[发明专利]一种井下工程参数仪弯矩测量系统及方法

权利要求书

1.一种井下工程参数仪弯矩测量系统,测量系统包括8个孔位，其特征在于：且8个所述孔位开设于钻铤的一周，相邻两孔位间隔45度，每个孔位横向和纵向的方向上贴附应变片；

8个所述孔位包括孔a(1)、孔a’(2)、孔b(3)、孔b’(4)、孔c(5)、孔c’(6)、孔d(7)和孔d’(8)，所述孔a(1)和相距45度的所述孔a’(2)组成一组，所述孔b(3)和相距45度的所述孔b’(4)组成一组,所述孔c(5)和相距45度的所述孔c’(6)组成一组，所述孔d(7)和相距45度的所述孔d’(8)组成一组，每个孔内应变片贴片2片，每片应变片含有轴向和径向应变电阻；

相邻的两个孔内的应变片，共计4个应变片组成惠斯通电桥；

所述惠斯通电桥内设置信号调理模块，所述信号调理模块AD转换芯片(U1)、运算放大器(U2A)和运算放大器(U2B)，所述AD转换芯片(U1)一脚分别连接第一电容(C1)一端和第二电容(C2)一端，二脚接第二电阻(R2)一端，三脚接第一电阻(R1)一端，第一电阻(R1)另一端和第二电阻(R2)另一端连接，四脚分别连接第二电容(C2)另一端和第三电容(C3)一端，第一电容(C1)和第三电容(C3)另一端接地，五脚接地，六脚接基准电压端，七脚接运算放大器(U2A)正极输入端，八脚接电压端；

所述运算放大器(U2A)负极输入端分别连接第三电阻(R3)一端和第四电阻(R4)一端，第三电阻(R3)另一端接地，所述运算放大器(U2A)输出端分别连接第四电阻(R4)另一端和第七电阻(R7)一端，所述第七电阻(R7)另一端连接第四电容(C4)一端和信号输出端；

所述运算放大器(U2B)正极输入端分别连接第五电阻(R5)一端和第六电阻(R6)一端，所述运算放大器(U2B)负极输入端与输出端连接，所述运算放大器(U2B)输出端与基准电压端连接。

2.实现权利要求1所述的一种井下工程参数仪弯矩测量系统的测量方法，其特征在于：测量方法包括以下步骤：

A、4组惠斯通桥路输出差分信号到各自信号调理板模块，通过一级放大电路处理，然后进行电压平移，接着经过第二级放大电路处理，最后经过滤波电路后输出测量信号的模拟信号；

B、4组模拟信号输入至单片机处理模块，单片机进行模拟信号模数转换成数字AD数值；

C、通过标定工作台分别在弯矩X方向，弯矩Y方向进行弯矩数据采集得到AD01，AD02,AD03,AD04数值；

D、单机片进行采集到的信号进行温漂处理，其中，

AD1＝AD01*(T*T*P10+T*P11+P12)；AD2＝AD02*(T*T*P20+T*P21+P22)；AD3＝AD03*(T*T*P30+T*P31+P32)；AD4＝AD04*(T*T*P40+T*P41+P42)；

E、通过数据拟合公式转换成弯矩计算公式：

WJ1＝K1*AD1+B1；WJ2＝K2*AD2+B2；WJ3＝K3*AD3+B3；WJ4＝K4*AD4+B4；

F、得出四组弯矩测量数值后，进行X轴和Y轴的弯矩公式拟合：WJ_X＝WJ1-WJ3；WJ_Y＝WJ2-WJ4；

G、通过拟合后的弯矩X和弯矩Y数值经过单片机无线通讯处理，发送至MWD接收短节，在通过MWD泥浆脉冲无线上传至地面进行解码显示。