HH2530电子线路2总线模块改进及应用

黎 鹏 邹 伟 高银锋 刘 伟 马榕佐

（河南油田测井公司 河南 南阳）

0 引言

HH2530测井平台是以520测井系统为基础，保持CSU的测井方法和原理，采用先进的电子技术和二次集成技术，减少部件的重复，提高系统可靠性，并且系统兼容性强，可配接常规仪器和成像仪器，具有勘探井、开发井，生产测井，射孔取芯等功能，井下仪之间通讯采用三总线方式，具有很强的组合扩展能力。

现通过对电子线路2的总线接口电路进行相关改进，实现了对电法测井曲线质量的提高。

1 电子线路2基本原理

电子线路2原理框图如图1所示。

电子线路2原理框图

1）基本功能

共用线路段2是双侧向测井仪、双感应测井仪、连续测斜仪、声波测井仪的共用电子线路。负责以上各个测井仪的控制和测井数据的传输，对地面发出的指令进行解调，控制双侧向测井仪和双感应测井仪的刻度状态，以及声波测井仪的增益和选通；对连斜、双感应的测井数据进行采集和传输；对双侧向的发射信号进行功率控制和对测井信号进行放大、滤波、检波、采集、传输。测井数据信号是通过三总线送到遥测短节TCT，然后通过七芯电缆传送到地面。

2）通讯模式

电子线路2与通讯短节TCT的数据通讯是通过三总线进行的。三总线包括：下行信号线DSIG，上行时钟线UCLK，上行数据通行线UDATA/GO，此外还有一根公共返回线即信号地线。

下行信号线DSIG——来自地面的指令经遥测短节TCT解调、处理后再由此线传给各井下仪。信号以三种电平的形式出现，即0、＋V、－V（V＝1.2V土1%），周期是10s，这种三电平下行信号既包含了指令内容又包含了下行时钟。各井下仪的接口电路则把这两部分信息分开并分送到不同的部位。所有的井下仪是同时读取此信号（32位指令），指令中的地址与某一仪器的固有地址相符。

上行数据通行线UDATA/GO——这是一条双向流通信号线，即GO脉冲由TCT发出经此线传给各井下仪的接口，使接口中的有关电路被触发而成为初始态，做好接收UCLK和上传数据的准备；GO脉冲（幅值为＋3.6 V，脉宽为20s）前沿之后320s时，TCT发出UCLK，与此同时应送数据的仪器在UCLK的触发下将数据送到上行数据通行线（上行数据位宽10s，高电平为＋1.2V表示逻辑1，低电平为0V表示逻辑0）上传。

2 存在问题

电子线路2主要负责所挂探头的测量信号数字化，产生探头测井和刻度所需的控制信号，同时通过三总线上传测井数据和解调下传命令，从而完成相应探头的测井功能。在测井过程中，经常发现测井曲线产生不正常的波动，影响测井精度，这一现象引起了我们的关注。从理论上来说，仪器（例如连斜，侧向等）在地面进行配接时，仪器处在静止状态，周围环境没有发生变化，所获得的测井曲线应该是一道直线，然而我们在地面配接仪器进行检测的时候却观察到曲线有不规则的起伏，地面配接都无法获得标准结果，在井下复杂的环境中仪器就更加难以取得理想的曲线质量[1]。我们经过反复的更换仪器进行排查，发现更换线路2以后，这种不规则的干扰现象有明显改变，而且这种干扰是存在于整个电法仪器串中，我们通过分析研究，确认这种干扰是由线路2的总线接口电路中的干扰信号所引起的，并对线路2的总线接口模块做出了3处改进，以减少总线干扰对整个电法测井的影响[2]。

3 技术改进

对电子线路2的总线接口电路做出了3处改进[2][3]。

1）上行时钟电路改进

此处改进位于三总线中的上行时钟线的电路部分，上行时钟信号通过触发器后经图中的二极管V2输出到单片机，用于数据上传的计数时钟使用，将图中的电容C25的一端接到信号地上，把V25当做滤波电容来使用，以避免干扰信号通过V2后进入单片机，加强了这一部分电路的抗干扰能力。上行时钟电路改进图如图2所示。

图2 上行时钟电路改进图(虚线为改进部分)

2）下行信号电路改进

此处改进位于三总线中的下行信号线部分，在其信号输入端和地之间加入了一个4700 p的滤波电容，使下行信号在进入电路处理前就先进行滤波，提高信号的精度。下行信号电路改进图如图3所示。

图3 下行信号电路改进图(99为改进时添加的电容)

3）上行数据电路改进

此处改进位于三总线中的上行数据线部分，上行数据线中包括上传数据和GO脉冲信号两部分。上传数据和GO脉冲信号通过比较器分离后，进入不同的电路进行处理，将电容C20的一端与信号地相接，将其当做滤波电容使用，提高分离后的上传数据的精度。

上行数据电路改进图如图4所示。

图4 上行数据电路改进图(虚线为改进部分)

4 改进效果

改进后的仪器在使用期间积累了大量的测井资料，通过与使用未改进仪器获得的测井资料进行对比，可以说明此次改进效果是很明显的，对于声波，侧向，连斜等电法仪器来说，使用改进后的电子线路2测得的曲线较未改进的要更加光滑，重复性和一致性更好[1]。图5、图6是从测井资料中抽取出来的一组改进前后的曲线。

图5 改进前仪器所测曲线

图6 改进后仪器所测曲线

对比是在同井段进行的，两串仪器使用了相同的声波和双侧向仪器，可以看到使用改进前的电子线路2进行测井的时候，声波曲线（DT）有明显的跳尖，曲线起伏也不够平滑，而使用改进后的电子线路2进行测井所得到的声波曲线就更加的平滑并且没有跳尖现象，对比双侧向曲线（LLD，LLS），也可以看到使用改进后的仪器所测得的曲线在重合性上要优于未改进的仪器。

5 结束语

在实际测井施工中发现异常现象后，通过排除法确认了电子线路2的总线接口电路存在干扰，出于对测井曲线质量的高要求，对干扰现象进行了改善。改进过程中，主要以对三总线信号进行滤波、提高信号精度、增强电路的抗干扰能力为核心思想，对线路2的总线接口电路做出了3处改进。自2011年改进完成后使用至今已有近两年时间，实践证明运行稳定可靠，效果理想，所取得的测井资料优秀率较改进前有明显提高，具有推广价值。

[1]张厚福.柳广弟.石油地质学[M].北京：石油工业出版社，2009

[2]周南生.模拟电路设计[M].北京：科学出版社，2005

[3]彭 军.测量电子电路设计:滤波器篇[M].北京：科学出版社，2005