專利名稱：一種簡易錄井儀的制作方法
技術領域：
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和 無線傳輸，實現現場傳感器信號無線傳輸的簡易錄井儀。
技術背景石油地質勘探錄井技術是用來發現、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，以此發現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 離子鑒定器轉換為電子信號，經計算機處理，得到全烴等氣體含量參數。這種結構的綜合錄井儀雖然可以發現和評價地下油層含量，但這種設備較為昂 貴，結構復雜，不適于普及使用。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題是為了克服現有技術中存在的局限性，而提供一 種簡易的錄井儀，該錄井儀實現了鉆井現場各參數的同步快速采集、監測與應用。儀器能夠 實現鉆井工程參數采集和油氣檢測雙重功能，可用于石油和煤層氣的現場勘探地質錄井。 并將無線紅外全烴傳感器檢測系統融入其中。實現小型化、系統化、現場傳感器數據采集系 統的無線傳輸。為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案如下一種簡易錄井儀，包括氣路系 統、樣品氣檢測腔室及信號數據采集與處理；所述氣路系統包括脫氣器和樣氣泵；所述信 號數據采集與處理部分，包括信號數據采集單元、數據處理單元、數據傳輸單元和數據顯示 單元；其特征在于所述信號數據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；所述氣路系統的脫氣器、樣氣泵和紅外全烴探測器依次連接；數據處理單 元包括全烴檢測模塊、絞車處理模塊、脈沖計數模塊和模擬量模塊；數據傳輸單元為無線傳 輸，數據顯示單元為采集計算機顯示；連接關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據傳輸至全烴檢測模塊，經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據分別經絞車處理模塊、模擬 量模塊、脈沖計數模塊采集，然后經無線接收器傳給采集計算機。所述錄井儀還包括一無線節點系統，所述無線節點系統由多個結構相同的無線節 點和至少一個無線基點組成，所述每個無線節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，將無線基點傳輸的數據包傳 輸給微處理模塊，并通過上機位顯示傳感器的數據。所述無線節點系統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理模塊、脈沖計數模塊和模 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、校正和轉換，并把信號提交給微處理器采集。[0008]所述無線節點為開關電源、電池組供電的模式，所述開關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，整體系統反應時間短，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，簡化了整體結構、降低了制造成本。另外，采用無線傳感器節點采集，因無線傳感器的 節點可以很方便的增加和拆除，方便拓展錄井現場作業面、擴大錄井現場作業半徑，減少錄 井現場工作人員的工耗，提高現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據傳送 到基站。最后通過基站，借助不同的通信網絡，將采集數據傳輸到用戶手中。本實用新型能夠實時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、地質參數，還可監視、預報遇阻、遇卡等工程事故。脫機數據處理系統可完 成地質報表及鉆具等數據的管理及維護打印，巖屑錄井圖等圖件制作功能。
圖1為本實用新型全烴系統方框圖；圖2為本實用新型無線節點采集系統結構圖；圖3為本實用新型系統方框圖。
具體實施方式
以下結合附圖，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、樣品氣檢測腔室、信號數據采集與處理和電源系統；所述氣路系統包括脫氣器和樣 氣泵。樣品氣檢測腔室一邊接收被測樣品氣，一邊放空氣體。所述信號數據采集與處理部 分，包括信號數據采集單元、數據處理單元、數據傳輸單元和數據顯示單元；所述信號數據 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；數據處理單元包括 全烴檢測模塊和絞車調理模塊、脈沖計數模塊和模擬量模塊；數據傳輸單元為無線傳輸，數 據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 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據傳輸至全烴檢測模 塊，經無線傳輸給采集計算機；另一路是經無線節點系統采集絞車傳感器、懸重傳感器和泵 沖傳感器的信號數據先傳給絞車調理模塊，再由絞車調理模塊傳給脈沖計數模塊，然后經 轉換器傳給采集計算機，泵沖傳感器信號數據經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據都經模擬量模塊和轉換器傳給采集計算機。上述無線節點系統由多個結構相同的無線節點和至少一個無線基點組成，所述每 個無線節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，將無基點傳輸的數據包傳輸給微處理模塊，并通過上機位顯示傳 感器的數據。所述射頻模塊用于偵聽基點傳輸過來的數據包，并將數據包傳輸給微處理器。可 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，根據發送功率設置濾波網絡，以實現阻抗匹配，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控和協調各個無線節點采集工作，并實時顯示各節點傳感器的數據。用VC++6. 0制作了用戶操作界面，內部通過軟件把USB協議轉換成RS232協議，通 訊協議是開始標志符+協議長度+硬件地址+命令字+數據+效驗碼。系統是采用輪詢 的工作方式，在同一時刻無線基點向某個無線節點發送提取數據請求，無線節點根據請求 采集數據，發給無線基點，然后再向下一個無線節點發送請求。倘若在此過程中超時，系統 也會再向下一個無線節點發送請求上述無線節點系統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 感器信號與絞車調理模塊、脈沖計數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、校正和轉換，并把信號提交給微處理器采集。所述節點采用開關電源、電池組供電的模式。開關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據。泵沖傳感器，主要功能是測量泵沖次數， 判斷鉆井狀態。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據的采集與處理。上述鉆井在線氣測和鉆井數據實測，二 者同時進行，從而實現鉆井氣錄井整體系統工作。
權利要求一種簡易錄井儀，包括氣路系統、樣品氣檢測腔室及信號數據采集與處理；所述氣路系統包括脫氣器和樣氣泵；所述信號數據采集與處理部分，包括信號數據采集單元、數據處理單元、數據傳輸單元和數據顯示單元；其特征在于所述信號數據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；所述氣路系統的脫氣器、樣氣泵和紅外全烴探測器依次連接；數據處理單元包括全烴檢測模塊、絞車處理模塊、脈沖計數模塊和模擬量模塊；數據傳輸單元為無線傳輸，數據顯示單元為采集計算機顯示；連接關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據傳輸至全烴檢測模塊，經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據分別經絞車處理模塊、模擬量模塊、脈沖計數模塊采集，然后經無線接收器傳給采集計算機。
2.根據權利要求1所述的一種簡易錄井儀，其特征在于還包括無線節點系統，所述無 線節點系統由多個結構相同的無線節點和至少一個無線基點組成，所述每個無線節點包括 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，將無線基點傳輸的數據包傳輸給微處理模塊，并通過上機位顯示傳感器的數據。
3.根據權利要求2所述的一種簡易錄井儀，其特征在于所述無線節點系統還包括傳 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理模塊、脈沖計數 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、校正和轉換，并把信號提交給微處理器采集。
4.根據權利要求2或3所述的一種簡易錄井儀，其特征在于所述無線節點為開關電 源、電池組供電的模式，所述開關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，是石油地質勘探中發現、評估油氣藏量的儀器。其結構包括氣路系統、樣品氣檢測腔室及信號數據采集與處理；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據傳輸至全烴檢測模塊，經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據通過無線節點系統采集后經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。簡化了整體結構、降低了制造成本。另外方便拓展錄井現場作業面、擴大錄井現場作業半徑，減少錄井現場工作人員的工耗，提高現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 優先權日2009年11月13日
發明者姚建國, 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