CRO5531轉(zhuǎn)換短節(jié)系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

關(guān)照星,吳少威,田 江,彭正環(huán)

(中國石油集團測井有限公司長慶事業(yè)部,陜西西安710201)

CRO5531轉(zhuǎn)換短節(jié)系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

關(guān)照星,吳少威,田 江,彭正環(huán)

(中國石油集團測井有限公司長慶事業(yè)部,陜西西安710201)

基于CRO5531轉(zhuǎn)換短節(jié)接口,實現(xiàn)俄羅斯感應(yīng)測井儀器與EILog系統(tǒng)遙傳伽馬短節(jié)掛接,從而實現(xiàn)俄羅斯感應(yīng)測井儀器掛接EILog地面系統(tǒng)。轉(zhuǎn)換短節(jié)的DTB及預(yù)留的CAN接口核心為FPGA芯片,其軟件設(shè)計開發(fā)采用MAX+PLUSⅡ,地面軟件在原有基礎(chǔ)上添加儀器動態(tài)庫及數(shù)據(jù)處理動態(tài)庫,完成俄羅斯感應(yīng)測井儀器測井?dāng)?shù)據(jù)的采集和處理。地面測試短節(jié)的轉(zhuǎn)換精度與原面板相比誤差在0.1%以下。通過測井對比包括與原設(shè)計配套面板測井資料、雙感應(yīng)八側(cè)向測井資料、陣列感應(yīng)測井資料對比,曲線重復(fù)性、一致性均達(dá)到要求。儀器測量精度高,穩(wěn)定性好,達(dá)到了使用要求。

測井儀器;系統(tǒng)掛接;感應(yīng)測井;接口;曲線對比

0 引 言

俄羅斯感應(yīng)測井儀器不能掛接于 EILog系統(tǒng)[1],在測井時只是利用測井絞車系統(tǒng)、深度系統(tǒng)以及磁記號配合地面專用面板,每次測井需要連線,操作不便,中間環(huán)節(jié)增加了測井不穩(wěn)定因素。通過CRO5531短節(jié)與 TCC掛接,實現(xiàn)俄羅斯感應(yīng)測井儀器與EILog地面系統(tǒng)的掛接,解決使用俄羅斯感應(yīng)測井儀器專用面板不能組合、通訊不穩(wěn)、作業(yè)時效低的缺點。ElLog系統(tǒng)地面采集處理軟件設(shè)計采用的是面向?qū)ο蟮姆謱釉O(shè)計思想,對所有測井儀器的操作都被封裝在一個動態(tài)鏈接庫中[2],可以隨時把新型的測井儀器掛接到系統(tǒng)中,且對系統(tǒng)的使用沒有大的影響,因此可以通過增加俄羅斯感應(yīng)測井儀器的動態(tài)鏈接庫實現(xiàn)測井的控制和地面數(shù)據(jù)采集處理。

1 CRO5531轉(zhuǎn)換短節(jié)硬件

轉(zhuǎn)換短節(jié)由井下電源板、總線轉(zhuǎn)接板2塊板組成[3]?？偩€轉(zhuǎn)接板將地面下發(fā)的命令經(jīng)過編碼后下發(fā)給俄羅斯感應(yīng)測井儀,同時將俄羅斯感應(yīng)測井儀上傳的數(shù)據(jù)解析后通過井下遙傳上傳至地面。地面使用PCI宏核邏輯在FPGA芯片中集成PCI接口,大大提高地面采集板的集成度。地面系統(tǒng)下發(fā)的命令通過信號時鐘分離電路和FPGA將命令保存在FPGA的端口中,通過接口電路將命令下發(fā)。驅(qū)動電路提高上傳數(shù)據(jù)的驅(qū)動能力。

調(diào)制電路完成信號的調(diào)制和整形,調(diào)制電路中變壓器負(fù)邊的中心抽頭接隔離變壓器的一端,通過PCM+或PCM-和供電線2給感應(yīng)儀器供電?？偩€驅(qū)動和隔離完成感應(yīng)短節(jié)與CAN總線連接(見圖1)。

圖1 轉(zhuǎn)換短節(jié)工作框圖

2 CRO5531轉(zhuǎn)換短節(jié)接口

俄羅斯感應(yīng)測井儀器轉(zhuǎn)換短節(jié)所包含的信息量大,轉(zhuǎn)換短節(jié)與俄羅斯感應(yīng)測井儀器的接口[4]實現(xiàn)井下數(shù)據(jù)的采集和傳輸。儀器接口采用D TB、CAN井下總線,協(xié)議簡潔明朗,FPGA使用N IOS技術(shù)構(gòu)造井下CPU完成CAN總線功能[5],大大提高了井下集成度(見圖2)。

