一種石油井下信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油井下控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種石油井下信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在油氣資源的勘探和開采過程中，通過測(cè)井儀器獲取井下數(shù)據(jù)，并將其傳輸?shù)降孛嬉怨┓治?，?shí)現(xiàn)對(duì)井下系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；同時(shí)，總控制臺(tái)也需要控制命令實(shí)時(shí)地傳送給井下各個(gè)數(shù)據(jù)采集子模塊，以便對(duì)測(cè)井過程進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。
[0003]數(shù)據(jù)傳輸方式可分為有線傳輸和無線傳輸兩種。有線傳輸主要是通過專用電纜光纜將井下數(shù)據(jù)傳送到地面;無線傳輸即利用電場(chǎng)磁場(chǎng)、聲、光等物理量實(shí)現(xiàn)信息的傳輸。這些方法在不同的應(yīng)用背景下發(fā)揮著各自的特點(diǎn)，但也有各自的不足之處。特別是某些井下環(huán)境惡劣，測(cè)井系統(tǒng)所需進(jìn)行的數(shù)據(jù)通信對(duì)速度、距離、抗干擾性都有很高的要求。實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地獲取井下的溫度、壓力、流量等參數(shù)是了解井下具體情況并做出相應(yīng)措施的關(guān)鍵所在。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明提出一種石油井下信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸控制系統(tǒng)。本技術(shù)方案基于井下主控單元的CAN總線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，并在硬件結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)具體的數(shù)字信號(hào)處理算法，通過DSP的軟件設(shè)計(jì)了典型的測(cè)井信號(hào)的采集和處理，以及與地面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種石油井下信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸控制系統(tǒng)，包括:井下數(shù)據(jù)采集單元、井下主控單元、井下電力載波單元，井上電力載波單元和上位機(jī)控制單元；其中，
[0006]所述井下數(shù)據(jù)采集單元通過CAN總線與所述井下主控單元相連，所述井下主控單元通過RS422接口電路與井下電力載波單元相連，所述井下電力載波單元通過電力線與所述井上電力載波單元相連，所述井上電力載波單元通過RS422接口電路與所述上位機(jī)控制單元相連，實(shí)現(xiàn)石油井下信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸控制。
[0007]優(yōu)先地，所述井下主控單元通過CAN總線收發(fā)接口電路與所述CAN總線相連;所述CAN總線收發(fā)接口電路包括:
[0008]CAN控制器、雙非串聯(lián)電路、隔離電路、CAN收發(fā)器;其中，
[0009]所述CAN控制器的信號(hào)輸出端與所述雙非串聯(lián)電路的信號(hào)輸入端相連，所述雙非串聯(lián)電路的第一信號(hào)輸出端與所述隔離電路的相應(yīng)信號(hào)輸入端相連，所述雙非串聯(lián)電路的第二信號(hào)輸出端與所述隔離電路的另一相應(yīng)信號(hào)輸入端相連，所述隔離電路的輸出端與所述CAN收發(fā)器的輸入端相連;所述CAN收發(fā)器的輸出端與所述CAN總線相連。
[0010]優(yōu)選地，所述CAN中心收發(fā)接口電路還包括共模抑制電感;其中，所述CAN收發(fā)器的輸出端與所述共模抑制電感的輸入端相連，所述共模抑制電感的輸出端與所述CAN總線相連。[0011 ]優(yōu)選地，所述井下數(shù)據(jù)采集單元包括壓縮模塊、電源模塊、上液壓模塊、上爬行機(jī)構(gòu)、下液壓模塊、下爬行機(jī)構(gòu)和遙測(cè)模塊。
[0012]上述技術(shù)方案具有如下有益效果:
