測(cè)井光纖鏈路和接口的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、測(cè)井信息傳輸系統(tǒng)是油氣田測(cè)井系統(tǒng)的重要組成部分，它不僅能夠?qū)⒕碌膶?shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息傳送到地面，也可以向井下發(fā)送地面控制命令。因而測(cè)井傳輸系統(tǒng)的速率對(duì)測(cè)井生產(chǎn)的工作效率有著至關(guān)重要的影響。高速測(cè)井傳輸系統(tǒng)中，較高的數(shù)據(jù)傳輸速率可以支持系統(tǒng)掛接更多的測(cè)井儀器，在預(yù)估油氣資源、提高油井生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本等方面都具有重要價(jià)值。
　　因此，新型可靠的測(cè)井傳輸系統(tǒng)是測(cè)井領(lǐng)域的重要研究課題之一，只有充分了解油井內(nèi)部的各項(xiàng)狀況后，才能更好的為油氣

2、生產(chǎn)服務(wù)。目前，基于光纖鏈路的高速測(cè)井傳輸系統(tǒng)在國(guó)外已有應(yīng)用，國(guó)內(nèi)正逐步開展實(shí)用化研究。因而，本論文以高速測(cè)井傳輸系統(tǒng)研發(fā)為選題，開展測(cè)井光纖鏈路與接口的設(shè)計(jì)與開發(fā)工作。
　　本文首先介紹了常見的幾種測(cè)井傳輸方式和應(yīng)用背景，分析了各自的特點(diǎn)和不足之處。然后結(jié)合實(shí)際測(cè)井應(yīng)用需求，充分考慮到通信速率和誤碼率性能，完成了基于光纖鏈路的高速傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)。根據(jù)該設(shè)計(jì)方案，利用Altium Designer6.9設(shè)計(jì)和制作了光收發(fā)模塊、USB

3、轉(zhuǎn)串口適配器接口、井下CAN總線模塊等。對(duì)于設(shè)計(jì)的光收發(fā)模塊，考慮到要將其安放到鉆井棒狹小的內(nèi)部空間中，因而收發(fā)部分的電路設(shè)計(jì)在同一塊PCB板上，以做到布局結(jié)構(gòu)的緊湊性。同時(shí)，作為串行光纖鏈路與計(jì)算機(jī)（尤其是沒有預(yù)置串口的情況）的接口，設(shè)計(jì)的USB轉(zhuǎn)串口適配器使得兩者的連接更為靈活和方便。在將光收發(fā)模塊和USB轉(zhuǎn)串口適配器連接后，搭建起了測(cè)井信息的光纖傳輸鏈路，在高溫環(huán)境下(110℃)進(jìn)行了測(cè)試，傳輸速率達(dá)到115.2kbit/s。對(duì)于

4、井下儀器CAN總線，考慮到其工作的穩(wěn)定性和可靠性，采用了內(nèi)置CAN控制器的C8051F04x系列芯片，完成了井下CAN總線和外圍電路的硬件設(shè)計(jì)。然后，利用Labview2010設(shè)計(jì)了簡(jiǎn)潔的上位機(jī)操控界面，該界面包含數(shù)據(jù)采集部分和導(dǎo)向控制部分。最后搭建了高速測(cè)井光纖鏈路傳輸系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)，通過軟、硬件部分的操作設(shè)置驗(yàn)證了鏈路及系統(tǒng)的可行性。
　　論文最后總結(jié)了高速光纖測(cè)井鏈路傳輸及接口的設(shè)計(jì)過程與實(shí)施結(jié)果，展望了當(dāng)前測(cè)井通信技術(shù)