本發(fā)明涉及石油鉆井、隨鉆測井領(lǐng)域，尤其涉及隨鉆測井系統(tǒng)中的井下儀器總線測試系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

把測井儀器放在鉆頭上，讓鉆頭長上“眼睛”，一邊鉆進(jìn)一邊獲取地層的各種資料，這就是隨鉆測井。這樣不僅對任何狀況的井，特別是水平井可以進(jìn)行測井，而且利用測得的鉆井參數(shù)和地層參數(shù)及時(shí)調(diào)整鉆頭軌跡，使之沿目的層方向鉆進(jìn)。由于隨鉆測井獲得的地層參數(shù)是剛鉆開的地層參數(shù)，它最接近地層的原始狀態(tài)，用于對復(fù)雜地層的含油、氣評價(jià)比一般電纜測井更有利。隨鉆測井儀器放在鉆鋌內(nèi)，除測量電阻率、聲速、中子孔隙度、密度等常規(guī)測井和某些成像測井外，還測量鉆壓、扭矩、轉(zhuǎn)速、環(huán)空壓力、溫度等鉆井參數(shù)。

在定向井或水平井鉆井工程中，目前，隨鉆測控儀器為短節(jié)式連接結(jié)構(gòu)，各測控短節(jié)間進(jìn)行電氣連接和機(jī)械連接。隨鉆測控短節(jié)之間以及測控短節(jié)多模塊之間數(shù)據(jù)交換主要通過基于can總線自定義通訊協(xié)議、基于485總線自定義通訊協(xié)議、基于單總線自定義通訊協(xié)議來實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)交換總線的概念比較模糊，外總線和內(nèi)總線并沒有獨(dú)立的定義，也不存在內(nèi)外總線間的規(guī)約轉(zhuǎn)換。電氣連接用以提供電源和進(jìn)行信號(hào)傳輸，機(jī)械連接用以傳遞鉆井液和扭矩。目前，隨鉆測控儀器間都采用點(diǎn)對點(diǎn)直接連接方式進(jìn)行電源供給和信號(hào)發(fā)送接收，該方式需要通過電源線和信號(hào)線分別連接，當(dāng)各測控短節(jié)間需要調(diào)整順序或增減測控短節(jié)時(shí)，必須重新設(shè)計(jì)走線布局及修改主控單元與各測控單元的通訊方式和相關(guān)協(xié)議。這種連接方式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、擴(kuò)展性差、機(jī)械設(shè)計(jì)難度大，不利于隨鉆測控短節(jié)組裝和更換，同時(shí)也不便于故障的診斷和儀器的維修，造成了整個(gè)井下隨鉆測控系統(tǒng)的可靠性差。

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本申請人同時(shí)提出了《一種隨鉆測控儀器總線系統(tǒng)》的專利申請，該申請中的技術(shù)方案包括內(nèi)總線、外總線、總線規(guī)約轉(zhuǎn)換器，實(shí)現(xiàn)測控短節(jié)之間通過外總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交換以及實(shí)現(xiàn)多模塊之間通過內(nèi)總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的總線操作系統(tǒng)。目前，隨鉆測控儀器總線系統(tǒng)的測試往往針對具體的對象，比如測試總線系統(tǒng)與can總線或者485總線的通訊或者規(guī)約轉(zhuǎn)換，功能相對單一，比較分散，缺乏測試系統(tǒng)整體構(gòu)架，還未形成完善的測試系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有隨鉆測控儀器測試功能單一、比較分散、未形成完善測試系統(tǒng)的問題，提供一種隨鉆測控儀器總線測試系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對隨鉆測控儀器總線在通訊、規(guī)約轉(zhuǎn)換等方面的測試。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種隨鉆測控儀器總線測試系統(tǒng)，包括：單總線評測系統(tǒng)、can總線測試模塊、單總線測試模塊、單總線通訊模塊、單總線規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊及配套的電纜、轉(zhuǎn)換接口，其中：單總線測評系統(tǒng)與can總線測試模塊連接，can總線測試模塊分別與單總線測試模塊和一路單總線規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊連接，其它單總線規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊和單總線通訊模塊分別通過單總線與前述的單總線測試模塊和單總線規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊連接。

