测井仪器用多功能开收腿面板的研制

·开发设计·

测井仪器用多功能开收腿面板的研制

高洪波马茂源周海龙齐宏海

(江苏油田地质测井处江苏扬州225001)

摘要：多功能开收腿控制面板，是一种应用于维修保养带有机械开收腿的勘探测井井下仪器的便携装置。该装置能同时满足现有5700、SDZ-3000等各种类型石油勘探仪器机械开收腿需求，解决了过去开收腿控制面板种类繁多、功能单一、不能互换的缺点，具有便携式、通用性、多功能、稳定性等特点，现已获得国家实用新型专利。

关键词：控制面板； 测井仪器； 多功能

作者简介：第一高洪波，男，1982年生，工程师，2006毕业于西南石油大学测控技术与仪器专业，现在江苏油田地质测井处从事仪器维修工作。E-mail：gaohb.jsys@sinopec.com

文章编号：中图法分类号：P631.4+3

收稿日期：(2014-07-01编辑：韩德林)

Logging Equipment with Multi-function Control Panel to Open the LegsGAO HongboMA MaoyuanZHOU HailongQI Honghai

(GeologicalLoggingDepartmentofJiangsuOilfield,Yangzhou,Jiangsu225001,China)

Abstract：The multi-function control panel to open the legs is a portable device with mechanical maintenance of open exploration legs downhole equipment used in logging. The device can meet the needs that existing 5700, SDZ-3000 oil exploration and other types of mechanical equipment to open the legs and solve the issue that the control panel legs had wide range,single function, and was not interchangeable, with a portable, versatile, multi-functional, stability and other characteristics.

Key word： control panel, logging equipment, multifunction

0引言

目前，在勘探测井仪器中(5700系列、3700系列、SDZ-3000系列以及特殊仪器)，需对其机械开收腿的仪器种类多。但却存在机械开收腿专用控制面板不能互换、功能单一，给平时检查与保养仪器带来不便，影响了工作效率，增加了生产成本。

在测井仪器系列中开收腿仪器种类有很多，有3700仪器中的补偿密度，有SDZ-3000仪器的密度、井径微电极，也有5700中的2228岩性密度、4203井径、3106微球等，均需要开收腿。而3700、SDZ-3000以及5700仪器开收腿方式不统一，而专用控制面板不能互换、功能单一，给平时检查与保养仪器带来不便，影响了工作效率，增加了生产成本，为此我们自主设计研制出了统一各类仪器开收腿功能到一个面板上的多功能开收腿面板。

1仪器开收腿原理

3700中的2227补偿密度是缆芯“1”、“3”将地面面板的直流电压供给马达电路。直流电压通过继电器传送到马达的一边和其中一个行程开关，串接在每一个行程开关间的二极管仅仅允许在其中一个开关控制下的方向启动马达。因此，电压极性就决定了马达转动方向。缆芯“3”相对缆芯“1”为正电压，打开推靠臂，反的极性则关闭推靠臂。

5700系列仪器中，因为厂家不同仪器的开收腿方式也不相同，进口的5700仪器开退时必须接3514遥测仪器和相关仪器电子仪及探头部分，了解其中结构知道，探头部分只是有11#和12#芯给马达工作，开收腿切换在电子仪器中完成。而吉艾公司的Ф89仪器探头和控制开收切换的都在机械节内，控制开收腿切换的原理为，其中的单片机控制芯片产生+5 V的控制脉冲来控制继电器切换档，来控制仪器开收腿[1]。

其它如SDZ-3000中的补偿密度是110 VAC[1]，井径微电极、1020六臂倾角、1022电成像等都也都是一样，电机放置在机械节中。只是需要一个正负电压，所以只要输入两根一个正一个负的电压就能对此类仪器进行开收腿。

