本發(fā)明屬于測井井下總線傳輸領(lǐng)域，具體涉及一種基于電子負(fù)載的測井總線特性測試裝置、方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、地球物理測井(簡稱測井)是石油開采過程中的重要技術(shù)，是應(yīng)用地球物理方法測量井中巖層的各種物理信息，研究油氣田、煤田等鉆井地質(zhì)剖面，解決某些地下地質(zhì)、生產(chǎn)及鉆井技術(shù)問題的一門應(yīng)用技術(shù)學(xué)科。具體技術(shù)實(shí)現(xiàn)過程是通過井下專門儀器，沿鉆井剖面測量巖層的導(dǎo)電性、聲學(xué)特性、放射性、電化學(xué)特性等地球物理參數(shù)。

2、測井系統(tǒng)主要是完成井下地層的各種物理特性的測量和分析，它是通過一定的傳輸介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)測井信息采集、傳輸、處理和質(zhì)量控制等功能的以數(shù)據(jù)為中心的控制系統(tǒng)，它是所有測井信息應(yīng)用技術(shù)的物質(zhì)載體，包括系統(tǒng)硬件和系統(tǒng)軟件。其中，井下儀器與地面系統(tǒng)之間的高速高可靠數(shù)據(jù)傳輸作為測井系統(tǒng)應(yīng)用過程中需要突破的關(guān)鍵技術(shù)，對井下儀器總線提出了更高的需求。

3、故，目前需要解決現(xiàn)有技術(shù)無法在室內(nèi)對井下總線特性進(jìn)行測試驗(yàn)證的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)無法在室內(nèi)對井下總線特性進(jìn)行測試驗(yàn)證的問題，提供了一種基于電子負(fù)載的測井總線特性測試裝置、方法及系統(tǒng)，通過在各個節(jié)點(diǎn)連接電子負(fù)載用于測試端口電平，同時電子負(fù)載也可以模擬端接電阻，在測井總線與示波器之間增加有源差分探頭，通過隔離作用減少地線等對測井總線的影響，保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性，該系統(tǒng)還可以用于制定測井總線標(biāo)準(zhǔn)。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種基于電子負(fù)載的測井總線特性測試裝置，包括上位機(jī)和gpib總線；所述上位機(jī)通過gpib總線連接測試設(shè)備，所述測試設(shè)備包括示波器、電子負(fù)載和信號發(fā)生器，所述信號發(fā)生器的輸出端連接測井總線，所述測井總線上設(shè)置有若干個檢測節(jié)點(diǎn)，所述檢測節(jié)點(diǎn)的待測端口與電子負(fù)載連接，所述測井總線的末端或中間與示波器連接，所述測井總線與示波器之間設(shè)置有源差分探頭，所述上位機(jī)安裝有上位機(jī)測試軟件。

4、進(jìn)一步地，所述電子負(fù)載采用觸發(fā)輸入，支持并聯(lián)配置實(shí)施同步測量。

5、進(jìn)一步地，所述電子負(fù)載內(nèi)置脈沖發(fā)生器，用于連續(xù)工作、脈沖工作和觸發(fā)瞬態(tài)工作。

6、進(jìn)一步地，所述電子負(fù)載的測試功能包括測量電壓、電流、功率、電壓峰值、電壓均值、電壓最小值和電壓最大值。

7、進(jìn)一步地，所述電子負(fù)載的輸入讀數(shù)通過電子負(fù)載的前面板顯示，所述電子負(fù)載的測量讀數(shù)通過上位機(jī)測試軟件顯示。

8、進(jìn)一步地，所述電子負(fù)載采用獨(dú)立通道工作。

9、進(jìn)一步地，所述上位機(jī)采用計(jì)算機(jī)或單片機(jī)。

10、一種基于電子負(fù)載的測井總線特性測試方法，利用以上所述的基于電子負(fù)載的測井總線特性測試裝置，包括以下步驟：

11、步驟一：完成測試裝置的搭建；將上位機(jī)通過gpib總線與信號發(fā)生器、電子負(fù)載和示波器連接，將信號發(fā)生器與測井總線連接，在測井總線末端或中間連接示波器，在測井總線與示波器之間設(shè)置有源差分探頭；上位機(jī)用于提供操作交互界面并展示反饋數(shù)據(jù)，示波器用于觀察測試產(chǎn)生的波形，對測井總線的測試結(jié)果進(jìn)行偵聽和測試；

12、步驟二：通過上位機(jī)發(fā)送測試命令給所有測試設(shè)備，信號發(fā)生器設(shè)置不同頻率、幅值的波形作為信號源加激勵作用于測井總線上；

