[发明专利]一种用于光纤陀螺油井测斜仪的信号处理装置

说明书

本发明公开了一种用于光纤陀螺油井测斜仪的信号处理装置，本发明的信号处理电路包括DSP芯片和DC/DC模块，DSP芯片的串行外设接口SPI与FLASH存储器双向连接；DSP芯片的串行通信接口SCI与隔离接收模块连接；DSP芯片的正交编码脉冲接口QEP与波形整形模块连接；脉冲宽度调制PWM接口经光耦隔离模块与驱动放大电路连接，驱动放大电路的电流信号经运算放大模块与DSP芯片的数字模拟信号转换接口A/D连接；DSP芯片上设有输入/输出接口I/O。本发明不同于进口用单片机实现外围电路控制，也不同于传统用大量外设芯片实现外围设备的控制，具有技术先进性。本发明具有结构简单、重量轻、性价比高、结构组件间易拆卸使可维护性强的特点。

技术领域

本发明涉及一种用于光纤陀螺油井测斜仪的信号处理装置，属于原油开采仪器技术领域。

背景技术

在原油开采钻井初期，由于没有套管的影响，传统的方法是采用磁通门配合其它仪器完成油井井迹的测量。在油井下完套管后，由于受套管屏蔽地磁场的影响，再采用磁通门配合其它仪器已经无法完成油井井迹的测量。因此传统方法不适应油井下套管后的测试，制约了油井的后期开发和生产。

为了解决上述技术问题，前后出现了采用动力调谐陀螺仪与加速度计结合的定点测斜仪和连续测斜仪。但由于动力调谐陀螺仪不适应井下的恶劣工作环境，仪器在使用中很容易损坏，严重影响仪器的正常使用。随着高精度光纤陀螺技术的日益成熟，光纤陀螺油井测斜仪已经成为发展趋势。光纤陀螺油井测斜仪是一种利用光纤陀螺和加速度计作为方位传感器测量井眼倾斜角及方位的油井测量仪器。光纤陀螺油井测斜仪中的信号处理电路是仪器的重要组成部分。

但现有的信号处理电路多采用单片机作为核心部件，单片机与很多外围电路连接，电路复杂，电路体积庞大，电路布板难度大，功耗较大，难以适应井下严酷的热应力。且数据处理能力较弱，难以满足大量浮点运算所产生的时延。另外现有信号处理电路存储器容量小，无法记录仪器完整的工作过程，不利于后期对环境信息的分析。

因此，现有技术还存在一些缺陷和不足，有待进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于光纤陀螺油井测斜仪的信号处理装置，以提高光纤陀螺油井测斜仪信号处理电路的井下适应能力，并完整记录仪器在井下的工作过程，为后期的信息分析提供依据，同时简化信号处理电路结构，降低仪器的维护成本，从而克服现有技术的不足。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的一种用于光纤陀螺油井测斜仪的信号处理装置，包括信号处理电路和外围设备；信号处理电路包括DSP芯片和DC/DC模块，DSP芯片的串行外设接口SPI与FLASH存储器双向连接；DSP芯片的串行通信接口SCI与隔离接收模块连接；DSP芯片的正交编码脉冲接口QEP与波形整形模块连接；脉冲宽度调制PWM接口经光耦隔离模块与驱动放大电路连接，驱动放大电路的电流信号经运算放大模块与DSP芯片的数字模拟信号转换接口A/D连接；DSP芯片上设有输入/输出接口I/O；所述外围设备包括数据采集电路、直流电机、光电编码器和WTS通讯短节；数据采集电路与信号处理电路中的隔离接收模块连接；直流电机与信号处理电路中驱动放大电路的输出信号连接，直流电机输出轴的尾部安装有光电编码器，光电编码器的信号输出端与信号处理电路中的波形整形模块连接；WTS通讯短节一端与信号处理电路中DSP芯片的输入/输出接口I/O连接，WTS通讯短节另一端与地面测试系统连接。

前述信号处理装置中，所述DSP芯片采用TI公司的TMS320F2812型芯片。

前述信号处理装置中，所述FLASH存储器采用64M大容量FLASH存储器。

前述信号处理装置中，所述隔离接收模块采用HCPL-5231高速光耦，将接收数据采集电路的差分信号RX+、RX-转换为无极性的RX单端信号输入DSP芯片的串行通信接口SCI接口。