[发明专利]一种石油钻井钻台数据采集装置

说明书

本发明公开了一种石油钻井钻台数据采集装置，所述石油钻井钻台数据采集装置的装置箱体内部设置有防爆电源、传感器接口模块、数据采集板和指令下传控制电路板；所述防爆电源用于将220v交流电源转为传感器和电路板所需的直流电源；所述传感器接口模块用于给传感器供电和传感器信号的光电隔离；所述数据采集电路板用于采集外部传感器信号并实时存储于远程传输；所述指令下传控制电路板用于控制指令下传装置。本发明可以在严寒恶劣的钻井平台上稳定工作，防爆，低成本，高稳定性，高传输速率，集采集、存储、传输、控制功能为一体，并且可适用于多种模拟和数字传感器。

技术领域

本发明涉及传感器数据采集技术领域，尤其是关于石油地质勘探技术领域传感器数据的采集，具体来说是可用于随钻测井和旋转导向系统中的一种石油钻井钻台数据采集装置。

背景技术

在石油地质勘探技术领域，利用旋转导向、随钻测井技术进行实时控制井眼轨迹和获取井下实时测量的工程与地层参数是一项极其重要的工作。目前，通常采用泥浆脉冲的方式，将井下测量的各种参数进行编码并实时上传到地面。地面则通过立管压力传感器去检测脉冲信号，经过解码得到井下的参数。同时，通过安装在钻井平台的钩载传感器和绞车传感器组合进行计算钻井的深度。因此，钻井平台上各种传感器数据的采集装置是旋转导向、随钻测井系统的重要组成部分。目前的数据采集装置具有以下缺点：

一、数据采集装置放置在员工操作间，安装在钻台上的各种传感器通过各自拉100米左右的电缆接入到操作间，插入采集装置；放置在钻台上的司钻显示器，同样采用单独拉100米左右的通讯电缆，接入到操作间。采用这种方式存在拉线较多、操作复杂，传感器信号在长距离传输中容易衰减和受到干扰，从而引起信号的失真。

二、采集的传感器数据存储在上位机中，当上位机磁盘受损后，容易造成数据的丢失。

三、数据采集装置与上位机之间主要通过串口总线的方式进行通讯，数据传输速度较慢。

四、采用指令下传控制箱，单独控制指令下传装置。指令下传控制箱放置在员工操作间，单独拉100米左右的通讯电缆与指令下传装置连接。

因此，现阶段需要一种可放置在钻台上，降低操作的复杂性，集成指令下传控制功能，满足钻台恶劣环境，达到防爆要求，高速率传输的一种石油钻井钻台数据采集装置。

发明内容

本发明的目的就在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种石油钻井钻台数据采集装置，可以在严寒恶劣的钻井平台上稳定工作，电源防爆，低成本，高稳定性，高传输速率，集采集、存储、传输、控制功能为一体，并且可适用于多种模拟和数字传感器。

本发明解决现有技术问题所提及的至少之一的问题所采用的技术方案是：

一种石油钻井钻台数据采集装置，其特征在于，包括装置箱体，所述装置箱体内部设置有防爆电源、传感器接口模块、数据采集电路板和指令下传控制电路板；所述防爆电源用于将220v交流电源转为传感器和电路板所需的直流电源；所述传感器接口模块用于给传感器供电和传感器信号的光电隔离；所述数据采集电路板包括电源模块、温度测试模块、数据采集模块、数据存储模块、数据传输模块、可编程控制模块；所述电源模块用于将防爆电源输出的电源转化为电路板所需的电源；所述温度测试模块用于测量防爆电源内部温度和箱体内部温度；所述数据采集模块用于对外部传感器信号进行数字化；所述数据存储模块用于存储实时采集的传感器数据；所述数据传输模块用于将实时采集的传感器数据通过网络传输至上位机；所述可编程控制模块用于控制所述数据采集模块按照一定的时序进行传感器信号采集，同时控制将采集的实时数据进行存储，还用于控制数据传输模块将实时采集的数据远程传输给上位机，还用于将上位机下发的下传控制指令发送给指令下传控制板；所述指令下传控制板包括通讯模块、驱动模块和控制模块；所述通讯模块用于与数据采集板进行通讯，实现数据的交换；所述驱动模块用于将控制指令转化为4～20mA的驱动电流和0～24V的电压信号，从而驱动指令下传装置；所述控制模块用于控制通讯模块和驱动模块。