13、步驟三：將電子負(fù)載連接至測井總線的待測端口處，通過示波器進(jìn)行信號采集；采用電子負(fù)載模擬測井總線節(jié)點(diǎn)負(fù)載特性進(jìn)行測井總線測試，針對測井總線多個節(jié)點(diǎn)建立矩陣化測試結(jié)構(gòu)，根據(jù)不同種類的測井總線終端差分電平和共模電平不一樣的特點(diǎn)，通過電子負(fù)載測量端口電平以對測井總線的性能指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)證，并以此作為測井總線設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)；

14、步驟四：根據(jù)上位機(jī)測試軟件中預(yù)設(shè)的測井總線指標(biāo)，判斷測試結(jié)果是否達(dá)到設(shè)定值，如果達(dá)到設(shè)定值則輸出測試結(jié)果及相應(yīng)的眼圖，如果未達(dá)到指標(biāo)則繼續(xù)重新調(diào)整參數(shù)進(jìn)行測試，若測試次數(shù)達(dá)到上限，則直接輸出測試結(jié)果及相應(yīng)的眼圖。

15、進(jìn)一步地，所述電子負(fù)載模擬端口阻抗同時測量終端電平值，根據(jù)測量結(jié)果在上位機(jī)測試軟件中得到眼圖以反映測井總線特性，最終根據(jù)測試結(jié)果生成測井總線特性測試報告。

16、一種基于電子負(fù)載的測井總線特性測試系統(tǒng)，包括測試裝置搭建模塊：用于完成測試裝置的搭建；將上位機(jī)通過gpib總線與信號發(fā)生器、電子負(fù)載和示波器連接，將信號發(fā)生器與測井總線連接，在測井總線末端或中間連接示波器，在測井總線與示波器之間設(shè)置有源差分探頭；上位機(jī)用于提供操作交互界面并展示反饋數(shù)據(jù)，示波器用于觀察測試產(chǎn)生的波形，對測井總線的測試結(jié)果進(jìn)行偵聽和測試；

17、命令發(fā)送模塊：用于通過上位機(jī)發(fā)送測試命令給所有測試設(shè)備，信號發(fā)生器設(shè)置不同頻率、幅值的波形作為信號源加激勵作用于測井總線上；

18、性能指標(biāo)驗(yàn)證模塊：用于將電子負(fù)載連接至測井總線的待測端口處，通過示波器進(jìn)行信號采集；采用電子負(fù)載模擬測井總線節(jié)點(diǎn)負(fù)載特性進(jìn)行總線測試，針對測井總線多個節(jié)點(diǎn)建立矩陣化測試結(jié)構(gòu)，根據(jù)不同種類的測井總線終端差分電平和共模電平不一樣的特點(diǎn)，通過電子負(fù)載的測量端口電平對測井總線的性能指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)證，并作為測井總線設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)；

19、測井總線指標(biāo)判斷模塊：用于根據(jù)上位機(jī)測試軟件中預(yù)設(shè)的測井總線指標(biāo)，判斷測試結(jié)果是否達(dá)到設(shè)定值，如果達(dá)到設(shè)定值則輸出測試結(jié)果及相應(yīng)的眼圖，如果未達(dá)到指標(biāo)則繼續(xù)重新調(diào)整參數(shù)進(jìn)行測試，若測試次數(shù)達(dá)到上限，則直接輸出測試結(jié)果及相應(yīng)的眼圖。

20、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：

21、本發(fā)明提供的基于電子負(fù)載的測井總線特性測試裝置，將電子負(fù)載應(yīng)用于測井總線性能測試，采用電子負(fù)載模擬測井總線節(jié)點(diǎn)負(fù)載特性進(jìn)行測井總線測試，通過在各個節(jié)點(diǎn)連接電子負(fù)載用于測試端口電平，同時電子負(fù)載也可以模擬端接電阻，克服了現(xiàn)有技術(shù)無法在室內(nèi)對井下總線特性進(jìn)行測試驗(yàn)證的問題。

22、本發(fā)明通過在測井總線和示波器之間增加有源差分探頭以消除地線帶給測井總線的干擾，保證了測試結(jié)果準(zhǔn)確性。

23、本發(fā)明信號發(fā)生器提供頻率、波形和輸出電平電信號，便于后續(xù)電子負(fù)載對測井總線特性進(jìn)行測試。

24、本發(fā)明提供的基于電子負(fù)載的測井總線特性測試方法，將電子負(fù)載應(yīng)用于測井總線性能測試，該方法根據(jù)測井總線終端差分電平和共模電平對測井總線功耗、傳輸距離、抗干擾性等性能指標(biāo)產(chǎn)生影響這一特性，通過電子負(fù)載實(shí)時進(jìn)行測井總線端口阻抗模擬和電平測量，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)不能對井下總線進(jìn)行室內(nèi)測試的問題，為制定井下總線標(biāo)準(zhǔn)提供指導(dǎo)。