所述的can總線測試模塊用于安裝、開發(fā)、測試、維護(hù)、管理can-bus網(wǎng)絡(luò)。

所述單總線測試模塊是系統(tǒng)控制中心，包括任務(wù)管理、消息傳輸、差錯(cuò)控制單元，單總線測試模塊由兩部分組成，即測試模塊和總線耦合器，其中測試模塊通過can接口與can總線測試模塊連接；總線耦合器將測試模塊發(fā)送數(shù)據(jù)耦合到單總線，同時(shí)又將單總線中的接收數(shù)據(jù)信號(hào)及電源信號(hào)分離到測試模塊的接收端。

所述的單總線通訊模塊是測控終端，由兩部分組成，即通訊模塊和總線耦合器，其中，總線通訊模塊通過rs485接口與其他測試短節(jié)連接，總線耦合器將通訊模塊的發(fā)送數(shù)據(jù)耦合到單總線，同時(shí)又將單總線中的接收數(shù)據(jù)信號(hào)及電源信號(hào)分離到通訊模塊的接收端。

所述的單總線規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊由兩部分組成，即總線耦合器和規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊，通訊模塊通過can接口與其他測試短節(jié)連接，總線耦合器將規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊的發(fā)送數(shù)據(jù)耦合到單總線，同時(shí)又將單總線中的接收數(shù)據(jù)信號(hào)及電源信號(hào)分離到規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊的接收端。

所述的單總線評測系統(tǒng)軟件采用標(biāo)準(zhǔn)模塊化設(shè)計(jì)，為系統(tǒng)擴(kuò)展和再次開發(fā)的規(guī)范性和重用性提供條件，滿足系統(tǒng)數(shù)據(jù)收發(fā)、傳輸、多任務(wù)處理能力。

本發(fā)明的隨鉆測控儀器總線測試系統(tǒng)具有的有益效果是，總線測試系統(tǒng)采用線性局域網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，便于維護(hù)，易于增加或刪除節(jié)點(diǎn)，提高設(shè)計(jì)靈活性；采用了電氣屏蔽和總線耦合方式，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都能夠安全地與網(wǎng)絡(luò)隔離，減少了潛在的損壞計(jì)算機(jī)等設(shè)備的可能性。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

附圖說明

圖1隨鉆測控儀器總線測試系統(tǒng)框圖；

圖2單總線測試模塊組成示意圖；

圖3單總線通訊模塊組成示意圖；

圖4單總線規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊組成示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說明書附圖對該隨鉆測控儀器總線測試系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)說明。

圖1為隨鉆測控儀器總線測試系統(tǒng)框圖。該總線測試系統(tǒng)包括單總線評測系統(tǒng)、can總線測試模塊、單總線測試模塊、單總線通訊模塊、單總線規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊，實(shí)現(xiàn)對隨鉆測控儀器總線在通訊、規(guī)約轉(zhuǎn)換等方面的測試。

進(jìn)一步，單總線測評系統(tǒng)（pc機(jī)與軟件）與can總線測試模塊連接，can總線測試模塊分別與單總線測試模塊和單總線規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊連接，其它各模塊與單總線連接,可根據(jù)測試需要確定各模塊數(shù)量。

