[实用新型]一种测井井下仪器总线系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种石油测井系统中的井下仪器总线系统。 

背景技术

测井，也叫地球物理测井或石油测井，是利用岩层的电化学特性、导电特性、声学特性、放射性等地球物理特性，测量地球物理参数的方法，属于应用地球物理方法（包括重、磁、电、震、测井）之一。一般按所探测的岩石物理性质或探测目的可分为电法测井、声波测井、放射性测井、地层倾角测井、气测井、地层测试测井、钻气测井等。把利用电、磁、声、热、核等物理原理制造的各种测井仪器，由测井电缆下入井内，使地面电测仪可沿着井筒连续记录随深度变化的各种参数。通过表示这类参数的曲线，来识别地下的岩层，如油、气、水层、煤层、金属矿床等。 

为了提高地层的测量分辨率和适应复杂地层测井，当今测井仪器具有越来越多的种类，并且实现越来越复杂。测井时需要将多个井下仪器组合成一串下井测量，每一个井下仪器都需要与地面软件通讯，包含上传数据和下传控制命令、配置参数等。这在测量过程中也产生了大量的原始数据。目前，测井系统中正在大量使用的井下仪器总线有：DTB总线，通讯速率约为100Kbps；1553B总线，通讯速率约为400Kbps；RS485总线，通讯速率约为500Kbps；CAN总线，通讯速率约为800Kbps。这些设备流量小，限制了很多井下仪器的数据传输，致使不得不放弃了大量的原始数据，从而对测井数据的事后分析造成了很大障碍。此外，井下仪器总线是和电缆传输系统进行配合的，一般总线的通讯速率要大于电缆数据传输系统，这样才能充分地发挥电缆数据传输系统的性能。Leap800新一代测井系统中的电缆传输系统传输速率在1000Kbps以上，这样井下仪器的总线速率必须在2000Kbps以上才能满足新一代的测井仪器大数据量的传输需求。 

实用新型内容

为了保证所有的井下仪器能够与地面系统快速、可靠的通讯，必须建立一套完整的、可靠的、能够满足仪器数据传输要求的井下仪器总线系统。 

同轴电缆以太网总线技术出现在以太网发展的早期，具有高带宽和极好的噪声抑制特性，是局域网中最常见的技术之一。 

为了把大量的数据传输到地面，使用本实用新型的系统将同轴电缆以太网技术应用于测井井下仪器的通讯，从而提高了井下仪器总线的通讯速率。 

本实用新型一方面涉及一种测井井下仪器总线系统，包括井下遥传、至少一个井下仪器，其特征在于：所述井下遥传和至少一个井下仪器采用同轴电缆以太网总线连接，形成一局域网;其中所述井下遥传包含作为该局域网的网关网元的井下遥传通讯板，其与同轴电缆以太网总线接口，以实现地面系统的数据与同轴电缆以太网总线上的同轴信号之间的转换；并且所述井下仪器分别包含各自的、作为该局域网的网元的井下仪器通讯板，各井下仪器通讯板具有各自预定义的静态IP地址和MAC地址，并且与同轴电缆以太网总线接口，以实现相应的井下仪器的原始数据与同轴电缆以太网总线上的同轴信号之间的转换。 

在一个优选实施例中，本实用新型所述的局域网采用T型拓扑结构。 

在又一优选实施例中，本实用新型所述的局域网采用TCP和/或UDP协议进行通信。 

在又一优选实施例中，在所述的测井井下仪器总线系统中，所述井下仪器通讯板每一个均包括：第一嵌入式处理器、第一同步串口、第一存储器、第一数字信号处理器、第一以太网控制芯片、第一以太网差分—同轴信号转换芯片以及第一隔离变压器，其中

所述第一嵌入式处理器连接在相应的第一同步串口和相应的第一以太网控制芯片之间，以将经由第一同步串口从相应的井下仪器所获取的数据转换并发送给相应的第一以太网控制芯片以及将从相应的第一以太网控制芯片所获取的数据转换并经由第一同步串口发送给相应的第一井下仪器；

所述第一以太网控制芯片连接在相应的第一嵌入式处理器和相应的第一以太网差分—同轴信号转换芯片之间，以接收来自相应的第一嵌入式处理器的数据并将数据转换为以太网差分信号以发送给相应的第一以太网差分—同轴信号转换芯片以及从相应的第一以太网差分—同轴信号转换芯片接收信号；

所述第一以太网差分—同轴信号转换芯片连接在相应的第一以太网控制芯片和同轴电缆以太网总线之间，以将来自相应的第一以太网控制芯片的差分信号转换为同轴信号以发送至同轴电缆以太网总线上以及从同轴电缆以太网总线接收同轴信号并转换为差分信号；

所述第一隔离变压器连接在相应的第一以太网控制芯片和第一以太网差分—同轴信号转换芯片之间，用于隔离差分信号与同轴信号；