[发明专利]一种旋转导向钻井设备通讯系统的地面实验装置及其使用方法

摘要

本发明提供一种旋转导向钻井设备通讯系统的地面实验装置及其使用方法，属于石油钻井技术领域。地面实验装置的主控板与温度传感器、三轴加速度传感器、压力采集解码开发板、低平触发继电器、LED液晶显示屏均通过导线连接，正压力脉冲发生器的输入端与主控板连接，负压力脉冲发生器的输入端与压力采集解码开发板连接，正负压力脉冲发生器输出端与常闭型电磁阀连接；常闭型电磁阀与钻井液循环泵机连接。压力传感器检测到的压力脉冲传输至压力采集解码开发板，并将解码后的信号传输给主控板和地面上位机。本发明能够使旋转导向通讯系统的模拟及测试过程更加的简单便捷、快速准确，更加系统化，同时能够大大降低井下实验的所耗资金和测试周期。

主权项

一种旋转导向钻井设备通讯系统的地面实验装置，其特征在于，所述的地面实验装置包括温度传感器(1)、三轴加速度传感器(2)、主控板(3)、压力传感器(4)、压力传感器(5)、压力采集解码开发板(6)、压力采集解码开发板(7)、正压力脉冲发生器(8)、负压力脉冲发生器(9)、钻井液循环泵机(10)、地面上位机(11)、电源模块(12)、LED液晶显示屏(13)、管路(16)、钻井液循环泵机(18)；所述的主控板(3)与温度传感器(1)、三轴加速度传感器(2)、压力采集解码开发板(6)、低平触发继电器(14)、LED液晶显示屏(13)均通过导线连接；温度传感器(1)、三轴加速度传感器(2)将采集到的温度、加速度的传感模拟信号传输至主控板(3)，主控板(3)对传感模拟信号进行编码处理，LED液晶显示屏(13)显示编码处理后的信号值，并与地面上位机(11)接收到的信号进行验证；同时编码处理后的“高”“低”电平信号传输给低平触发继电器(14)，控制低平触发继电器(14)的“开”和“闭”；所述的正压力脉冲发生器(8)包括低平触发继电器(14)模块、常闭型电磁阀(15)及其连接电路；低平触发继电器(14)的输入端与主控板(3)连接，输出端与常闭型电磁阀(13)的正、负极连接；常闭型电磁阀(13)的输入端与钻井液循环泵机(8)通过管路(16)连接，输出端与常闭型电磁阀(15)的出水端通过管路连接；通过控制低平触发继电器(14)的“开”和“闭”控制常闭型电磁阀(13)的“通”和“断”，钻井液循环泵机(10)保持工作状态，产生相应的正压力脉冲，实现测量参数信号向正压力脉冲信号的一一对应转换；所述的压力传感器(4)的压力感应部分与常闭型电磁阀(15)输出端连接管路的管壁相贴，压力传感器(4)的正、负极与压力采集解码开发板(6)通过导线连接，压力传感器(4)检测到的压力脉冲对管壁产生的压力传输至压力采集解码开发板(6)，进行下传信号的解码，并将解码后的信号通过导线传输给主控板(3)；所述的负压力脉冲发生器(9)包括低平触发继电器模块(16)、常闭型电磁阀(17)及其连接电路；低平触发继电器(16)的输入端与压力采集解码开发板(7)连接，输出端与常闭型电磁阀(17)的电源正、负极连接；常闭型电磁阀(17)的输入端与钻井液循环泵机(17)通过管路(16)连接，输出端与常闭型电磁阀(17)的输出端通过管路连接；压力采集解码开发板(7)的USB串口与地面上位机的USB串口连接，将地面上位机(11)的下传命令传输给压力采集解码开发板7进行编码处理，并输出“高”“低”电平信号控制低平触发继电器(16)的“开”和“闭”，进而控制常闭型电磁阀(17)的“通”和“断”；钻井液循环泵机(18)保持工作状态，产生相应的负压力脉冲，实现测量参数信号向负压力脉冲信号的一一对应转换；所述的压力传感器(5)的压力感应部分与常闭型电磁阀(17)出水端连接管路的管壁贴合，压力传感器(5)的正、负极与压力采集解码开发板(7)通过导线连接，压力传感器(5)检测到的压力脉冲对管壁产生的压力传输至压力采集解码开发板(7)，进行上传信号的解码，并将解码后的信号通过USB串口传输给地面上位机(11)；所述的电源模块(12)用于为整个装置提供电源。