·開發(fā)設(shè)計(jì)·

測(cè)井儀器用多功能開收腿面板的研制

高洪波馬茂源周海龍齊宏海

(江蘇油田地質(zhì)測(cè)井處江蘇揚(yáng)州225001)

摘要：多功能開收腿控制面板，是一種應(yīng)用于維修保養(yǎng)帶有機(jī)械開收腿的勘探測(cè)井井下儀器的便攜裝置。該裝置能同時(shí)滿足現(xiàn)有5700、SDZ-3000等各種類型石油勘探儀器機(jī)械開收腿需求，解決了過(guò)去開收腿控制面板種類繁多、功能單一、不能互換的缺點(diǎn)，具有便攜式、通用性、多功能、穩(wěn)定性等特點(diǎn)，現(xiàn)已獲得國(guó)家實(shí)用新型專利。

關(guān)鍵詞：控制面板； 測(cè)井儀器； 多功能

作者簡(jiǎn)介：第一高洪波，男，1982年生，工程師，2006畢業(yè)于西南石油大學(xué)測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)，現(xiàn)在江蘇油田地質(zhì)測(cè)井處從事儀器維修工作。E-mail：gaohb.jsys@sinopec.com

文章編號(hào)：中圖法分類號(hào)：P631.4+3

收稿日期：(2014-07-01編輯：韓德林)

Logging Equipment with Multi-function Control Panel to Open the LegsGAO HongboMA MaoyuanZHOU HailongQI Honghai

(GeologicalLoggingDepartmentofJiangsuOilfield,Yangzhou,Jiangsu225001,China)

Abstract：The multi-function control panel to open the legs is a portable device with mechanical maintenance of open exploration legs downhole equipment used in logging. The device can meet the needs that existing 5700, SDZ-3000 oil exploration and other types of mechanical equipment to open the legs and solve the issue that the control panel legs had wide range,single function, and was not interchangeable, with a portable, versatile, multi-functional, stability and other characteristics.

Key word： control panel, logging equipment, multifunction

0引言

目前，在勘探測(cè)井儀器中(5700系列、3700系列、SDZ-3000系列以及特殊儀器)，需對(duì)其機(jī)械開收腿的儀器種類多。但卻存在機(jī)械開收腿專用控制面板不能互換、功能單一，給平時(shí)檢查與保養(yǎng)儀器帶來(lái)不便，影響了工作效率，增加了生產(chǎn)成本。

在測(cè)井儀器系列中開收腿儀器種類有很多，有3700儀器中的補(bǔ)償密度，有SDZ-3000儀器的密度、井徑微電極，也有5700中的2228巖性密度、4203井徑、3106微球等，均需要開收腿。而3700、SDZ-3000以及5700儀器開收腿方式不統(tǒng)一，而專用控制面板不能互換、功能單一，給平時(shí)檢查與保養(yǎng)儀器帶來(lái)不便，影響了工作效率，增加了生產(chǎn)成本，為此我們自主設(shè)計(jì)研制出了統(tǒng)一各類儀器開收腿功能到一個(gè)面板上的多功能開收腿面板。

1儀器開收腿原理

3700中的2227補(bǔ)償密度是纜芯“1”、“3”將地面面板的直流電壓供給馬達(dá)電路。直流電壓通過(guò)繼電器傳送到馬達(dá)的一邊和其中一個(gè)行程開關(guān)，串接在每一個(gè)行程開關(guān)間的二極管僅僅允許在其中一個(gè)開關(guān)控制下的方向啟動(dòng)馬達(dá)。因此，電壓極性就決定了馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)方向。纜芯“3”相對(duì)纜芯“1”為正電壓，打開推靠臂，反的極性則關(guān)閉推靠臂。

5700系列儀器中，因?yàn)閺S家不同儀器的開收腿方式也不相同，進(jìn)口的5700儀器開退時(shí)必須接3514遙測(cè)儀器和相關(guān)儀器電子儀及探頭部分，了解其中結(jié)構(gòu)知道，探頭部分只是有11#和12#芯給馬達(dá)工作，開收腿切換在電子儀器中完成。而吉艾公司的Ф89儀器探頭和控制開收切換的都在機(jī)械節(jié)內(nèi)，控制開收腿切換的原理為，其中的單片機(jī)控制芯片產(chǎn)生+5 V的控制脈沖來(lái)控制繼電器切換檔，來(lái)控制儀器開收腿[1]。

其它如SDZ-3000中的補(bǔ)償密度是110 VAC[1]，井徑微電極、1020六臂傾角、1022電成像等都也都是一樣，電機(jī)放置在機(jī)械節(jié)中。只是需要一個(gè)正負(fù)電壓，所以只要輸入兩根一個(gè)正一個(gè)負(fù)的電壓就能對(duì)此類儀器進(jìn)行開收腿。

綜上所述不難看出，這個(gè)多功能開收腿控制面板必須具備有：

1)110 VAC； 2)110 VDC； 3)+5 VDC

2面板設(shè)計(jì)

2.1電路設(shè)計(jì)

根據(jù)前期的調(diào)研，設(shè)計(jì)了兩種方案。

方案一：如圖1所示，采用分離式設(shè)計(jì)，220 V交流輸入，經(jīng)過(guò)降壓變壓器，變壓器次級(jí)輸出120 V左右輸入到如圖所示的二極管整流橋，再經(jīng)過(guò)電容濾波輸出110 V穩(wěn)定的直流電壓。+5 VDC也是同樣的工作過(guò)程得到。