圖2 轉(zhuǎn)換短節(jié)接口框圖

3 CRO5531轉(zhuǎn)換短節(jié)系統(tǒng)軟件

井下控制系統(tǒng)軟件即混合信號單片機C8051F060采用C51語言編寫。

3.1 主程序和上傳數(shù)據(jù)中斷服務(wù)子程序

主程序首先對C8051F060系統(tǒng)進(jìn)行初始化,包括對時鐘、看門狗模塊、中斷及輸入輸出交叉端口的配置,然后對從FPGA模塊發(fā)送過來的命令進(jìn)行分析判斷,從而確定當(dāng)前的命令是測井命令還是通信檢查命令,接著對相應(yīng)的命令進(jìn)行編碼并且通過電纜下發(fā)給轉(zhuǎn)換短節(jié);最后解碼接收感應(yīng)測井儀器上傳的數(shù)據(jù)(見圖3)。上傳數(shù)據(jù)中斷服務(wù)子程序在DTB總線的上傳時鐘的節(jié)拍下將采集到的數(shù)據(jù)上傳給DTB總線(見圖4)。

圖3 主程序流程圖

圖4 上傳數(shù)據(jù)中斷服務(wù)子程序流程圖

3.2 軟件開發(fā)及實現(xiàn)

設(shè)計采用的開發(fā)工具是MAX+PLUSⅡ。對于復(fù)雜的邏輯功能可選擇文本輸入方式,采用V HDL或A HDL語言進(jìn)行邏輯描述。對于簡單的邏輯功能采用圖形輸入方式,底層的地址譯碼模塊和數(shù)據(jù)鎖存模塊用VHDL語言編寫程序,程序經(jīng)過編譯后,產(chǎn)生相應(yīng)的宏功能模塊。編譯產(chǎn)生的宏功能模塊可在圖形設(shè)計文件中像軟件庫中的宏功能模塊一樣被高層設(shè)計調(diào)用。地址譯碼模塊的源程序為

設(shè)計采用自頂向下的系統(tǒng)設(shè)計方法,自定義FPGA期間的內(nèi)部邏輯和管腳,將大部分設(shè)計工作放在FPGA芯片內(nèi)部的邏輯設(shè)計中。

4 EILog系統(tǒng)軟件掛接俄羅斯感應(yīng)測井儀器程序

EILog測井系統(tǒng)采用了面向?qū)ο蟮膭討B(tài)鏈接庫軟件設(shè)計思想,在不改動系統(tǒng)軟件的前提下,可方便快捷地配接各種測井儀器。以俄羅斯感應(yīng)測井儀器的地面處理軟件為基礎(chǔ),編制適應(yīng)EILog測井軟件的動態(tài)鏈接庫,從而完成俄羅斯感應(yīng)測井儀器數(shù)據(jù)的采集和處理[6]。系統(tǒng)包括 EILog系統(tǒng)動態(tài)鏈接庫軟件擴展、升級;修改Resource目錄 Tool.lib文件。

CRO5531轉(zhuǎn)換短節(jié)的測試。為驗證轉(zhuǎn)換短節(jié)對俄羅斯感應(yīng)測井儀器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換傳輸?shù)木群蜏?zhǔn)確性,通過俄羅斯感應(yīng)測井儀器模擬器來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的模擬,模擬器的數(shù)據(jù)為0～65 536連續(xù)變化,這樣可以觀察出數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,每一幀數(shù)據(jù)遞增16。通過觀察短節(jié)采集的部分原始數(shù)據(jù),看出采集的數(shù)據(jù)是否連續(xù)變化,每一位是否正確。

實際應(yīng)用也可以在地面系統(tǒng)或測試臺架上連接感應(yīng)儀器測試。以儀器的開環(huán)測值數(shù)據(jù)為例,表1給出了短節(jié)測量值與配套面板測值的比較和儀器烤機1 h穩(wěn)定性測試數(shù)據(jù),短節(jié)測量值與配套面板測值的相對誤差低于0.1%,儀器烤機1 h其相對誤差仍低于0.1%,信號幅度的變化反映了感應(yīng)儀器自身的穩(wěn)定性,因而不作為對短節(jié)評價的指標(biāo)。表明短節(jié)的精度及穩(wěn)定性達(dá)到了使用要求。

