專利名稱：一種簡易錄井儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種錄井儀，尤其是涉及一種利用紅外光來分析氣體成分技術(shù)和 無線傳輸，實現(xiàn)現(xiàn)場傳感器信號無線傳輸?shù)暮喴卒浘畠x。
技術(shù)背景石油地質(zhì)勘探錄井技術(shù)是用來發(fā)現(xiàn)、評估油氣藏量的重要手段，主要是通過對鉆 井液泥漿中的氣體組分進行檢測分析，以此發(fā)現(xiàn)探井地層的油氣顯示。目前對泥漿中的伴 隨氣體大多采用色譜分析方法，其流程是通 過脫氣器抽取泥漿中的烴類氣體，再通過氫焰 離子鑒定器轉(zhuǎn)換為電子信號，經(jīng)計算機處理，得到全烴等氣體含量參數(shù)。這種結(jié)構(gòu)的綜合錄井儀雖然可以發(fā)現(xiàn)和評價地下油層含量，但這種設(shè)備較為昂 貴，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不適于普及使用。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的局限性，而提供一 種簡易的錄井儀，該錄井儀實現(xiàn)了鉆井現(xiàn)場各參數(shù)的同步快速采集、監(jiān)測與應(yīng)用。儀器能夠 實現(xiàn)鉆井工程參數(shù)采集和油氣檢測雙重功能，可用于石油和煤層氣的現(xiàn)場勘探地質(zhì)錄井。 并將無線紅外全烴傳感器檢測系統(tǒng)融入其中。實現(xiàn)小型化、系統(tǒng)化、現(xiàn)場傳感器數(shù)據(jù)采集系 統(tǒng)的無線傳輸。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案如下一種簡易錄井儀，包括氣路系 統(tǒng)、樣品氣檢測腔室及信號數(shù)據(jù)采集與處理；所述氣路系統(tǒng)包括脫氣器和樣氣泵；所述信 號數(shù)據(jù)采集與處理部分，包括信號數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)處理單元、數(shù)據(jù)傳輸單元和數(shù)據(jù)顯示 單元；其特征在于所述信號數(shù)據(jù)采集單元包括紅外全烴探測器、絞車傳感器、懸重傳感器 和泵沖傳感器；所述氣路系統(tǒng)的脫氣器、樣氣泵和紅外全烴探測器依次連接；數(shù)據(jù)處理單 元包括全烴檢測模塊、絞車處理模塊、脈沖計數(shù)模塊和模擬量模塊；數(shù)據(jù)傳輸單元為無線傳 輸，數(shù)據(jù)顯示單元為采集計算機顯示；連接關(guān)系分為兩路一路為來自于樣品氣檢測腔室 的氣體被紅外探測器檢測的信號數(shù)據(jù)傳輸至全烴檢測模塊，經(jīng)無線接收器傳輸給采集計算 機；另一路是絞車傳感器、懸重傳感器和泵沖傳感器的信號數(shù)據(jù)分別經(jīng)絞車處理模塊、模擬 量模塊、脈沖計數(shù)模塊采集，然后經(jīng)無線接收器傳給采集計算機。所述錄井儀還包括一無線節(jié)點系統(tǒng)，所述無線節(jié)點系統(tǒng)由多個結(jié)構(gòu)相同的無線節(jié) 點和至少一個無線基點組成，所述每個無線節(jié)點包括微處理器模塊和射頻模塊，所述微處 理器模塊用來采集各傳感器信號；射頻模塊藕接于微處理器，將無線基點傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包傳 輸給微處理模塊，并通過上機位顯示傳感器的數(shù)據(jù)。所述無線節(jié)點系統(tǒng)還包括傳感器信號校正模塊，所述傳感器信號包括模擬信號整 形模塊、脈沖信號整形模塊、校正模塊連接傳感器信號與絞車調(diào)理模塊、脈沖計數(shù)模塊和模 擬量模塊之間，所述傳感器信號校正模塊對模擬信號、絞車信號和泵沖信號進行放大、過 濾、校正和轉(zhuǎn)換，并把信號提交給微處理器采集。[0008]所述無線節(jié)點為開關(guān)電源、電池組供電的模式，所述開關(guān)電源和電池組之間為非 易失性存儲電路。本實用新型的有益效果，本實用新型采用了紅外光波烴氣吸收的原理，使用壽命 長，整體系統(tǒng)反應(yīng)時間短，檢測分析周期也較短，適合于快速鉆井。與氫火焰離子氣體分析 相比，簡化了整體結(jié)構(gòu)、降低了制造成本。另外，采用無線傳感器節(jié)點采集，因無線傳感器的 節(jié)點可以很方便的增加和拆除，方便拓展錄井現(xiàn)場作業(yè)面、擴大錄井現(xiàn)場作業(yè)半徑，減少錄 井現(xiàn)場工作人員的工耗，提高現(xiàn)場工作人員工作效率。無線傳感器安裝很方便，抗干擾。通過不同的頻段將無線采集板的采集數(shù)據(jù)傳送 到基站。最后通過基站，借助不同的通信網(wǎng)絡(luò)，將采集數(shù)據(jù)傳輸?shù)接脩羰种?。本實用新型能夠?qū)崟r檢測鉆井過程中井深、遲到井深、入口流量、大鉤懸重、鉆時、 總烴等基本鉆井、地質(zhì)參數(shù)，還可監(jiān)視、預(yù)報遇阻、遇卡等工程事故。脫機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可完 成地質(zhì)報表及鉆具等數(shù)據(jù)的管理及維護打印，巖屑錄井圖等圖件制作功能。

