[发明专利]自适应环境变化的司钻显示器

说明书

技术领域

本发明属于石油工程领域，具体地，涉及一种自适应环境变化的司钻显示器，该司钻显示器自动实时调整显示图形的对比度，为定向井提供导向显示作用。

背景技术

在石油和煤层气开采中，双水平井、连通井和U形井钻井作业是非常有技术难度的作业过程。截止目前，在定向钻井中，无线随钻测量MWD(Measure While Dring)和LWD(Logging While Dring)是目前乃至今后定向钻井的主要测量方式，它能实时测量井底的数据，很好的控制井身质量。实时测量的井底数据，不仅定向工程师要实时看到，同时井架上的司钻人员也要实时看到。司钻显示器可以实时的显示井底测量数据，这是司钻人员看到井下实时数据的唯一途径。全球通用的定向井技术，其总体结构为井下探管测量各种参数，通过钻井液传送到地面，地面通过压力传感器捕获该信号，经过接口箱电路，还原为工程人员能识别的井下参数，通过司钻显示器图形化显示。为了能实时精确控制钻头的走向，司钻显示器是定向井工程师和司钻人员必不可少的作业工具。目前在定向钻井领域中普遍使用的随钻测井工具只能测量井眼轨迹，在钻井过程中，只能靠钻井工程技术人员根据数据不断的调整钻头的走向来控制井眼轨迹。钻井工程技术人员必须通过司钻显示器来得知钻头的实时状态，根据此状态判断根据此时状态决定下一时刻的钻井方位是否和预先设计的定向井是否相符。

一般的随钻测量仪器并没有安装光线传感器，都是通过司钻人员手动调节司钻显示器的亮度来满足要求，并且司钻显示器部分和操作平台还有一段距离，在操作时比较繁琐。

传统的司钻显示器的结构如图1所示，图中：1为通信接口单元，2为CPU处理单元，3为显示驱动单元，4为显示单元，5为供电单元；所有钻井作业都是在室外、沙漠或者戈壁，条件非常恶劣；在强烈的自然光照射下，很难看清楚司钻显示器的显示效果。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种自适应环境变化的司钻显示器，用于无线随钻测量系统，让显示屏亮度根据环境光条件自行调整到最佳状态，不会出现光差很大时去手动调节背光，为定向钻井提供指导作用。

为实现上述目的，本发明采用下述方案：

自适应环境变化的司钻显示器，包括：通信单元、CPU单元、驱动单元、显示屏、电源和光线传感器；通信单元，包括：光耦隔离接收电路，该电路实现和接口箱通信，接收来自接口箱的数据；CPU单元实现两种功能：一是处理通信单元所接收的信号，对该信号编码处理，输出给驱动单元；二是实时接收来至光线传感器的信号，控制LCD显示屏背光灯的亮度；驱动单元接收来自CPU单元的信号，驱动显示屏显示方位和井斜角；显示屏负责图形化显示方位和井斜角；电源负责给各个单元供电，保障整个系统的顺利运行；光线传感器单元实时感知环境光线强弱，将感知信号传递给CPU单元。

相对于现有技术，本发明的有益效果如下：通过光线传感器感知外界环境的光强度，实时的调整显示器屏幕的对比度以及背光灯的亮度；结构简单，使用方便，为复杂结构井井眼轨迹控制起到了很重要的交互作用，比现在普遍使用的随钻测量工具(MWD)具有更友好的体现，定向井工程能够非常方便的读取数据。

附图说明

图1为传统司钻显示器的结构示意图；

图2为自适应司钻显示器的结构示意图；

图中：1、通信接口单元；2、CPU处理单元；3、显示驱动单元；4、显示单元；5、供电单元；6、光线传感器。

具体实施方式

如图2所示，自适应环境变化的司钻显示器，包括：通信单元1、CPU单元2、驱动单元3、显示屏4、电源5和光线传感器6；通信单元1，包括：光耦隔离接收电路，该电路实现和接口箱通信，接收来自接口箱的数据；CPU单元2实现两种功能：一是处理通信单元1所接收的信号，对该信号编码处理，输出给驱动单元3；二是实时接收来至光线传感器6的信号，控制LCD显示屏背光灯的亮度；驱动单元3接收来自CPU单元的信号，驱动显示屏显示方位和井斜角；显示屏4负责图形化显示方位和井斜角；电源5负责给各个单元供电，保障整个系统的顺利运行；光线传感器单元6实时感知环境光线强弱，将感知信号传递给CPU单元。

通过光线传感器实时感知外界自然光，实时调节LCD显示屏背光，确保司钻显示器处于最佳状态，让司钻操作人员更加舒适的看清楚定向钻井的当前状态，包括方位角和井斜。

该装置能随着环境自然光照射的强度，实时调整显示的对比度，保证司钻人员能够清晰的看清司钻显示器的井斜和方位角图形界面，方便调整钻盘，控制井眼轨迹，克服了现存随钻测量仪器在图形交互方面的不足。在实际各种钻井应用中，本发明在交叉井、U形连通井、双水平井和事故救援井中获得了预期的效果。