[实用新型]一种石油测井仪中的数据传输系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油测井仪，尤其涉及一种石油测井仪中的数据传输系统。

背景技术

在石油测井仪器中，井下电路间的数据交互多采用RS232、RS485、SPI通讯方式实现。上述通讯方式数据传输中缺乏完善的通讯校正机制，传输的准确性不高，且通讯速率普遍降低。

在油田测井电缆数据传输中，很多种仪器都采用曼彻斯特码将所采集的大量信息传送给地面测井系统。曼彻斯特编码是串行数据传输的一种重要的编码方式，具有很好的抗干扰性能，通常情况下通过HD15530曼彻斯特码编译码器来实现。由于国外HD15530生产厂家限产，国内该芯片价格昂贵，致使目前测井仪器制造和维护成本增加，另外，采用专用曼码解码芯片的系统，存在系统功能单一、集成度不高，功耗较大，兼容性较差等缺点。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种石油测井仪中的数据传输系统。

本实用新型提供了一种石油测井仪中的数据传输系统，井下采集板通过CAN总线与井下遥测板连接，井下遥测板与地面通讯板通过变压器耦合传输方式连接。

在一个示例中，井下采集板与井下遥测板设置有CAN隔离与驱动模块。

在一个示例中，CAN隔离与驱动模块包括顺次连接的TMS320F2812芯片、ADuM1201芯片以及PCA82C250芯片，PCA82C250芯片接入CAN总线。

在一个示例中，井下遥测板包括数据处理模块，编码处理模块，解码处理模块，调制解调电路模块和通讯总线变压器，数据处理模块、编码处理模块和解码处理模块由DSP芯片实现，调制解调电路模块分别与DSP芯片和通讯总线变压器连接，通讯总线变压器接入MIL-STD-1553B数据总线。

在一个示例中，地面通讯板还通过USB接口与个人电脑连接。

在一个示例中，地面通讯板包括EZ-USBFX2芯片，EZ-USBFX2芯片与Acex1K30芯片连接。

本实用新型设计中，将具有国际标准的现场CAN总线通讯协议，应用于井下采集板间的数据通讯，保证了通讯具有极好的检错效果和极低的出错率。采用多主的工作方式，实现了广播和分布多种通讯方式，通讯速率高。

本实用新型介绍一种基于TMS320F2812DSP芯片，通过软件编程实现对MIL-STD-1553B数据总线协议的Manchester编码格式编码和解码的方法。可以取代专用的曼彻斯特码编解码芯片HD15530，降低了仪器制造和维护成本，提高了系统可靠性。在硬件不变的条件下，通过软件设置，可与各种曼码遥测短节实现通讯接口，具有较好的兼容性。地面遥测与计算机间用USB接口实现，便于设备与计算机的接口，提高数据传输速度。设计方案满足油田井下数据通讯实际。

附图说明

下面结合附图来对本实用新型作进一步详细说明，其中：

图1是石油测井仪中的数据传输系统结构示意图；

图2是井下通信中的隔离示意图；

图3是井下遥测板结构示意图；

图4a和图4b是曼彻斯特编码波形图；

图5a-图5f是曼切斯特编码信息帧同步头波形图；

图6是信息帧同步头分解图；

图7a-图7d是总线数据译码波形图；

图8是FX2与FPGA的硬件连接示意图。

具体实施方式

石油测井仪电路结构分为井上和井下两大部分，井上部分主要包括地面通讯系统，供电系统以及上位机操作软件，井下部分主要包括数据采集模块，井下遥测通讯模块以及电源转换模块。

测井仪的数据传输包括井下数据采集模块间的数据通讯、井下通讯模块与地面遥测系统间通讯及地面系统与PC机通讯三部分组成。本实用新型提出的通讯解决方案是：井下遥测板与数据采集板之间通过CAN总线结构，采用主从分布式测控系统。井下遥测板与地面通讯部分采用变压器耦合传输方式，将井下数据传输到地面接收系统。地面系统与PC机间选择USB接口通讯实现。如图1所示。

CAN总线是到目前为止唯一有国际标准的现场总线，具有突出的灵活性、可靠性和实时性。其特点：直接传输距离最远可达到10km；通讯最高速率可达到1Mbps；采用多主的工作方式，通过对报文的标志符滤波可实现点对点、一点对多点及全局广播等多种数据通讯方式；采用非破坏的总线仲裁技术；报文采用短帧结构，受干扰率极低；每帧信息都有CRC校验，具有极好的检错效果和极低的出错率。