圖1為本實用新型全烴系統(tǒng)方框圖；圖2為本實用新型無線節(jié)點采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖3為本實用新型系統(tǒng)方框圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，對本實用新型進行具體說明本實用新型一種簡易錄井儀，包括氣 路系統(tǒng)、樣品氣檢測腔室、信號數(shù)據(jù)采集與處理和電源系統(tǒng)；所述氣路系統(tǒng)包括脫氣器和樣 氣泵。樣品氣檢測腔室一邊接收被測樣品氣，一邊放空氣體。所述信號數(shù)據(jù)采集與處理部 分，包括信號數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)處理單元、數(shù)據(jù)傳輸單元和數(shù)據(jù)顯示單元；所述信號數(shù)據(jù) 采集單元包括紅外全烴探測器、絞車傳感器、懸重傳感器和泵沖傳感器；數(shù)據(jù)處理單元包括 全烴檢測模塊和絞車調(diào)理模塊、脈沖計數(shù)模塊和模擬量模塊；數(shù)據(jù)傳輸單元為無線傳輸，數(shù) 據(jù)顯示單元為采集計算機顯示；所述脫氣器、樣氣泵和紅外全烴探測器依次連接；連接關(guān) 系分為兩路一路為來自于樣品氣檢測腔室的紅外探測器的信號數(shù)據(jù)傳輸至全烴檢測模 塊，經(jīng)無線傳輸給采集計算機；另一路是經(jīng)無線節(jié)點系統(tǒng)采集絞車傳感器、懸重傳感器和泵 沖傳感器的信號數(shù)據(jù)先傳給絞車調(diào)理模塊，再由絞車調(diào)理模塊傳給脈沖計數(shù)模塊，然后經(jīng) 轉(zhuǎn)換器傳給采集計算機，泵沖傳感器信號數(shù)據(jù)經(jīng)過脈沖信號處理模塊，然后傳給采集計算 機，懸重傳感器的信號數(shù)據(jù)都經(jīng)模擬量模塊和轉(zhuǎn)換器傳給采集計算機。上述無線節(jié)點系統(tǒng)由多個結(jié)構(gòu)相同的無線節(jié)點和至少一個無線基點組成，所述每 個無線節(jié)點包括微處理器模塊和射頻模塊，所述微處理器模塊用來采集各傳感器信號；射 頻模塊藕接于微處理器，將無基點傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包傳輸給微處理模塊，并通過上機位顯示傳 感器的數(shù)據(jù)。所述射頻模塊用于偵聽基點傳輸過來的數(shù)據(jù)包，并將數(shù)據(jù)包傳輸給微處理器?？?以選用了功耗低，支持高速跳頻，體積小，外圍器件少，配置簡單，且工作于2. 4G 2. 5GHz ISM頻段芯片。在射頻信號輸出部分，根據(jù)發(fā)送功率設(shè)置濾波網(wǎng)絡(luò)，以實現(xiàn)阻抗匹配，使到達 天線的信號最強。為了防止高頻信號泄漏，選用Q值較小的器件。[0018]上位機程序是用來監(jiān)控和協(xié)調(diào)各個無線節(jié)點采集工作，并實時顯示各節(jié)點傳感器的數(shù)據(jù)。用VC++6. 0制作了用戶操作界面，內(nèi)部通過軟件把USB協(xié)議轉(zhuǎn)換成RS232協(xié)議，通 訊協(xié)議是開始標志符+協(xié)議長度+硬件地址+命令字+數(shù)據(jù)+效驗碼。系統(tǒng)是采用輪詢 的工作方式，在同一時刻無線基點向某個無線節(jié)點發(fā)送提取數(shù)據(jù)請求，無線節(jié)點根據(jù)請求 采集數(shù)據(jù)，發(fā)給無線基點，然后再向下一個無線節(jié)點發(fā)送請求。倘若在此過程中超時，系統(tǒng) 也會再向下一個無線節(jié)點發(fā)送請求上述無線節(jié)點系統(tǒng)還包括傳感器信號校正模塊，所述傳感器信號校正模塊連接傳 感器信號與絞車調(diào)理模塊、脈沖計數(shù)模塊和模擬量模塊之間，所述傳感器信號校正模塊對 模擬信號、絞車信號和泵沖信號進行放大、過濾、校正和轉(zhuǎn)換，并把信號提交給微處理器采集。