过套管电阻率测井中实现推靠和测量切换的控制系统的制作方法
过套管电阻率测井中实现推靠和测量切换的控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及过套管电阻率测井中实现推靠和测量切换的控制系统，该控制系统包括：地面控制系统以及与所述地面控制系统通信连接的井下控制系统。其中，所述地面控制系统包括依次电信号连接的：地面PC通信系统、地面遥测MCU和地面变压器耦合电路；所述井下控制系统包括依次电信号连接的：井下变压器耦合电路、井下遥测MCU、以及井下驱动和测量模式切换电路；所述井下变压器耦合电路与所述地面变压器耦合电路通过电缆连接。本实用新型通过PC机向地面控制系统发出驱动电机或者控制电极测量的控制命令，地面控制系统向井下控制系统传输控制命令，实现电机驱动将电极推开到管壁以及启动电极进行测量，本实用新型结构简单、效果好。
【专利说明】过套管电阻率测井中实现推靠和测量切换的控制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于石油测井领域，具体地指一种过套管电阻率测井中实现推靠和测量切换的控制系统。
【背景技术】
[0002]在石油测井中，根据过套管电阻率测井的原理，需要其在井下先将测量电极推开到管壁上，再给供电电极供电，然后开始测量，最后测得电阻率，即过套管电阻率测井主要有两个步骤:推靠和测量。此外，还需要对井下仪器进行供电。
[0003]因此，提供一种能够在地面控制井下的推靠和测量，且能够给井下仪器进行供电是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足而提供一种过套管电阻率测井中实现推靠和测量切换的控制系统，该系统能够实现对井下电机的驱动和测量两种模式之间的切换，且能在两种模式下对仪器供电。
[0005]实现本实用新型目的采用的技术方案是:一种过套管电阻率测井中实现推靠和测量切换的控制系统，包括:地面控制系统以及与所述地面控制系统通信连接的井下控制系统，其中，
[0006]所述地面控制系统包括依次电信号连接的:地面PC通信系统、地面遥测MCU和地面变压器耦合电路；
[0007]所述井下控制系统包括依次电信号连接的:井下变压器耦合电路、井下遥测MCU、以及驱动和测量模式切换电路；
[0008]所述井下变压器耦合电路与所述地面变压器耦合电路通过电缆连接。
[0009]在上述技术方案中，所述井下控制系统还包括:
[0010]DC/DC变换电路，输入端与所述井下变压器耦合电路连接，输出端依次连接有第一开关控制电路、离合器；所述第一开关控制电路还与井下遥测MCU连接。
[0011]在上述技术方案中，所述井下驱动和测量模式切换电路包括:
[0012]第一开关继电器，分别与待控制的电机和电极单元连接，所述第一开关继电器的开和关分别控制所述电机和电极单元的导通；以及
[0013]第二开关继电器，与所述离合器连接。
[0014]进一步地，所述过套管电阻率测井中实现推靠和测量切换的控制系统，还包括:
[0015]第一过压保护电路，连接在所述电机与第一开关继电器之间；以及
[0016]第二过压保护电路，连接在所述离合器与第二开关继电器之间。
[0017]进一步地，所述过套管电阻率测井中实现推靠和测量切换的控制系统，还包括:
[0018]电流测量电路，连接在所述第二开关继电器与电极单元之间。
[0019]在上述技术方案中，所述电极单元包括:第三开关继电器、上电极和下电机，所述上电极和下电机分别与所述第三开关继电器的常开和常闭触点连接；所述第三开关继电器还与所述遥测MCU连接。
[0020]在上述技术方案中，所述地面控制系统还包括:
[0021]电源、电流换向控制MCU、电源控制电路、H桥换向电路、吸合控制开关和地面驱动和测量模式切换电路；
[0022]其中电流换向控制MCU的输入端与遥测MCU连接，所述电源控制电路、H桥换向电路、吸合控制开关、地面驱动和测量模式切换电路连接分别连接在电流换向控制MCU的不同输出端；
[0023]所述电源控制电路与电源连接，用于控制电源的电压和电流输出；
[0024]所述H桥换向电路还分别与所述电源、吸合控制开关和地面驱动和测量模式切换电路连接。
