專利名稱：鉆進探測防碰報警系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及油田鉆井工程領(lǐng)域中所用到的一種報警裝置，具體的說是涉及一
種在鉆井過程中防止碰撞其它油井套管的裝置。
技術(shù)背景 目前，在油田鉆井工程領(lǐng)域中，鉆井工程作業(yè)經(jīng)常會在井眼密集的區(qū)域中進行。當 遇到一些斜井時，技術(shù)人員根本無法判斷套管在地下的具體位置，因此，在鉆進過程中經(jīng)常 會發(fā)生鉆頭鉆穿鄰近井套管的事故，但現(xiàn)有技術(shù)中尚無解決此問題的有效措施
實用新型內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中，鉆井作業(yè)時鉆頭容易鉆穿鄰近井套管的問題，本實用新型
提供一種鉆進探測防碰報警系統(tǒng)，該種鉆進探測防碰報警系統(tǒng)能夠探測到周圍是否有臨近 井套管，具有使用方便、報警準確的特點。 本實用新型的技術(shù)方案是該種鉆進探測防碰報警系統(tǒng)，包括工業(yè)計算機、帶有外 設(shè)報警信號驅(qū)動電路的報警喇叭，其特征在于所述系統(tǒng)還包括至少三路聲波檢測通道以 及模數(shù)轉(zhuǎn)換器、復(fù)雜可編程邏輯控制器、單片機和USB接口芯片；其中，所述聲波檢測通道 由依次連接的電容式次生傳感器、音頻信號放大器以及LC低通濾波器構(gòu)成，由電容式次生 傳感器向音頻信號放大器輸出音頻信號，由音頻信號放大器向LC低通濾波器輸出增益后 的待過濾音頻信號；由所述LC低通濾波器向所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入去除諧波后的音頻模 擬信號，進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換；所述單片機控制模/數(shù)轉(zhuǎn)換器選擇所采集的聲波檢測通道，并將 通道號發(fā)送給所述復(fù)雜可編程邏輯控制器；所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器在單片機的控制下將轉(zhuǎn)換后 的數(shù)字信號送到復(fù)雜可編程邏輯控制器中，所述復(fù)雜可編程邏輯控制器將數(shù)據(jù)和通道號組 合后，發(fā)送給USB接口芯片；由所述USB接口芯片經(jīng)過電纜將信號傳送給上位的工業(yè)計算 機；由所述工業(yè)計算機控制外設(shè)報警信號驅(qū)動電路；所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器為AD7888型，所述 復(fù)雜可編程邏輯控制器為EPM3128型，所述單片機為PIC18F6622型，所述USB接口芯片為 FT245RL型。 本實用新型具有如下有益效果由于采取上述方案，將至少三路電容式次生傳感 器環(huán)繞距離待鉆井最近的鄰近井安置，固定于鄰近井的套管接箍處，由這些電容式次生傳 感器接收鉆頭鉆進產(chǎn)生的巖石振動聲波，此后通過本報警系統(tǒng)分析處理后決定是否報警， 從而有效解決了鉆井作業(yè)時鉆頭容易鉆穿鄰近井套管的問題，避免了生產(chǎn)事故的發(fā)生。

圖1是本實用新型的組成示意圖。 圖2是本實用新型的工作示意圖。 圖中1_鉆頭，2-鄰近井套管，3-電容式次生傳感器，4-報警系統(tǒng)主機。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明 由圖1所示，該種鉆進探測防碰報警系統(tǒng)，包括工業(yè)計算機、帶有外設(shè)報警信號驅(qū) 動電路的報警喇叭，其中，所述系統(tǒng)還包括至少三路聲波檢測通道以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器、復(fù)雜可 編程邏輯控制器、單片機和USB接口芯片； 其中，所述聲波檢測通道由依次連接的電容式次生傳感器、音頻信號放大器以及 LC低通濾波器構(gòu)成，由電容式次生傳感器向音頻信號放大器輸出音頻信號，由音頻信號 放大器向LC低通濾波器輸出增益后的待過濾音頻信號；在這里可以采用B&K公司生產(chǎn)的 4191電容式次聲傳感器。 此后，由所述LC低通濾波器向所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入去除諧波后的音頻模擬信 號，進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換； 所述單片機控制模/數(shù)轉(zhuǎn)換器選擇所采集的聲波檢測通道，并將通道號發(fā)送給所 述復(fù)雜可編程邏輯控制器； 所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器在單片機的控制下將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號送到復(fù)雜可編程邏輯 控制器中，所述復(fù)雜可編程邏輯控制器將數(shù)據(jù)和通道號組合后，發(fā)送給USB接口芯片； 由所述USB接口芯片經(jīng)過電纜將信號傳送給上位的工業(yè)計算機；由所述工業(yè)計 算機控制外設(shè)報警信號驅(qū)動電路； 所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器為AD7888型，所述復(fù)雜可編程邏輯控制器為EPM3128型，所述 單片機為PIC18F6622型，所述USB接口芯片為FT245RL型。 