5 應(yīng)用效果

為了對短節(jié)的使用效果作出評價,進(jìn)行了對比驗證,包括EILog系統(tǒng)掛接俄羅斯感應(yīng)測井儀器與俄羅斯感應(yīng)測井面板的對比試驗井6口,與EILog雙感應(yīng)八側(cè)向的對比試驗井8口,與EILog陣列感應(yīng)測井儀器的對比試驗井15口。

表1 感應(yīng)儀器開環(huán)信號測試數(shù)據(jù)(烤機/1 h)

5.1 俄羅斯感應(yīng)測井轉(zhuǎn)換短節(jié)測井曲線重復(fù)性對比

通過23個EILog隊伍在隴東標(biāo)準(zhǔn)井標(biāo)準(zhǔn)化測井,所測資料與標(biāo)準(zhǔn)井建表資料數(shù)值一致,工作穩(wěn)定。圖5是標(biāo)準(zhǔn)化曲線重復(fù)性對比圖。

圖5 標(biāo)準(zhǔn)井重復(fù)性對比

5.2 俄羅斯感應(yīng)測井轉(zhuǎn)換短節(jié)與專用面板測井資料對比

圖6是白××井俄羅斯感應(yīng)測井轉(zhuǎn)換短節(jié)與專用面板測井資料對比圖。圖6中4條對比曲線都幾乎完全重合,曲線形態(tài)比較穩(wěn)定,數(shù)值也能很好地反映地層電性。IRXA GJ為短節(jié)測井曲線;IRXA MB為面板記錄曲線。

6 結(jié) 論

(1)測試數(shù)據(jù)表明,CRO5331轉(zhuǎn)換短節(jié)轉(zhuǎn)換精度高,穩(wěn)定可靠,滿足了實際測井使用的要求。

(2)CRO5331轉(zhuǎn)換短節(jié)實現(xiàn)了俄羅斯感應(yīng)測井儀器與EILog地面系統(tǒng)的掛接,可作為EILog系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)配置,也可以用于EILog測試臺架檢查、調(diào)校儀器。

(3)采集的曲線在部分井存在的泥巖四軌,水層深淺感應(yīng)曲線重合、差異小或曲線關(guān)系不正確,油層深淺感應(yīng)曲線差異大等問題,通過應(yīng)用俄羅斯感應(yīng)井眼校正軟件,校正后的曲線符合地質(zhì)規(guī)律,較好地解決了俄羅斯感應(yīng)儀器采集曲線出現(xiàn)的問題。

圖6 白××井對比圖

[1] 湯天知.EILog測井技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展思路 [J].測井技術(shù),2007,31(2):99-102.

[2] 陳江浩,陳文輝.EILog測井系統(tǒng)采集軟件平臺系統(tǒng)設(shè)計[J].測井技術(shù),2008,32(3):257-259.

[3] 中國石油集團測井有限公司.俄羅斯感應(yīng)轉(zhuǎn)換短節(jié)維修手冊[Z].2007.

[4] 王 煒,謝 雁.高速遙傳系統(tǒng)配接DTB總線儀器的接口設(shè)計[J].測井技術(shù),2002,26(4):325-327.

[5] 孫欽濤,陳 鵬,陳 寶.基于CAN總線的測井?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研制 [J].測井技術(shù),2007,31(4):367-369, 379.

Design and Im plemen tation of CRO5531 Crossover

GUAN Zhaoxing,WU Shaowei,TIAN Jiang,PENG Zhenghuan
(Changqing Division,China Petroleum Logging CO.LTD.,Xi’an,Shaanxi 710201,China)

A CRO5531 crossover,based on its interface,connects Russian induction tool to gamma telemetry tool and finally makes EILog surface system compatible w ith Russian induction tool.The sub’s D TB and CAN bus co re reserved is a FPGA developed by MAX+PLUSⅡ.A dynamic library and a data p rocessing dynamic library are added to the original surface software to achieve Russian induction logging data acquiring and p rocessing.Surface tests haved p roved that not only the sub’s conversion accuracy error is less 0.1%compared to its original panel,but also the curves’repeatability and consistency haved come to the requirements by logging comparison including original panel,dual induction laterallog 8 and array induction logging data.The dow nhole tools have been w ell app lied in p ractice and achieved the logging requirementsw ith higher accuracy and better stability.

logging tool,system compatiblility,induction logging,interface,curve comparison

1004-1338(2010)01-0084-04

P631.81;TE357.1;TE19

A

關(guān)照星,男,1970年生,工程師,現(xiàn)在從事測井儀器的維修工作。

2009-07-23 本文編輯 李總南)