[0013]本發(fā)明基于TMS320F2808與CAN總線構(gòu)成的井下測(cè)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)通信系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)模塊化，且容易拆裝、容易檢測(cè)、容易校準(zhǔn);功能單元或部件安裝的整體性，即集成度要高；電路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、通用化。具有簡(jiǎn)潔性、開放性、高可靠性和強(qiáng)抗干擾性以及保證整個(gè)系統(tǒng)的安全性、保密性，工作人員操作的便捷性以及系統(tǒng)產(chǎn)品化可擴(kuò)展和技術(shù)升級(jí)空間等。
【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1為本發(fā)明提出的一種石油井下信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸控制系統(tǒng)框圖；
[0016]圖2為本發(fā)明涉及的CAN總線收發(fā)接口電路框圖之一；
[0017]圖3為本發(fā)明涉及的CAN總線收發(fā)接口電路框圖之二；
[0018]圖4為CAN總線收發(fā)接口電路的芯片管腳圖；
[0019]圖5為本實(shí)施例的石油井下信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸控制系統(tǒng)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0021]本發(fā)明主要針對(duì)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)通信系統(tǒng)的實(shí)際發(fā)展情況，提出基于DSP和CAN總線的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，利用DSP為主處理器完成對(duì)井下典型測(cè)井信號(hào)的采集以及利用CAN總線進(jìn)行各個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊和主控單元之間的數(shù)據(jù)通信。一方面解決了不同類型的井下儀器之間的配節(jié)問題，也大大減少了地面系統(tǒng)的復(fù)雜性，增強(qiáng)了可靠性，另一方面實(shí)現(xiàn)了地面監(jiān)控系統(tǒng)與井下測(cè)控模塊之間的高效、可靠、實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)通信。
[0022]在測(cè)井系統(tǒng)中，井下主控單元和井下數(shù)據(jù)采集單元之間是一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信關(guān)系，由于節(jié)點(diǎn)的數(shù)量是不定的，因此通信局域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)采用組網(wǎng)方式的拓樸結(jié)構(gòu)，并且網(wǎng)絡(luò)中某一個(gè)單元發(fā)生故障不應(yīng)當(dāng)引起整個(gè)網(wǎng)絡(luò)和其它單元之間的通信。由于井下數(shù)據(jù)采集單元和井下主控單元之間的這些特性，它們之間的組網(wǎng)采用總線型拓樸結(jié)構(gòu)。CAN總線技術(shù)與現(xiàn)有數(shù)據(jù)傳輸方法相比，具有傳輸速率快、傳輸距離遠(yuǎn)、容錯(cuò)機(jī)制好等優(yōu)點(diǎn)，在硬件上可以減少布線，易于系統(tǒng)擴(kuò)展或改型，在軟件上通信更加靈活，實(shí)時(shí)性更好，糾錯(cuò)能力更強(qiáng);CAN總線可以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)或全局廣播這三種方式傳送接收數(shù)據(jù);CAN總線采用短幀結(jié)構(gòu)，每一幀的有效字節(jié)數(shù)為8個(gè)，這樣傳輸時(shí)間短，受干擾的概率低，且具有極好的檢錯(cuò)能力。
[0023]如圖1所示，為本發(fā)明提出的一種石油井下信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸控制系統(tǒng)框圖。包括:井下數(shù)據(jù)采集單元、井下主控單元、井下電力載波單元，井上電力載波單元和上位機(jī)控制單元;其中，
[0024]所述井下數(shù)據(jù)采集單元通過CAN總線與所述井下主控單元相連，所述井下主控單元通過RS422接口電路與井下電力載波單元相連，所述井下電力載波單元通過電力線與所述井上電力載波單元相連，所述井上電力載波單元通過RS422接口電路與所述上位機(jī)控制單元相連，實(shí)現(xiàn)石油井下信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸控制。
[0025]對(duì)于本技術(shù)方案來說，所述井下主控單元通過CAN總線收發(fā)接口電路與所述CAN總線相連。如圖2所示，為本發(fā)明涉及的CAN總線收發(fā)接口電路框圖之一。包括:CAN控制器、雙非串聯(lián)電路、隔離電路、C