[0025]进一步地，所述吸合控制开关包括；串联的二极管和开关，所述开关根据电流换向控制MCU的控制实现闭合和断开。
[0026]在上述技术方案中，所述地面控制系统中的地面遥测MCU和地面变压器耦合电路之间还连接有地面曼彻斯特编解码器；以及
[0027]所述井下控制系统中的井下遥测MCU和井下变压器耦合电路之间还连接有井下曼彻斯特编解码器。
[0028]本实用新型通过PC机向地面控制系统发出驱动电机或者控制电极测量的控制命令，地面控制系统向井下控制系统传输控制命令，实现电机驱动将电极推开到管壁以及启动电极进行测量，本实用新型结构简单、效果好。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1为本实用新型中地面控制系统的结构框图；
[0030]图2为本实用新型中井下控制系统的结构框图。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
[0032]本实用新型过套管电阻率测井中实现推靠和测量切换的控制系统包括:地面控制系统I和井下控制系统2。
[0033]如图1所示，地面控制系统I包括依次电信号连接的:地面PC通信系统1.1、地面遥测MCU1.2、地面曼彻斯特编解码器1.3和地面变压器耦合电路1.4。
[0034]地面控制系统I还包括:3000W电源1.8、电流换向控制MCU1.7、电源控制电路1.5、H桥换向电路1.10、吸合控制开关1.12和地面驱动和测量模式切换电路1.11。其中电流换向控制MCU1.7输入端通过光隔芯片1.6与地面遥测MCU1.2连接，输出端分别与电源控制电路1.5、H桥换向电路1.10、吸合控制开关1.12、地面驱动和测量模式切换电路1.11连接。电源控制电路1.5与3000W电源1.8连接，用于控制3000W电源1.8的电压和电流输出。H桥换向电路1.10分别与3000W电源1.8、吸合控制开关1.12和地面驱动和测量模式切换电路1.11连接，其中H桥换向电路1.10分别与3000W电源1.8之间还连接有电压电流检测电路1.9，电压电流检测电路1.9与电流换向控制MCU1.7连接。[0035]本实施例中，吸合控制开关1.12包括串联的二极管和开关，开关根据电流换向控制MCU1.7的控制而闭合和断开。
[0036]如图2所示，井下控制系统2所述井下控制系统包括依次电信号连接的:井下变压器耦合电路2.1、井下曼彻斯特编解码器2.2、井下遥测MCU2.4、以及驱动和测量模式切换电路2.6。井下变压器耦合电路2.1与地面变压器耦合电路1.4通过电缆连接。
[0037]井下控制系统2还包括DC/DC变换电路2.3，DC/DC直流电源2.3输入端与井下变压器耦合电路2.1连接，输出端依次电连接有第一开关控制电路2.5、离合器2.10。第一开关控制电路2.5还与井下遥测MCU2.4连接。
[0038]井下驱动和测量模式切换电路2.6包括:第一开关继电器2.6.1和第二开关继电器2.6.2。其中，第一开关继电器2.6.1的两个触点分别与电机2.9和电极单元2.12连接，第一开关继电器2.6.1的开和关分别控制电机2.9和电极单元2.12的导通。第二开关继电器2.6.2与离合器2.10连接。本实施例中，第一开关继电器2.6.1与电机2.9之间连接有第一过压保护电路2.7，第二开关继电器2.6.2与离合器2.10之间还连接有第二过压保护电路2.8。
[0039]第一开关继电器2.6.1与电极单元2.12之间连接有电流测量电路2.11。
[0040]本实施例中，电极单元2.12包括:第三开关继电器、上电极和下电机，上电极和下电机分别与第三开关继电器的常开和常闭触点连接；第三开关继电器与井下遥测MCU2.4连接，井下遥测MCU2.4控制第三开关继电器的闭合和关断。
[0041]本实施例中，地面遥测MCU1.2、井下遥测MCU2.4和电流换向控制MCU1.7可以使用单片机等处理器。
[0042]本实用新型的工作原理如下:
[0043]一、当仪器需要进行驱动电机或者离合器吸合时
[0044]由PC机向地面控制系统I发出相关命令，地面PC通信系统1.1接收到PC机的命令后，发给地面遥测MCU1.2，经由地面遥测MCU1.2处理后,地面遥测MCU1.2将相关命令通过地面曼彻斯特编解码器1.3和地面变压器耦合电路1.4发送至井下控制系统2，同时也将相关命令发送给电流换向控制MCU1.7，电流换向控制MCU1.7处理相关命令后，将同时进行以下操作:
[0045]1、控制地面驱动和测量模式切换电路1.11，使其处在驱动电机工作模式下；
[0046]2、控制第二开关电路1.12闭合，且吸合时二极管导通，不驱动电机时控制开关电路1.12断开；
[0047]3、控制H桥换向电路1.10，对3000W电源1.8进行正负极性输出控制，即电机2.9正转时正极性输出、电机2.9反转以及离合器2.10吸合时负极性输出；
[0048]4、通过电源控制电路1.5，控制3000W电源1.8输出相应的电压电流值，同时通过电压电源检测电路1.9监测所输出的电压电流值；
[0049]井下控制系统2通过井下变压器耦合电路2.1，得到供电电源，再通过DC/DC变换电路2.3产生+5V和-24V电压。井下变压器耦合电路2.1提取出地面控制系统I通信的信息后，通过井下曼彻斯特编解码器2.2，传递给井下遥测MCU2.4，井下遥测MCU2.4接收到相关命令后，将同时进行以下操作:
[0050]1、控制井下驱动和测量模式切换电路2.6，使其处在驱动电机工作模式下；[0051]2、当开始工作时控制第一开关控制电路2.5闭合，使离合器2.10处在保持供电状态，当停止工作，需要脱开离合器2.10时，断开第一开关控制电路2.5。
[0052]二、当仪器进行测量时:
[0053]由PC机向地面控制系统I发出相关命令，地面PC通信系统1.1接收到命令后，发给地面遥测MCU1.2，经由地面遥测MCU1.2处理后,地面遥测MCU1.2将相关命令通过地面曼彻斯特编解码器1.3和地面变压器耦合电路1.4发送至井下控制系统，同时也将相关命令发送给电流换向控制MCU1.7，电流换向控制MCU1.7处理相关命令后，将同时进行以下操作:
[0054]1、控制地面驱动和测量模式切换电路1.11，使其处在测量工作模式下；
[0055]2、控制H桥换向电路1.10，对3000W电源1.8进行相关的正负极性输出控制，即电机2.9正转时正极性输出、电机2.9反转以及离合器2.10吸合时负极性输出；
[0056]3、通过电源控制电路1.5，控制3000W电源1.8输出相应的电压电流值，同时通过电压电源检测电路1.9监测所输出的电压电流值；
[0057]井下控制系统2通过井下变压器耦合电路2.1，得到供电电源，再通过DC/DC变换电路2.3产生+5V和-24V电压。井下变压器耦合电路2.1提取出地面控制系统I通信的信息后，通过井下曼彻斯特编解码器2.2，传递给井下遥测MCU2.4，井下遥测MCU2.4接收到相关命令后，将同时进行以下操作:
[0058]1、控制井下驱动和测量模式切换电路2.6，使其处在测量工作模式下；
[0059]2、当开始工作时，若需要保持离合器2.10吸合，则控制第一开关控制电路2.5闭合，使离合器2.10处在保持供电状态，而当停止工作，需要脱开离合器2.10时，断开第一开关控制电路2.5 ；
[0060]3、通过井下遥测MCU2.4控制电极单元2.12中的第三开关继电器，从而控制上、下电极供电的通路切换。
【权利要求】
1.一种过套管电阻率测井中实现推靠和测量切换的控制系统，其特征在于，包括:地面控制系统以及与所述地面控制系统通信连接的井下控制系统，其中， 所述地面控制系统包括依次电信号连接的:地面PC通信系统、地面遥测MCU和地面变压器耦合电路； 所述井下控制系统包括依次电信号连接的:井下变压器耦合电路、井下遥测MCU、以及井下驱动和测量模式切换电路； 所述井下变压器耦合电路与所述地面变压器耦合电路通过电缆连接。
2.根据权利要求1所述过套管电阻率测井中实现推靠和测量切换的控制系统，其特征在于，所述井下控制系统还包括: DC/DC变换电路，输入端与所述井下变压器耦合电路连接，输出端依次连接有第一开关控制电路、离合器；所述第一开关控制电路还与井下遥测MCU连接。
3.根据权利要求2所述过套管电阻率测井中实现推靠和测量切换的控制系统，其特征在于，所述井下驱动和测量模式切换电路包括: 第一开关继电器，分别与待控制的电机和电极单元连接，所述第一开关继电器的开和关分别控制所述电机和电极单元的导通；以及 第二开关继电器，与所述离合器连接。