圖1　方案設(shè)計(jì)一

方案二：如圖2所示，采用集成塊方案設(shè)計(jì)，在把220 VAC經(jīng)降壓變壓器輸出120 V左右的交流后充分利用模塊的功能，直接把120 VAC轉(zhuǎn)化為所需要的110 VDC和+5 VDC電壓。

圖2　方案設(shè)計(jì)二

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試，決定采用方案二，用硅堆進(jìn)行整流[2]，采用±5 V電源模塊。設(shè)計(jì)了兩個(gè)數(shù)字電流顯示，分別用交流和直流。此外用波段開關(guān)控制交流和直流的轉(zhuǎn)換。三根軟接線采用統(tǒng)一的電腦數(shù)據(jù)接口，便于把三種軟接線接到面板，軟接線的另一端則為各自的公插頭。在面板后則分別使用直流和交流的過(guò)流保護(hù)保險(xiǎn)絲，使面板和儀器都不會(huì)因過(guò)流而損傷儀器。

2.2面板設(shè)計(jì)

如圖3所示，為控制面板前面板的平面設(shè)計(jì)圖。

圖3　前面板設(shè)計(jì)

2.3最終設(shè)計(jì)

一個(gè)降壓變壓裝置，用以實(shí)現(xiàn)將220 V交流電轉(zhuǎn)換為110 V交流電。利用直流5 V電源模塊取得5700中開收腿控制信號(hào)。合理的利用串口實(shí)現(xiàn)多種儀器轉(zhuǎn)換的目的。 兩塊直流和交流數(shù)字電流表，時(shí)刻反映所開收腿儀器的電流值。利用六角波段開關(guān)實(shí)現(xiàn)交流與直流的切換，如圖4所示。

圖4　交流開收轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)圖

具體包括交流變壓、交直流轉(zhuǎn)換、直流5 V控制信號(hào)、接頭轉(zhuǎn)換、開關(guān)選擇、數(shù)字顯示共六個(gè)部分。交流變壓部分是用變壓器變壓，將220 V交流轉(zhuǎn)換為110 V交流分兩路待用。交直流轉(zhuǎn)換，是利用整流模塊將110 V交流轉(zhuǎn)換為110 V直流。直流5 V控制信號(hào)是利用整體5 V模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，直接將220 V交流轉(zhuǎn)換為一路為直流+5 V，一路為直流-5 V，如圖5所示。

圖5　直流開收轉(zhuǎn)換圖

接頭轉(zhuǎn)換則是根據(jù)各類儀器所需纜芯不同和串口的可便捷拔插性來(lái)選擇的。開關(guān)選擇，則是根據(jù)開和收兩種狀態(tài)以及在直流情況下需要+110 V和-110 V之間進(jìn)行切換，選擇具有六個(gè)管腳的波段開關(guān)。數(shù)字顯示則是利用數(shù)字電流表模塊來(lái)現(xiàn)實(shí)。把各部分科學(xué)的組合在一起就組成了多功能開收腿面板[3]，如圖6所示。

3性能評(píng)測(cè)

多功能開收腿面板研制成功后，進(jìn)行了詳細(xì)的參數(shù)檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果為：能夠獲得穩(wěn)定的110 VDC、110 VAC和5 VDC,并能夠應(yīng)用不同轉(zhuǎn)換接頭開收不同類型的帶

圖6　開發(fā)腿控制面板

有機(jī)械的測(cè)井儀器，了解開收腿時(shí)馬達(dá)電流動(dòng)態(tài)，使儀器馬達(dá)能夠更加安全。使用時(shí)，操作人員只需要攜帶多功能開收腿面板、相應(yīng)儀器的轉(zhuǎn)換接頭、以及220 V交流電，根據(jù)具體的操作就能完成對(duì)儀器的開收腿工作。將面板連接220 V交流電源，用轉(zhuǎn)換接頭連接儀器和面板，按照操作說(shuō)明就可以完成對(duì)儀器開收腿工作。該面板具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)、檢查與維修便利、工作安全可靠的優(yōu)點(diǎn)。

4結(jié)論

多功能開收腿面板研制成功很好解決了通用性問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了一塊控制面板可滿足現(xiàn)有不同型號(hào)儀器的機(jī)械開收腿工作。該多功能開收腿面板具有原創(chuàng)性，結(jié)合不同型號(hào)儀器對(duì)纜芯分配、控制電壓、控制信號(hào)和不同規(guī)格的機(jī)械插頭的要求，通過(guò)集成化設(shè)計(jì)而成，為儀器機(jī)械開收腿提供電機(jī)所需要的110 V交、直流電壓和5700儀器所需的5 V控制信號(hào)；為5700儀器CSU接頭、3700儀器接頭、SDZ-3000儀器接頭和￠70儀器接頭提供不同型號(hào)和規(guī)格接頭的機(jī)械轉(zhuǎn)換。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 北京吉艾科技公司.2228巖性密度儀器使用手冊(cè).2012(資料)

[2] 康光華.電子技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，1985：502-511.

[3] 中國(guó)電子科技集團(tuán)第22研究所.SDZ-3000快速測(cè)井平臺(tái)——電氣篇.2008(資料)