[发明专利]一种用于随钻测井中井下单总线解码系统及其抗干扰方法

说明书

本发明公开了一种用于随钻测井中井下单总线解码系统及其抗干扰方法，包括：解耦电路、485解码芯片和FPGA解码芯片；所述485解码芯片包括两个输入端口和一个输出端口；所述两个输入端口均与所述解耦电路连接；所述输出端口与所述FPGA解码芯片连接；所述解耦电路还分别与中控仪和仪器连接。本发明无需使用复杂的调制解调方法，降低了开发难度，避免了高速传输时单芯总线所产生的寄生参数的影响，并且无需使用复杂的滤波电路，硬件电路结构简单，减小了系统的故障率。

技术领域

本发明涉及总线数据传输协议领域，特别是涉及一种用于随钻测井中井下单总线解码系统及其抗干扰方法。

背景技术

在石油勘探开发中，当油井钻进到设计的井深后，就需要测井来获取地层数据以及工程技术资料，以便为下一步的完井以及开采进行技术方案上的指导。传统的测井技术是钻井结束后再起钻，然后使用电缆配合测井仪器再次下井，获取所需的地层参数资料。但是由于该方法是提钻后二次下井，钻井时的泥浆在测井前会侵入地层，使得后续得到的测井数据准确度下降，对技术人员造成一定程度的误判。随钻测井是在钻井的同时使用测井仪器进行测井，可以获取到地层的一手原始数据，准确度高。钻井与测井同时进行，并通过测井数据对钻进方向进行实时把控调整，时效性远高于电缆测井。随钻测井已经成为油田开发中的趋势。

由于测井需要获取自然伽马、地层电阻率、中子孔隙度等多种参数数据，因此随钻测井中所使用的的测井仪器较多，这就需要将各支仪器进行组合，对各仪器测到的数据进行综合处理与汇总，进而发送给井地传输系统将数据实时传输至地面。井下单总线系统就是衔接井地传输系统与井下各支仪器的关键环节，负责对各支仪器进行供电，对仪器测到的数据进行收集、处理和整合，同时地面对仪器下达的指令经由单总线系统下传给对应的仪器。井下单总线系统是使用一根单芯导线同时完成对井下各支仪器的供电和通信，使用钻铤的外壳作为地线，从而完成各支仪器的串接，建立井下仪器的通信系统。井下单总线系统的结构示意图如图1所示，主要由中控仪、仪器板和单根导线组成，中控仪和各支仪器配套的仪器板配合使用，仪器板挂接仪器，中控仪与各仪器板按照协议相互通信，从而完成整个单总线系统的工作任务。

单总线系统结构采用一根导线同时进行各支仪器的供电和通信，这使仪器串的组装更为方便，机械组装的故障率低，也一定程度降低了成本，在随钻测井中普遍使用。但这种一根导线同时供电并通信的方式也会带来一些问题，负载的波动会导致总线电压波动，或者产生干扰信号，极容易干扰到正常的通信信号，导致在对数据解码的过程中容易产生误码。因此，提高单总线系统的抗干扰能力就十分重要。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于随钻测井中井下单总线解码系统及其抗干扰方法，无需使用复杂的调制解调方法，降低了开发难度，避免了高速传输时单芯总线所产生的寄生参数的影响，并且无需使用复杂的滤波电路，硬件电路结构简单，减小了系统的故障率。

为实现上述目的，本发明提出一种用于随钻测井中井下单总线解码系统，包括：解耦电路、485解码芯片和FPGA解码芯片；

所述485解码芯片包括两个输入端口和一个输出端口；所述两个输入端口均与所述解耦电路连接；所述输出端口与所述FPGA解码芯片连接；所述解耦电路还分别与中控仪和仪器连接；

所述解耦电路包括：干扰滤除电路和信号解耦电路；所述干扰滤除电路分别与所述中控仪、所述仪器和所述信号解耦电路连接；所述中控仪和所述信号解耦电路连接；所述信号解耦电路还均与所述485解码芯片的两个输入端口连接。

优选的，所述信号解耦电路包括：解耦变压器、上拉电阻R2、下拉电阻R3、两个隔离电阻C3和隔离电阻C4、接地电阻C1；

所述解耦变压器的原边绕组包括两个端口，一个端口分别与所述中控仪和所述干扰滤除电路连接，另一个端口通过接地电阻C1接地；