4.根据权利要求3所述过套管电阻率测井中实现推靠和测量切换的控制系统，其特征在于，还包括: 第一过压保护电路，连接在所述电机与第一开关继电器之间；以及 第二过压保护电路，连接在所述离合器与第二开关继电器之间。
5.根据权利要求4所述过套管电阻率测井中实现推靠和测量切换的控制系统，其特征在于，还包括: 电流测量电路，连接在所述第二开关继电器与电极单元之间。
6.根据权利要求3~5任一项所述过套管电阻率测井中实现推靠和测量切换的控制系统，其特征在于，所述电极单元包括:第三开关继电器、上电极和下电机，所述上电极和下电机分别与所述第三开关继电器的常开和常闭触点连接；所述第三开关继电器还与所述井下遥测MCU连接。
7.根据权利要求1所述过套管电阻率测井中实现推靠和测量切换的控制系统，其特征在于，所述地面控制系统还包括:电源、电流换向控制MCU、电源控制电路、H桥换向电路、吸合控制开关、地面驱动和测量模式切换电路； 其中电流换向控制MCU的输入端与遥测MCU连接，所述电源控制电路、H桥换向电路、吸合控制开关、地面驱动和测量模式切换电路连接分别连接在电流换向控制MCU的不同输出端； 所述电源控制电路与电源连接，用于控制电源的电压和电流输出； 所述H桥换向电路还分别与所述电源、吸合控制开关和地面驱动和测量模式切换电路连接。
8.根据权利要求7所述过套管电阻率测井中实现推靠和测量切换的控制系统，其特征在于，所述吸合控制开关包括；串联的二极管和开关，所述开关根据电流换向控制MCU的控制实现闭合和断开。
9.根据权利要求1所述过套管电阻率测井中实现推靠和测量切换的控制系统，其特征在于: 所述地面控制系统中的地面遥测MCU和地面变压器耦合电路之间还连接有地面曼彻斯特编解码器；以及 所述井下控制系统中的井下遥测MCU和井下变压器耦合电路之间还连接有井下曼彻斯特编解 码器。
【文档编号】E21B47/12GK203394520SQ201320391814
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年7月2日 优先权日:2013年7月2日
【发明者】程波, 吴昊, 王骏超, 付永前, 金为武, 王群杰 申请人:武汉海王机电工程技术公司
【专利摘要】本实用新型涉及过套管电阻率测井中实现推靠和测量切换的控制系统，该控制系统包括：地面控制系统以及与所述地面控制系统通信连接的井下控制系统。其中，所述地面控制系统包括依次电信号连接的：地面PC通信系统、地面遥测MCU和地面变压器耦合电路；所述井下控制系统包括依次电信号连接的：井下变压器耦合电路、井下遥测MCU、以及井下驱动和测量模式切换电路；所述井下变压器耦合电路与所述地面变压器耦合电路通过电缆连接。本实用新型通过PC机向地面控制系统发出驱动电机或者控制电极测量的控制命令，地面控制系统向井下控制系统传输控制命令，实现电机驱动将电极推开到管壁以及启动电极进行测量，本实用新型结构简单、效果好。
【专利说明】过套管电阻率测井中实现推靠和测量切换的控制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于石油测井领域，具体地指一种过套管电阻率测井中实现推靠和测量切换的控制系统。
【背景技术】
[0002]在石油测井中，根据过套管电阻率测井的原理，需要其在井下先将测量电极推开到管壁上，再给供电电极供电，然后开始测量，最后测得电阻率，即过套管电阻率测井主要有两个步骤:推靠和测量。此外，还需要对井下仪器进行供电。
[0003]因此，提供一种能够在地面控制井下的推靠和测量，且能够给井下仪器进行供电是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足而提供一种过套管电阻率测井中实现推靠和测量切换的控制系统，该系统能够实现对井下电机的驱动和测量两种模式之间的切换，且能在两种模式下对仪器供电。
[0005]实现本实用新型目的采用的技术方案是:一种过套管电阻率测井中实现推靠和测量切换的控制系统，包括:地面控制系统以及与所述地面控制系统通信连接的井下控制系统，其中，
[0006]所述地面控制系统包括依次电信号连接的:地面PC通信系统、地面遥测MCU和地面变压器耦合电路；
[0007]所述井下控制系统包括依次电信号连接的:井下变压器耦合电路、井下遥测MCU、以及驱动和测量模式切换电路；
