[发明专利]分布式井温测量装置及测量方法

说明书

技术领域

本发明属于勘探测井温度测量监控技术领域，具体涉及一种分布式井温测量装置及测量方法。

技术背景

目前，在勘探测井过程中，井温测量采用有如下方法：

（1）在测井探头中封装热敏电阻或者热电偶，然后在地面通过控制主机进行温度测量，该方法实施相对简单，应用非常广泛；但是该方法受到如下几方面的影响，导致温度测量偏差较大：由于这种方式实际测量的是随温度变化的电阻量，而测井电缆本身带有电阻，并且测井电缆的电阻受电缆长度、电缆质量等因素的影响，其电阻不一，直接影响到了测井温度的准确度；另外，由于温度信号以模拟信号的方式传输到控制主机，模拟信号在传输过程中极易受到外界环境和施工等设备的强电磁干扰，导致温度测量误差较大。

（2）另外一种，为了消除第一种方式存在的电缆内阻和外界干扰问题，在测井探头中集成了模拟温度转换为数字温度信号，然后将该数字温度信号传送给地面控制主机。这种方法要求测井探头内部集成模数转换电路、数字信号转发电路，这直接导致测井探头体积过大，在多个测井进行分布式井温测量的时候，其价格尤显昂贵，往往在普通井温测量中较少使用。

现有的井温测量方案要么存在易受布线电缆内阻影响导致测温不准确和易受外界干扰导致测温误差大问题，要么存在测井探头内部电路复杂、体积庞大、价格昂贵等缺点，不适合目前勘探测井温度测量监控领域的使用。

发明内容

本发明的目的就是要解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种抗干扰能力强，井温测量准确，可同时分布式测量多个测井井温，测量布线方便，测井探头设计简单，成本低的分布式井温测量装置及测量方法。

为实现上述目的，本发明所设计的分布式井温测量装置，包括控制主机和多个井温测量探头，所述多个井温测量探头通过一根单总线与所述控制主机的总线接口连接；所述控制主机包括存储单元、人机接口单元、RS232通讯单元和微控制器单元，所述存储单元、人机接口单元、RS232通讯单元分别与所述微控制器单元相连接。

进一步地，所述井温测量探头由数字温度传感器与铜管封装构成，所述数字温度传感器包括集成芯片DS18B20，所述单总线由电源、地和信号三根线通过总线连接构成。

进一步地，所述井温测量探头总线接口通过4.7KΩ的电阻将单总线的信号线上拉到+5V的电源，所述单总线的信号线与微控制器单元的输入输出端口连接，所述微控制器单元包括ARM7处理器集成芯片。

进一步地，所述人机接口单元由键盘输入装置和液晶显示装置组成，所述键盘输入装置和液晶显示装置分别与所述微控制器单元连接。

进一步地，所述非易失性存储单元用于记录存储实时测温数据和存于温度预警门限、产品信息参数。

进一步地，所述人机接口单元由键盘输入装置和液晶显示装置构成，键盘输入装置用于设置参数功能，液晶显示装置用于实时显示测度测量信息和显示参数信息。

进一步地，所述微控制器单元控制程序采用的是多任务操作系统实施。

进一步地，所述控制主机用于执行温度传感器搜索和温度采集任务、温度显示任务、温度存储任务、键盘扫描任务和RS232通讯任务。

本发明还提供了一种采用上述装置进行测量井温的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）、通过人机接口单元配置测量参数；

2）、进一步控制主机开始温度测量，控制主机首先复位单总线；

3）、控制主机进一步初始化井温测量探头中的集成芯片DS18B20个数计数器CNT=0；

4）、控制主机进行第一个DS18B20搜索，如果没有搜索到第一个DS18B20，则温度测量结束；如果搜索到第一个DS18B20，则CNT=1，并保存此DS18B20的唯一序列号；

5）、控制主机进行下一个DS18B20搜索，如果搜索到下一个DS18B20，则CNT++，并保存此DS18B20的唯一序列号，如此反复，直到所有DS18B20搜索完毕；

6）、控制主机根据搜索到的DS18B20序列号读取温度值；所有搜索到序列号的DS18B20温度读取完成；

7）、控制主机将读取到的温度测量结果通过人机接口单元进行显示，至此，温度测量结束。

本发明与现有技术相比，其优点在于：

1）、所使用的温度测量集成芯片DS18B20测量精度高，测量误差小；

2）、所使用单总线为数字通讯技术，其抗干扰能力强；

3）、所使用单总线在分布式测温布线上面，仅仅需要三芯电缆线，使布线简单方便；