25、本發(fā)明提供了一種基于電子負(fù)載的測井總線特性測試系統(tǒng)，通過電子負(fù)載模擬測井總線節(jié)點(diǎn)負(fù)載特性，信號源加激勵，示波器觀察測井總線信號形態(tài)，本發(fā)明能夠?qū)Ω黝惪偩€進(jìn)行特性驗(yàn)證，能夠?qū)偩€標(biāo)準(zhǔn)的制定起到參考與指導(dǎo)作用。

技術(shù)特征：

1.一種基于電子負(fù)載的測井總線特性測試裝置，其特征在于，包括上位機(jī)和gpib總線；所述上位機(jī)通過gpib總線連接測試設(shè)備，所述測試設(shè)備包括示波器、電子負(fù)載和信號發(fā)生器，所述信號發(fā)生器的輸出端連接測井總線，所述測井總線上設(shè)置有若干個檢測節(jié)點(diǎn)，所述檢測節(jié)點(diǎn)的待測端口與電子負(fù)載連接，所述測井總線的末端或中間與示波器連接，所述測井總線與示波器之間設(shè)置有源差分探頭，所述上位機(jī)安裝有上位機(jī)測試軟件。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電子負(fù)載的測井總線特性測試裝置，其特征在于，所述電子負(fù)載采用觸發(fā)輸入，支持并聯(lián)配置實(shí)施同步測量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電子負(fù)載的測井總線特性測試裝置，其特征在于，所述電子負(fù)載內(nèi)置脈沖發(fā)生器，用于連續(xù)工作、脈沖工作和觸發(fā)瞬態(tài)工作。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電子負(fù)載的測井總線特性測試裝置，其特征在于，所述電子負(fù)載的測試功能包括測量電壓、電流、功率、電壓峰值、電壓均值、電壓最小值和電壓最大值。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電子負(fù)載的測井總線特性測試裝置，其特征在于，所述電子負(fù)載的輸入讀數(shù)通過電子負(fù)載的前面板顯示，所述電子負(fù)載的測量讀數(shù)通過上位機(jī)測試軟件顯示。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電子負(fù)載的測井總線特性測試裝置，其特征在于，所述電子負(fù)載采用獨(dú)立通道工作。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電子負(fù)載的測井總線特性測試裝置，其特征在于，所述上位機(jī)采用計(jì)算機(jī)或單片機(jī)。

8.一種基于電子負(fù)載的測井總線特性測試方法，其特征在于，利用權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)中所述的基于電子負(fù)載的測井總線特性測試裝置，包括以下步驟：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于電子負(fù)載的測井總線特性測試方法，其特征在于，所述電子負(fù)載模擬端口阻抗同時測量終端電平值，根據(jù)測量結(jié)果在上位機(jī)測試軟件中得到眼圖以反映測井總線特性，最終根據(jù)測試結(jié)果生成測井總線特性測試報告。

10.一種基于電子負(fù)載的測井總線特性測試系統(tǒng)，其特征在于，包括測試裝置搭建模塊：用于完成測試裝置的搭建；將上位機(jī)通過gpib總線與信號發(fā)生器、電子負(fù)載和示波器連接，將信號發(fā)生器與測井總線連接，在測井總線末端或中間連接示波器，在測井總線與示波器之間設(shè)置有源差分探頭；上位機(jī)用于提供操作交互界面并展示反饋數(shù)據(jù)，示波器用于觀察測試產(chǎn)生的波形，對測井總線的測試結(jié)果進(jìn)行偵聽和測試；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于電子負(fù)載的測井總線特性測試裝置、方法及系統(tǒng)，將電子負(fù)載應(yīng)用于測井總線性能測試，采用電子負(fù)載模擬測井總線節(jié)點(diǎn)負(fù)載特性進(jìn)行測井總線測試，通過在各個節(jié)點(diǎn)連接電子負(fù)載用于測試端口電平，同時電子負(fù)載也可以模擬端接電阻，針對測井總線多個節(jié)點(diǎn)建立矩陣化測試結(jié)構(gòu)，克服了現(xiàn)有技術(shù)無法在室內(nèi)對井下總線特性進(jìn)行測試驗(yàn)證的問題，且能夠?qū)Ω黝惪偩€進(jìn)行特性驗(yàn)證，本發(fā)明能夠?qū)偩€標(biāo)準(zhǔn)的制定起到參考與指導(dǎo)作用，具有極強(qiáng)的使用價值。

技術(shù)研發(fā)人員：游占華,陳瑋琦,程剛,王選光,李安宗,陳文輝,陳江浩,王云鵬,郭慶明,孟義凱,原野,雷曉陽
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國石油天然氣集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9