[0008]所述井下变压器耦合电路与所述地面变压器耦合电路通过电缆连接。
[0009]在上述技术方案中，所述井下控制系统还包括:
[0010]DC/DC变换电路，输入端与所述井下变压器耦合电路连接，输出端依次连接有第一开关控制电路、离合器；所述第一开关控制电路还与井下遥测MCU连接。
[0011]在上述技术方案中，所述井下驱动和测量模式切换电路包括:
[0012]第一开关继电器，分别与待控制的电机和电极单元连接，所述第一开关继电器的开和关分别控制所述电机和电极单元的导通；以及
[0013]第二开关继电器，与所述离合器连接。
[0014]进一步地，所述过套管电阻率测井中实现推靠和测量切换的控制系统，还包括:
[0015]第一过压保护电路，连接在所述电机与第一开关继电器之间；以及
[0016]第二过压保护电路，连接在所述离合器与第二开关继电器之间。
[0017]进一步地，所述过套管电阻率测井中实现推靠和测量切换的控制系统，还包括:
[0018]电流测量电路，连接在所述第二开关继电器与电极单元之间。
[0019]在上述技术方案中，所述电极单元包括:第三开关继电器、上电极和下电机，所述上电极和下电机分别与所述第三开关继电器的常开和常闭触点连接；所述第三开关继电器还与所述遥测MCU连接。
[0020]在上述技术方案中，所述地面控制系统还包括:
[0021]电源、电流换向控制MCU、电源控制电路、H桥换向电路、吸合控制开关和地面驱动和测量模式切换电路；
[0022]其中电流换向控制MCU的输入端与遥测MCU连接，所述电源控制电路、H桥换向电路、吸合控制开关、地面驱动和测量模式切换电路连接分别连接在电流换向控制MCU的不同输出端；
[0023]所述电源控制电路与电源连接，用于控制电源的电压和电流输出；
[0024]所述H桥换向电路还分别与所述电源、吸合控制开关和地面驱动和测量模式切换电路连接。
[0025]进一步地，所述吸合控制开关包括；串联的二极管和开关，所述开关根据电流换向控制MCU的控制实现闭合和断开。
[0026]在上述技术方案中，所述地面控制系统中的地面遥测MCU和地面变压器耦合电路之间还连接有地面曼彻斯特编解码器；以及
[0027]所述井下控制系统中的井下遥测MCU和井下变压器耦合电路之间还连接有井下曼彻斯特编解码器。
[0028]本实用新型通过PC机向地面控制系统发出驱动电机或者控制电极测量的控制命令，地面控制系统向井下控制系统传输控制命令，实现电机驱动将电极推开到管壁以及启动电极进行测量，本实用新型结构简单、效果好。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1为本实用新型中地面控制系统的结构框图；
[0030]图2为本实用新型中井下控制系统的结构框图。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
[0032]本实用新型过套管电阻率测井中实现推靠和测量切换的控制系统包括:地面控制系统I和井下控制系统2。
[0033]如图1所示，地面控制系统I包括依次电信号连接的:地面PC通信系统1.1、地面遥测MCU1.2、地面曼彻斯特编解码器1.3和地面变压器耦合电路1.4。
[0034]地面控制系统I还包括:3000W电源1.8、电流换向控制MCU1.7、电源控制电路1.5、H桥换向电路1.10、吸合控制开关1.12和地面驱动和测量模式切换电路1.11。其中电流换向控制MCU1.7输入端通过光隔芯片1.6与地面遥测MCU1.2连接，输出端分别与电源控制电路1.5、H桥换向电路1.10、吸合控制开关1.12、地面驱动和测量模式切换电路1.11连接。电源控制电路1.5与3000W电源1.8连接，用于控制3000W电源1.8的电压和电流输出。H桥换向电路1.10分别与3000W电源1.8、吸合控制开关1.12和地面驱动和测量模式切换电路1.11连接，其中H桥换向电路1.10分别与3000W电源1.8之间还连接有电压电流检测电路1.9，电压电流检测电路1.9与电流换向控制MCU1.7连接。[0035]本实施例中，吸合控制开关1.12包括串联的二极管和开关，开关根据电流换向控制MCU1.7的控制而闭合和断开。