综上所述不难看出，这个多功能开收腿控制面板必须具备有：

1)110 VAC； 2)110 VDC； 3)+5 VDC

2面板设计

2.1电路设计

根据前期的调研，设计了两种方案。

方案一：如图1所示，采用分离式设计，220 V交流输入，经过降压变压器，变压器次级输出120 V左右输入到如图所示的二极管整流桥，再经过电容滤波输出110 V稳定的直流电压。+5 VDC也是同样的工作过程得到。

图1　方案设计一

方案二：如图2所示，采用集成块方案设计，在把220 VAC经降压变压器输出120 V左右的交流后充分利用模块的功能，直接把120 VAC转化为所需要的110 VDC和+5 VDC电压。

图2　方案设计二

经过现场的调试，决定采用方案二，用硅堆进行整流[2]，采用±5 V电源模块。设计了两个数字电流显示，分别用交流和直流。此外用波段开关控制交流和直流的转换。三根软接线采用统一的电脑数据接口，便于把三种软接线接到面板，软接线的另一端则为各自的公插头。在面板后则分别使用直流和交流的过流保护保险丝，使面板和仪器都不会因过流而损伤仪器。

2.2面板设计

如图3所示，为控制面板前面板的平面设计图。

图3　前面板设计

2.3最终设计

一个降压变压装置，用以实现将220 V交流电转换为110 V交流电。利用直流5 V电源模块取得5700中开收腿控制信号。合理的利用串口实现多种仪器转换的目的。 两块直流和交流数字电流表，时刻反映所开收腿仪器的电流值。利用六角波段开关实现交流与直流的切换，如图4所示。

图4　交流开收转换实现图

具体包括交流变压、交直流转换、直流5 V控制信号、接头转换、开关选择、数字显示共六个部分。交流变压部分是用变压器变压，将220 V交流转换为110 V交流分两路待用。交直流转换，是利用整流模块将110 V交流转换为110 V直流。直流5 V控制信号是利用整体5 V模块来实现，直接将220 V交流转换为一路为直流+5 V，一路为直流-5 V，如图5所示。

图5　直流开收转换图

接头转换则是根据各类仪器所需缆芯不同和串口的可便捷拔插性来选择的。开关选择，则是根据开和收两种状态以及在直流情况下需要+110 V和-110 V之间进行切换，选择具有六个管脚的波段开关。数字显示则是利用数字电流表模块来现实。把各部分科学的组合在一起就组成了多功能开收腿面板[3]，如图6所示。

3性能评测

多功能开收腿面板研制成功后，进行了详细的参数检测，检测结果为：能够获得稳定的110 VDC、110 VAC和5 VDC,并能够应用不同转换接头开收不同类型的带

图6　开发腿控制面板

有机械的测井仪器，了解开收腿时马达电流动态，使仪器马达能够更加安全。使用时，操作人员只需要携带多功能开收腿面板、相应仪器的转换接头、以及220 V交流电，根据具体的操作就能完成对仪器的开收腿工作。将面板连接220 V交流电源，用转换接头连接仪器和面板，按照操作说明就可以完成对仪器开收腿工作。该面板具有结构简单、使用寿命长、检查与维修便利、工作安全可靠的优点。

4结论

多功能开收腿面板研制成功很好解决了通用性问题，实现了一块控制面板可满足现有不同型号仪器的机械开收腿工作。该多功能开收腿面板具有原创性，结合不同型号仪器对缆芯分配、控制电压、控制信号和不同规格的机械插头的要求，通过集成化设计而成，为仪器机械开收腿提供电机所需要的110 V交、直流电压和5700仪器所需的5 V控制信号；为5700仪器CSU接头、3700仪器接头、SDZ-3000仪器接头和￠70仪器接头提供不同型号和规格接头的机械转换。

参 考 文 献

[1] 北京吉艾科技公司.2228岩性密度仪器使用手册.2012(资料)

[2] 康光华.电子技术[M].北京：高等教育出版社，1985：502-511.

[3] 中国电子科技集团第22研究所.SDZ-3000快速测井平台——电气篇.2008(资料)