按照本方案，如圖2所示，將至少三個電容式次生傳感器環(huán)繞距離待鉆井最近的 鄰近井安置，固定于鄰近井的套管接箍處，由這些電容式次生傳感器接收鉆頭鉆進產(chǎn)生的 巖石振動聲波，可實現(xiàn)同時監(jiān)控鄰近多口井的套管振動狀況。 在具體應(yīng)用時，為本報警系統(tǒng)提供電源的部分可以包括以下兩部分入口防護部 分，由防反二極管、保險絲、LC濾波電路組成；開關(guān)電源部分，采用TPS54331芯片，將5V輸 入電源轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)需要的3. 3V電源，如此使用開關(guān)電源可明顯提高系統(tǒng)電源效率。 本報警系統(tǒng)主控單元采用嵌入式PIC18F6622型單片機來實現(xiàn)，可以很好控制模 數(shù)轉(zhuǎn)換器AD7888采集哪一個通道，并將通道號告知復(fù)雜可編程邏輯控制器，即CPLD。 本報警系統(tǒng)通過USB接口芯片與上位工業(yè)計算機通信，所采集數(shù)據(jù)均由上位工業(yè) 計算機分析處理。當上位工業(yè)計算機發(fā)現(xiàn)鉆頭與相關(guān)套管距離有危險時將產(chǎn)生報警信號， 控制外設(shè)報警信號驅(qū)動電路使報警喇叭發(fā)出報警信號。 目前本系統(tǒng)已經(jīng)進行了多次試驗應(yīng)用，杏3-2-E937井和杏3_ 丁 3_斜E937井是同 平臺叢式定向井，兩井井口地面相距7米。杏3- 丁 3-斜E937井井鉆進施工時，在已施工完 的同平臺鄰近井杏3-2-E937井上安裝本報警系統(tǒng)，對杏3- 丁 3-斜E937井鉆進施工時鉆 頭與同平臺鄰近井杏3-2-E937的距離進行測試，當杏3- 丁 3-斜E937井鉆進至302米時， 本報警系統(tǒng)發(fā)出報警信號，經(jīng)對杏3- 丁 3-斜E937井眼軌道數(shù)據(jù)加密測量后與杏3-2-E937 井井眼軌道數(shù)據(jù)進行防碰掃描計算，在302米處兩井相距2. 05米。對杏3- 丁 3-斜E937 井及時采取了繞障施工，避免了兩井相碰事故的發(fā)生。
權(quán)利要求一種鉆進探測防碰報警系統(tǒng)，包括工業(yè)計算機、帶有外設(shè)報警信號驅(qū)動電路的報警喇叭，其特征在于所述系統(tǒng)還包括至少三路聲波檢測通道以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器、復(fù)雜可編程邏輯控制器、單片機和USB接口芯片；其中，所述聲波檢測通道由依次連接的電容式次生傳感器、音頻信號放大器以及LC低通濾波器構(gòu)成，由電容式次生傳感器向音頻信號放大器輸出音頻信號，由音頻信號放大器向LC低通濾波器輸出增益后的待過濾音頻信號；由所述LC低通濾波器向所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入去除諧波后的音頻模擬信號，進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換；所述單片機控制模/數(shù)轉(zhuǎn)換器選擇所采集的聲波檢測通道，并將通道號發(fā)送給所述復(fù)雜可編程邏輯控制器；所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器在單片機的控制下將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號送到復(fù)雜可編程邏輯控制器中，所述復(fù)雜可編程邏輯控制器將數(shù)據(jù)和通道號組合后，發(fā)送給USB接口芯片；由所述USB接口芯片經(jīng)過電纜將信號傳送給上位的工業(yè)計算機；由所述工業(yè)計算機控制外設(shè)報警信號驅(qū)動電路；所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器為AD7888型，所述復(fù)雜可編程邏輯控制器為EPM3128型，所述單片機為PIC18F6622型，所述USB接口芯片為FT245RL型。
專利摘要一種鉆進探測防碰報警系統(tǒng)。主要解決現(xiàn)有技術(shù)中，鉆井作業(yè)時鉆頭容易鉆穿鄰近井套管的問題。其特征在于系統(tǒng)還包括至少三路聲波檢測通道以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器、復(fù)雜可編程邏輯控制器、單片機和USB接口芯片；其中，聲波檢測通道由依次連接的電容式次生傳感器、音頻信號放大器以及LC低通濾波器構(gòu)成；由LC低通濾波器向所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入去除諧波后的音頻模擬信號；單片機控制模/數(shù)轉(zhuǎn)換器選擇所采集的聲波檢測通道，并將通道號發(fā)送給所述復(fù)雜可編程邏輯控制器；模/數(shù)轉(zhuǎn)換器在單片機的控制下將數(shù)字信號送到復(fù)雜可編程邏輯控制器中，數(shù)據(jù)和通道號組合后，發(fā)送給USB接口芯片傳送給上位的工業(yè)計算機驅(qū)動喇叭報警。具有報警準確、避免事故發(fā)生的特點。
文檔編號E21B44/00GK201460860SQ20092010066
公開日2010年5月12日 申請日期2009年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月21日
發(fā)明者孫文才, 朱紅巖, 李國慶 申請人:大慶油田有限責(zé)任公司