[0036]如图2所示，井下控制系统2所述井下控制系统包括依次电信号连接的:井下变压器耦合电路2.1、井下曼彻斯特编解码器2.2、井下遥测MCU2.4、以及驱动和测量模式切换电路2.6。井下变压器耦合电路2.1与地面变压器耦合电路1.4通过电缆连接。
[0037]井下控制系统2还包括DC/DC变换电路2.3，DC/DC直流电源2.3输入端与井下变压器耦合电路2.1连接，输出端依次电连接有第一开关控制电路2.5、离合器2.10。第一开关控制电路2.5还与井下遥测MCU2.4连接。
[0038]井下驱动和测量模式切换电路2.6包括:第一开关继电器2.6.1和第二开关继电器2.6.2。其中，第一开关继电器2.6.1的两个触点分别与电机2.9和电极单元2.12连接，第一开关继电器2.6.1的开和关分别控制电机2.9和电极单元2.12的导通。第二开关继电器2.6.2与离合器2.10连接。本实施例中，第一开关继电器2.6.1与电机2.9之间连接有第一过压保护电路2.7，第二开关继电器2.6.2与离合器2.10之间还连接有第二过压保护电路2.8。
[0039]第一开关继电器2.6.1与电极单元2.12之间连接有电流测量电路2.11。
[0040]本实施例中，电极单元2.12包括:第三开关继电器、上电极和下电机，上电极和下电机分别与第三开关继电器的常开和常闭触点连接；第三开关继电器与井下遥测MCU2.4连接，井下遥测MCU2.4控制第三开关继电器的闭合和关断。
[0041]本实施例中，地面遥测MCU1.2、井下遥测MCU2.4和电流换向控制MCU1.7可以使用单片机等处理器。
[0042]本实用新型的工作原理如下:
[0043]一、当仪器需要进行驱动电机或者离合器吸合时
[0044]由PC机向地面控制系统I发出相关命令，地面PC通信系统1.1接收到PC机的命令后，发给地面遥测MCU1.2，经由地面遥测MCU1.2处理后,地面遥测MCU1.2将相关命令通过地面曼彻斯特编解码器1.3和地面变压器耦合电路1.4发送至井下控制系统2，同时也将相关命令发送给电流换向控制MCU1.7，电流换向控制MCU1.7处理相关命令后，将同时进行以下操作:
[0045]1、控制地面驱动和测量模式切换电路1.11，使其处在驱动电机工作模式下；
[0046]2、控制第二开关电路1.12闭合，且吸合时二极管导通，不驱动电机时控制开关电路1.12断开；
[0047]3、控制H桥换向电路1.10，对3000W电源1.8进行正负极性输出控制，即电机2.9正转时正极性输出、电机2.9反转以及离合器2.10吸合时负极性输出；
[0048]4、通过电源控制电路1.5，控制3000W电源1.8输出相应的电压电流值，同时通过电压电源检测电路1.9监测所输出的电压电流值；
[0049]井下控制系统2通过井下变压器耦合电路2.1，得到供电电源，再通过DC/DC变换电路2.3产生+5V和-24V电压。井下变压器耦合电路2.1提取出地面控制系统I通信的信息后，通过井下曼彻斯特编解码器2.2，传递给井下遥测MCU2.4，井下遥测MCU2.4接收到相关命令后，将同时进行以下操作:
[0050]1、控制井下驱动和测量模式切换电路2.6，使其处在驱动电机工作模式下；[0051]2、当开始工作时控制第一开关控制电路2.5闭合，使离合器2.10处在保持供电状态，当停止工作，需要脱开离合器2.10时，断开第一开关控制电路2.5。
[0052]二、当仪器进行测量时:
[0053]由PC机向地面控制系统I发出相关命令，地面PC通信系统1.1接收到命令后，发给地面遥测MCU1.2，经由地面遥测MCU1.2处理后,地面遥测MCU1.2将相关命令通过地面曼彻斯特编解码器1.3和地面变压器耦合电路1.4发送至井下控制系统，同时也将相关命令发送给电流换向控制MCU1.7，电流换向控制MCU1.7处理相关命令后，将同时进行以下操作:
[0054]1、控制地面驱动和测量模式切换电路1.11，使其处在测量工作模式下；
[0055]2、控制H桥换向电路1.10，对3000W电源1.8进行相关的正负极性输出控制，即电机2.9正转时正极性输出、电机2.9反转以及离合器2.10吸合时负极性输出；
[0056]3、通过电源控制电路1.5，控制3000W电源1.8输出相应的电压电流值，同时通过电压电源检测电路1.9监测所输出的电压电流值；
