EILog地面仪器的信号采集与解码技术

1 EILog测井系统地面仪器以及总体特点

EILog测井系统是由中国石油天然气集团公司支持中国石油测井有限公司技术中心研发的成套测井装备, 主要由国产化成像测井仪器、常规测井仪器、综合化地面仪器以及一体化测井资料解释与处理等软件组成, 并能够完成套管井测井、工程测井、裸眼井测井以及取心等作业。EILog地面仪器是对测井数据地面采集与解释的一个平台, 主要是由数据采集和控制软件平台、数据采集硬件平台以及现场解释与处理平台组成的, 其总体特点有:

1.1 进行实时采集, 可靠性较高;

1.2 基于网络化系统设计, 远程传输与控制得以实现;

1.3 采集箱体的总线具有低成本、高可靠性以及高性能等优点;

1.4 小巧灵便的机械设计和系统, 不但能在室内调试, 车载安装也是简单易行, 而且拆卸与维修也比较容易;

1.5 动态添加仪器的功能具备在对象的软件设计中;

1.6 成像图技术以及绘图软件处理技术较先进。

2 EILog地面仪器数据采集系统结构

测井数据采集以及控制的关键就是采集箱体, 主要是由CPCI总线系统、信号预处理板、CPU板、信号采集板以及信号转接板和后I/O板等部分组成, 下面就对其进行简单介绍。

2.1 CPCI总线系统

CPCI是在1994年由国际工业计算机制造者联合会基于PCI电气规范的标准提出来的一种高性能工业用总线接口标准, 实际上就是标准针孔连接器、PCI总线的电气规范以及欧洲卡规范的结合。它在将IPC传统机械结构抛弃的基础上, 对散热条件进行了改善, 将抗振动冲击的能力进行了提升处理, 在符合电磁兼容性的要求基础上, 将系统的可靠性以及负载能力进一步的增高, 因此, 具有可靠性高、可热插拔以及开放性高等优点。

工业控制系统的CPCI总线通过EILog地面系统在测井行业地面的总线系统中第一次成功应用得以实现, 将CPCI的特点进行了充分的利用, 不但升级容易, 设计模块化并坚固, 而且具有良好的抗振性和抗冲击性, 可用性、可靠性以及高性价比得到了保证;运用多种编码信号集成软件化处理使测井行业数据传输的要求得到满足;而且前面板上的接口或者是机柜的背板都可以作为是CPCI电路I/O数据的出口, 所以, 在方便系统调试的同时, 系统的扩展性能也得到了提高, 为测井地面数据采集系统运用这种总线系统奠定了基础。

2.2 信号预处理板

模拟信号预处理、声波信号预处理、WTC生产测井预处理以及100K遥传信号预处理等都是信号预处理板主要完成的工作。通过滤波、放大后将自然电位、接箍、张力以及磁计号等模拟信号送入到模拟开关运行通道, 并选择送入信号采集板。声波信号预处理电路是通过前端机来对逻辑时序和脉冲宽度进行控制, 通过运放、功放将发出的逻辑信号送到逻辑输出, 然后通过缆芯送到信号采集板。WTC信号传输是采用PCM编码, 通过电缆将下井仪器送到采集箱体, 经过隔离之后再对信号进行恢复处理。

2.3 数据采集板

信号采集板主要是将各种上传的信号完成采集工作, 主要是通过CPCI总线来与CPU数据实现通信, 通过CPCN自定义接口实现信号的预处理板与外部接口信号的通信。信号采集板是用GSP与FPGA技术实现综合的测井数据采集以及处理的板。DSP采用的是修正的哈佛结构体系, 能够让芯片有应用适应性广泛以及处理速度高等特点;FPGA将系统的整体性能提高, 还针对其特点在设计实现时进行了优化设计。

将采集箱体后面板的所有信号连接到采集箱体的底板上就是信号转接板的主要工作, 这样就能方便系统对信号进行采集。

3 EILog地面仪器的解码技术

WTC遥传方式是系统在设计时所保留的生产测井井下仪, 曼彻斯特码是其主要的传输方式。仪器总线是实现各井下仪器与WTC遥传系统的井下遥传短节的通信的工具, 而且各个井下仪器都有自己固定的地址, 井下仪器只要被遥传短节寻址就要将数据送上总线, 短节就将此数据接收, 然后编成曼彻斯特码, 最后通过电缆传输到地面上。WTC的数据在传输的过程中, 一个边沿跳变用一个脉冲表示, 曼彻斯特码上升沿用负脉冲表示, 下降沿用正脉冲表示。曼彻斯特解码技术原理是, 将已经分离的正负脉冲信号传送到曼码解码器进行解码之后, 再将串行数据送到DSP, 待将数据采集完成之后就向CPU发出中断信号, 然后再将数据进行整理, 完成之后再传送到双端口, 并通知和等待CPU来进行数据读取。

曼彻斯特码解码器不但要完成曼彻斯特码的解码工作, 还要对错误进行检测。它首先会将具有有效同步字的曼彻斯特码进行接收, 然后再进行译码、识别其类型以及奇偶校验等工作。

4 结语

通过本文的分析, 希望在以后的技术研究工作中, 能够将测井设备的地面仪器的处理系统往一个新的水平发展, 先进的技术水平能够积极的占领国际市场, 并发挥出其巨大的功效。

摘要：随着我国科学技术的发展, 在我国测井仪器上的研究也越来越多, 先进的网络技术、遥测技术、自动控制技术以及计算机技术等越来越多的应用在测井仪器上。在测井系统中, 是否能够取得合格数据的关键就是数据采集系统, 且对于整个测井仪器系统的性能都有一定的影响。为了将测井地面系统的稳定性和可靠性提高, 本文从EILog测井系统地面仪器以及总体特点切入, 然后对EILog地面仪器的遥传信号的采集系统以及解码技术进行详细的分析。

关键词：EILog地面仪器,硬件,软件,数据采集,解码技术

参考文献

[1] 谢刚, 崔丽香.EILog地面信号采集及解码技术[J].测控技术, 2014, 07:61-64.

[2] 李谦, 王鹏, 王坤宁, 李传伟, 闰水浪.EILog中子寿命测井地面控制和数据处理系统开发[J].测井技术, 2011, 05:465-469.