所述節(jié)點采用開關(guān)電源、電池組供電的模式。開關(guān)電源和電池組之間為非易失性 存儲電路。本實用新型的工作原理被測樣品氣進入樣品氣檢測腔室，此時紅外光波被樣品 氣中的某一類烴氣吸收去一部分，紅外光波的強度會明顯減弱，從而測得該烴氣體濃度的 大小。絞車傳感器，主要功能是測量井深數(shù)據(jù)。泵沖傳感器，主要功能是測量泵沖次數(shù)， 判斷鉆井狀態(tài)。懸重傳感器，主要功能是測量鉆井大鉤懸重。在隨鉆進行氣測工作的同時， 由以上的傳感器共同完成鉆井數(shù)據(jù)的采集與處理。上述鉆井在線氣測和鉆井數(shù)據(jù)實測，二 者同時進行，從而實現(xiàn)鉆井氣錄井整體系統(tǒng)工作。
權(quán)利要求一種簡易錄井儀，包括氣路系統(tǒng)、樣品氣檢測腔室及信號數(shù)據(jù)采集與處理；所述氣路系統(tǒng)包括脫氣器和樣氣泵；所述信號數(shù)據(jù)采集與處理部分，包括信號數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)處理單元、數(shù)據(jù)傳輸單元和數(shù)據(jù)顯示單元；其特征在于所述信號數(shù)據(jù)采集單元包括紅外全烴探測器、絞車傳感器、懸重傳感器和泵沖傳感器；所述氣路系統(tǒng)的脫氣器、樣氣泵和紅外全烴探測器依次連接；數(shù)據(jù)處理單元包括全烴檢測模塊、絞車處理模塊、脈沖計數(shù)模塊和模擬量模塊；數(shù)據(jù)傳輸單元為無線傳輸，數(shù)據(jù)顯示單元為采集計算機顯示；連接關(guān)系分為兩路一路為來自于樣品氣檢測腔室的氣體被紅外探測器檢測的信號數(shù)據(jù)傳輸至全烴檢測模塊，經(jīng)無線接收器傳輸給采集計算機；另一路是絞車傳感器、懸重傳感器和泵沖傳感器的信號數(shù)據(jù)分別經(jīng)絞車處理模塊、模擬量模塊、脈沖計數(shù)模塊采集，然后經(jīng)無線接收器傳給采集計算機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種簡易錄井儀，其特征在于還包括無線節(jié)點系統(tǒng)，所述無 線節(jié)點系統(tǒng)由多個結(jié)構(gòu)相同的無線節(jié)點和至少一個無線基點組成，所述每個無線節(jié)點包括 微處理器模塊和射頻模塊，所述微處理器模塊用來采集各傳感器信號；射頻模塊藕接于微 處理器，將無線基點傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包傳輸給微處理模塊，并通過上機位顯示傳感器的數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種簡易錄井儀，其特征在于所述無線節(jié)點系統(tǒng)還包括傳 感器信號校正模塊，所述傳感器信號校正模塊連接傳感器信號與絞車調(diào)理模塊、脈沖計數(shù) 模塊和模擬量模塊之間，所述傳感器信號校正模塊對模擬信號、絞車信號和泵沖信號進行 放大、過濾、校正和轉(zhuǎn)換，并把信號提交給微處理器采集。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種簡易錄井儀，其特征在于所述無線節(jié)點為開關(guān)電 源、電池組供電的模式，所述開關(guān)電源和電池組之間為非易失性存儲電路。
專利摘要本實用新型涉及一種簡易錄井儀，是石油地質(zhì)勘探中發(fā)現(xiàn)、評估油氣藏量的儀器。其結(jié)構(gòu)包括氣路系統(tǒng)、樣品氣檢測腔室及信號數(shù)據(jù)采集與處理；脫氣器、樣氣泵和紅外全烴探測器依次連接；來自于樣品氣檢測腔室的紅外探測器的信號數(shù)據(jù)傳輸至全烴檢測模塊，經(jīng)無線傳輸給采集計算機；絞車傳感器、懸重傳感器和泵沖傳感器的信號數(shù)據(jù)通過無線節(jié)點系統(tǒng)采集后經(jīng)無線接收器傳給采集計算機。由于采用了紅外光波烴氣吸收的原理，使用壽命長，檢測分析周期也較短，適合于快速鉆井。簡化了整體結(jié)構(gòu)、降低了制造成本。另外方便拓展錄井現(xiàn)場作業(yè)面、擴大錄井現(xiàn)場作業(yè)半徑，減少錄井現(xiàn)場工作人員的工耗，提高現(xiàn)場工作人員工作效率。
文檔編號H04W84/18GK201554455SQ20092021360
公開日2010年8月18日 申請日期2009年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月13日
發(fā)明者姚建國, 戴立斌, 李永勝, 楊金龍, 趙璉璉, 邵東波 申請人:上海歐申科技有限公司;上海歐申儀器儀表科技有限公司