[0057]井下控制系统2通过井下变压器耦合电路2.1，得到供电电源，再通过DC/DC变换电路2.3产生+5V和-24V电压。井下变压器耦合电路2.1提取出地面控制系统I通信的信息后，通过井下曼彻斯特编解码器2.2，传递给井下遥测MCU2.4，井下遥测MCU2.4接收到相关命令后，将同时进行以下操作:
[0058]1、控制井下驱动和测量模式切换电路2.6，使其处在测量工作模式下；
[0059]2、当开始工作时，若需要保持离合器2.10吸合，则控制第一开关控制电路2.5闭合，使离合器2.10处在保持供电状态，而当停止工作，需要脱开离合器2.10时，断开第一开关控制电路2.5 ；
[0060]3、通过井下遥测MCU2.4控制电极单元2.12中的第三开关继电器，从而控制上、下电极供电的通路切换。
【权利要求】
1.一种过套管电阻率测井中实现推靠和测量切换的控制系统，其特征在于，包括:地面控制系统以及与所述地面控制系统通信连接的井下控制系统，其中， 所述地面控制系统包括依次电信号连接的:地面PC通信系统、地面遥测MCU和地面变压器耦合电路； 所述井下控制系统包括依次电信号连接的:井下变压器耦合电路、井下遥测MCU、以及井下驱动和测量模式切换电路； 所述井下变压器耦合电路与所述地面变压器耦合电路通过电缆连接。
2.根据权利要求1所述过套管电阻率测井中实现推靠和测量切换的控制系统，其特征在于，所述井下控制系统还包括: DC/DC变换电路，输入端与所述井下变压器耦合电路连接，输出端依次连接有第一开关控制电路、离合器；所述第一开关控制电路还与井下遥测MCU连接。
3.根据权利要求2所述过套管电阻率测井中实现推靠和测量切换的控制系统，其特征在于，所述井下驱动和测量模式切换电路包括: 第一开关继电器，分别与待控制的电机和电极单元连接，所述第一开关继电器的开和关分别控制所述电机和电极单元的导通；以及 第二开关继电器，与所述离合器连接。
4.根据权利要求3所述过套管电阻率测井中实现推靠和测量切换的控制系统，其特征在于，还包括: 第一过压保护电路，连接在所述电机与第一开关继电器之间；以及 第二过压保护电路，连接在所述离合器与第二开关继电器之间。
5.根据权利要求4所述过套管电阻率测井中实现推靠和测量切换的控制系统，其特征在于，还包括: 电流测量电路，连接在所述第二开关继电器与电极单元之间。
6.根据权利要求3~5任一项所述过套管电阻率测井中实现推靠和测量切换的控制系统，其特征在于，所述电极单元包括:第三开关继电器、上电极和下电机，所述上电极和下电机分别与所述第三开关继电器的常开和常闭触点连接；所述第三开关继电器还与所述井下遥测MCU连接。
7.根据权利要求1所述过套管电阻率测井中实现推靠和测量切换的控制系统，其特征在于，所述地面控制系统还包括:电源、电流换向控制MCU、电源控制电路、H桥换向电路、吸合控制开关、地面驱动和测量模式切换电路； 其中电流换向控制MCU的输入端与遥测MCU连接，所述电源控制电路、H桥换向电路、吸合控制开关、地面驱动和测量模式切换电路连接分别连接在电流换向控制MCU的不同输出端； 所述电源控制电路与电源连接，用于控制电源的电压和电流输出； 所述H桥换向电路还分别与所述电源、吸合控制开关和地面驱动和测量模式切换电路连接。
8.根据权利要求7所述过套管电阻率测井中实现推靠和测量切换的控制系统，其特征在于，所述吸合控制开关包括；串联的二极管和开关，所述开关根据电流换向控制MCU的控制实现闭合和断开。
9.根据权利要求1所述过套管电阻率测井中实现推靠和测量切换的控制系统，其特征在于: 所述地面控制系统中的地面遥测MCU和地面变压器耦合电路之间还连接有地面曼彻斯特编解码器；以及 所述井下控制系统中的井下遥测MCU和井下变压器耦合电路之间还连接有井下曼彻斯特编解 码器。
【文档编号】E21B47/12GK203394520SQ201320391814
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年7月2日 优先权日:2013年7月2日
【发明者】程波, 吴昊, 王骏超, 付永前, 金为武, 王群杰 申请人:武汉海王机电工程技术公司
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