位PC顯示，根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行 氣體流量的調(diào)節(jié)，通過(guò)CPU向質(zhì)量流量控制計(jì)發(fā)送控制信號(hào)從而控制三路氣體的流量，輸 出穩(wěn)定流量的氣體。其中空氣氣路壓力表后接五通，一路為空氣質(zhì)量流量控制計(jì)輸入，另四 路分別接進(jìn)樣桿氣缸五通閥、密封塊氣缸五通閥、冷吹1三通閥、冷吹2三通閥。存儲(chǔ)程序的單片機(jī)還接受上位PC機(jī)指令控制進(jìn)行運(yùn)作使各功能板實(shí)現(xiàn)功能如 下輸入-主機(jī)板包括輸入模擬信號(hào)調(diào)理和A/D轉(zhuǎn)換；熱電偶信號(hào)調(diào)理與數(shù)字轉(zhuǎn)換； CPU、系統(tǒng)控制、通訊功能；D/A轉(zhuǎn)換與溫度控制。開(kāi)關(guān)量輸入輸出板包括1/0接口 ；開(kāi)關(guān)量信號(hào)的輸出。熱解綜合評(píng)價(jià)儀CPU工作流程如圖4所示，根據(jù)已知的和測(cè)得的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行程 序的編制，顯示的是軟件控制儀器CPU工作的一個(gè)程序，按此程序過(guò)程，自動(dòng)得控制熱解綜 合評(píng)價(jià)儀運(yùn)行。本實(shí)用新型實(shí)施例已被闡明，由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員依據(jù)專業(yè)知識(shí)可再現(xiàn)。
權(quán)利要求1. 一種熱解綜合評(píng)價(jià)儀，包括CPU電路、溫控系統(tǒng)和流量控制系統(tǒng)，其特征在于，所述 CPU電路，分別連接溫控系統(tǒng)和流量控制系統(tǒng)；所述溫控系統(tǒng)包括與CPU電路連接的A/D轉(zhuǎn) 換電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、一體化調(diào)壓模塊、加熱體、進(jìn)樣單元和熱電偶調(diào)整與數(shù)字轉(zhuǎn)換電路； 所述溫控系統(tǒng)的進(jìn)樣單元包括熱解爐熱電偶Tl、檢測(cè)器熱電偶T2、進(jìn)樣桿熱電偶T3和熱電 偶信號(hào)調(diào)理與數(shù)字轉(zhuǎn)換電路，熱解爐熱電偶Tl、檢測(cè)器熱電偶T2、進(jìn)樣桿熱電偶T3連接熱 電偶信號(hào)調(diào)理與數(shù)字轉(zhuǎn)換電路，經(jīng)熱電偶信號(hào)調(diào)理與數(shù)字轉(zhuǎn)換電路連接CPU電路；FID依次連接微電流放大器、A/D轉(zhuǎn)換電路，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路連接CPU ；CPU電路通過(guò)通 信接口與上位PC機(jī)通訊；CPU電路連接由高集成度的D/A轉(zhuǎn)換芯片組成D/A輸出電路，該芯 片為SPI串行輸入、電壓輸出的DAC，一只芯片可帶4路輸出；所述D/A輸出電路與熱解爐 調(diào)壓模塊、檢測(cè)器調(diào)壓模塊和進(jìn)樣桿調(diào)壓模塊連接；CPU電路的I/O端口連接中間繼電器， 通過(guò)中間繼電器控制電控負(fù)載；CPU電路通過(guò)A/D輸入和D/A輸出端口與流量控制系統(tǒng)；所 述流量控制系統(tǒng)包括三路氣體的控制，三路氣體為氮?dú)?、氫氣、空氣?br> 專利摘要本實(shí)用新型涉及一種熱解綜合評(píng)價(jià)儀，包括CPU電路、溫控系統(tǒng)和流量控制系統(tǒng)，所述CPU電路分別連接溫控系統(tǒng)和流量控制系統(tǒng)；利用新的檢測(cè)元件實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的自動(dòng)控制，通過(guò)電路和芯片程序的開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)了流量、溫度、采集信號(hào)等環(huán)節(jié)的自動(dòng)監(jiān)控實(shí)現(xiàn)故障報(bào)警，其優(yōu)點(diǎn)是，采用先進(jìn)的技術(shù)和材料，增加了結(jié)構(gòu)部件的精度、電路系統(tǒng)集成化程度、自動(dòng)監(jiān)控與報(bào)警功能，提高系統(tǒng)的控制精度和穩(wěn)定性，可靠性高，分析精度高，安裝維護(hù)容易。
文檔編號(hào)G01V1/40GK201926765SQ201020674718
公開(kāi)日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者單德青, 吳桐, 徐森, 李娟 , 李棟巍, 楊濤, 董靈彥 申請(qǐng)人:天津陸海石油設(shè)備系統(tǒng)工程有限責(zé)任公司