鑒于隨鉆儀器的特殊性，隨鉆測控儀器總線測試系統(tǒng)采用單總線模式，為了充分測試總線測試系統(tǒng)的性能，本實(shí)施例采用1個(gè)總線控制器bc(單總線測試模塊)、1個(gè)總線監(jiān)控器bm（單總線規(guī)約轉(zhuǎn)換模３）和4個(gè)遠(yuǎn)程終端rt（即單總線通訊模塊１、單總線通訊模塊２、單總線規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊１、單總線規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊２）的結(jié)構(gòu)。單總線測試模塊充當(dāng)bc，單總線通訊模塊充當(dāng)rt，單總線規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊充當(dāng)rt和bm。通過can總線測試模塊，可以測試傳輸數(shù)據(jù)的誤碼率等參數(shù)，對單總線測試系統(tǒng)的有效評估。

can總線測試模塊用于安裝、開發(fā)、測試、維護(hù)、管理can-bus網(wǎng)絡(luò)，可處理can2.0a和can2.0b格式的can報(bào)文信息，通過配套的canpro協(xié)議分析平臺(tái)軟件，提供對can底層協(xié)議分析、canopen協(xié)議分析、devicenet協(xié)議分析、saej939協(xié)議分析、ican協(xié)議分析及自定義協(xié)議分析的支持。

can總線測試模塊特點(diǎn)：（1）usb接口支持usb1.0、usb1.1、usb2.0和usbotg規(guī)范；（2）usb總線供電；（3）can通道支持can2.0a與can2.0b協(xié)議，符合iso/dis11892-1/2/3標(biāo)準(zhǔn)；（4）可編程任意設(shè)置can波特率，范圍在5kbps~1mbps之間；（5）can接口emc等級：接觸放電±8kv，群脈沖±2kv；（6）can通道采用電磁隔離，隔離電壓為2500vdc；（7）使用單總線系統(tǒng)評測軟件，通過can總線測試模塊分析單總線的發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，可得到單總線傳輸誤碼率等性能參數(shù)。

圖2為單總線測試模塊組成示意圖。單總線測試模塊是系統(tǒng)控制中心，完成任務(wù)管理、消息傳輸、差錯(cuò)控制等功能的單元，地位相當(dāng)于通訊協(xié)議中的總線控制器（bc），是總線系統(tǒng)組織信息傳輸?shù)慕K端。

單總線測試模塊由兩部分組成，即測試模塊和總線耦合器。其中總線測試模塊通過can接口與can總線測試模塊連接；總線耦合器將測試模塊的發(fā)送數(shù)據(jù)耦合到單總線，同時(shí)又將單總線中的接收數(shù)據(jù)信號(hào)及電源信號(hào)分離到測試模塊的接收端。

圖3為單總線通訊模塊組成示意圖。單總線通訊模塊是系統(tǒng)的測控終端，地位相當(dāng)于通訊協(xié)議中的遠(yuǎn)程終端（rt），是總線系統(tǒng)中不作為總線控制器或總線監(jiān)控器的所有終端。

單總線通訊模塊由兩部分組成，即通訊模塊和總線耦合器。其中總線通訊模塊通過rs485接口與其他測試短節(jié)連接；總線耦合器將通訊模塊的發(fā)送數(shù)據(jù)耦合到單總線，同時(shí)又將單總線中的接收數(shù)據(jù)信號(hào)及電源信號(hào)分離到通訊模塊的接收端。

圖4為單總線規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊組成示意圖。單總線規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊是系統(tǒng)的測控終端，地位相當(dāng)于通訊協(xié)議中的遠(yuǎn)程終端（rt），是總線系統(tǒng)中不作為總線控制器或總線監(jiān)控器的所有終端。

單總線規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊由兩部分組成，即規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊和總線耦合器。其中總線通訊模塊通過can接口與其他測試短節(jié)連接；總線耦合器將規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊的發(fā)送數(shù)據(jù)耦合到單總線，同時(shí)又將單總線中的接收數(shù)據(jù)信號(hào)及電源信號(hào)分離到規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊的接收端。

單總線測試系統(tǒng)中，將一個(gè)單總線規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊配置成總線監(jiān)控器（bm），總線監(jiān)控器是總線系統(tǒng)中指定作接收且記錄總線上傳輸?shù)男畔⒉⒂羞x擇地提取信息以備后用的終端。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。