脉冲编码调制技术在测井数传中的应用

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1、脉冲编码调制技术在测井数传中的应用张光洲(大庆石油管理局钻探集团测井公司 黑龙江 大庆)摘要 : 介绍一种石油测井电缆遥测的方法 ,该方法采用脉冲编码调制 ( Pul se Code Modulation) 技术 ,实现了地面测井系统和井下仪之间的双向数据通信 ,使得地面系统可随时向井下仪发送控制指令 ,提高了石油测井的可靠性 。编解码接口采用了高性能的处理器 ,能够实现通信数据的校验运算 ,提高了测井的成功率 。井下仪采用总线接口 ,允许组合更多 的井下仪 ,一次下井可测量所有井下仪的数据 ,而且简化了测井操作 。脉冲编码调制解调技术已在油田测井公司得到推 广应用 ,取得良好的应用效果和经济

2、效益 。关 键 词 : 测井 ; 通信 ; 脉冲编码 ; 双向接口文章编号 : 100429134 (2007) 0420041203中图法分类号 : TE243文献标识码 : BPCM3506 数传短节具有 10 个模拟测量通道和 6个脉冲测量通道 ,通过这 16 个测量通道 ,直接采集所 组合串接的井下仪的输出信号 。由于受采集通道数量 的限制 ,PCM3506 短节所组合的仪器数量有限 , 不能实现一次下井获取全部测井信息 ,影响测井效率 。2) 智能化程度低PCM3506 短节只能向地面传输数据 ,只实现了数 据的单向传输 ,不能接收地面系统的指令 。有些操作(比方 :测井前的刻度 、

3、电极极板的推靠 、井径测量臂的 张开和收拢等) 还需要地面系统通过缆芯给井下仪单 独供不同的电压来实现 ,既增加了操作的复杂性 ,又增 加了地面设备的复杂性 。3) 接口电路复杂PCM3506 数传接口电路在设计上没有采用单片 机 ,是通过模拟和数字逻辑电路实现的 ,集成度差 ,不便于生产和调试 。4) 可靠性和稳定性差PCM3506 数传短节由于没有集成微处理器 ,上传 的数据包不带校验码 ,地面系统无法剔除错误的数据包 。引言0在石油测井领域中 ,井下仪器测量的地层信息通过测井电缆传送到地面测井系统 。由于受到测井电缆 缆芯数量的限制 ,以及长电缆对信号的衰减 ,测井信息的传输正在向数字化

4、开展 ,这样才能既实现组合测井 ,又能保证测井信息的真实性 。 测井信息的数字化传输最初是从国外开展起来的 , 在 我 国 各 油 田 应 用 比 较 普 遍 的 传 输 方 式 是PCM3506 数传短节 。PCM3506 的数传接口采用脉冲 编码调制方式对测井信息进行数字化编码调制 ,通过 声波逻辑触发后 ,将井下仪的测井数据传输到地面系 统 ,因此 ,其数传通信是单向的 , 不能下发控制命令 。 随着科学技术的开展 ,新的测井技术和方法不断出现 , 需要上传的测井信息量越来越多 ,并且需要地面测井 系统对井下仪器串进行监控 。因此 , PCM3506 数传短 节已不能完全满足测井的需求

5、。本文介绍了一种石油测井电缆遥测的方法 ,该方 法采用脉冲编码调制 ( Pulse Code Modulation) 技术1 , 实现了地面测井系统和井下仪之间的双向数据通信 , 使得地面系统可随时向井下仪发送控制指令 ,提高了 石油测井的可靠性 。2智能化的脉冲编解码接口技术脉冲编码调制信号在测井电缆上通信的最大速率PCM3506 数传接口的缺陷1) 传输信息数量有限1接近 100 kb/ s ,虽然不能到达超高速通信 ,但由于其接口电路容易实现 ,应用在常规测井工程中具有重要的第一作者简介 : 张光洲 ,男 ,1965 年生 ,高级技师 ,1999 年毕业于中共中央党校函授学院 ,现在大庆

6、测井公司研发中心从事井下仪器开发工作 。邮编 :1634122007 年 第 21 卷 第 4 期张光洲 :脉冲编码调制技术在测井数传中的应用43 井下仪器的测井信息 ,进行数据打包和编码 ,传送给地面系统 ,完成一次测井数据的上传 。2 . 3 . 3关于井下仪器总线接口 井下仪器串配备井下仪器总线接口是为了便于井下仪器的组合 ,使得遥测短节通过两根线芯能够和配 备总线接口的所有仪器进行通信 ,从而上传更多的测井数据 ,也扩展了组合仪器的数量 ,减少了仪器下井次 数 ,提高了测井效率 。具备串行通信功能的总线接口 可以是 : RS485 总线接口 、CAN 总线接口 、1553 总线接 口等

7、 。地实现测井遥测功能 ,通常采用对称的缆芯 2 、5 进行脉冲编码通信 。该应用框图的工作原理在此不再赘 述 。应用效果(1) 提高了石油测井的智能化程度 。由于采用双 向通信模式 ,使得地面系统可随时向井下仪发送控制 指令 ,实现了真正意义的遥测 。(2) 提高了石油测井的可靠性 。编解码接口采用 了高性能的处理器 ,能够实现通信数据的校验运算 ,地 面系统可随时剔除错误的数据包 ,降低了误码率 ,使测 量数据更真实的反映出地层信息 。采用高性能的处理器后 ,简化了硬件电路的设计 ,提高了集成度 ,降低了 故障率 。(3) 可获取更多的测井信息 。由于提高了上传速 率 ,并且井下仪采用总线

8、式接口 ,使得遥测短节上传数据量大幅增加 。(4) 提高了测井效率 。井下仪的总线式结构允许 组合更多的井下仪 ,只要保证组合长度不会导致漏测 即可 ,一次下井可测量所有井下仪的数据 ,而且简化了 测井操作 。脉冲编码调制解调技术已在油田测井公司得到推广应用 ,取得了良好的应用效果和经济效益 。4智能化脉冲编解码接口在测井遥测中应用3智能化脉冲编解码通信接口在测井遥测中的应用框图如图 5 所示 。采用了该应用框图中的方案能方便参 考 文 献1胡尔佩 . 数控测井系统技术根底 M .版社 ,1995高效曾 . 用于测井的基带传输系统 J .1990 ,14 (2)北京 :石油工业出2地球物理测井

9、 ,34樊昌信 . 通信原理 M . 北京 :国防工业出版社 ,1995曹汉房 . 脉冲与数字电路 M .版社 ,1995武汉 :武汉华中工学院出(收稿日期 :2007 - 06 - 15 编辑 : 梁保江)图 5 智能通信接口在测井数传中的应用框图本刊参加“万方数据数字化期刊群的声明为了实现科技期刊编辑 、出版发行工作的电子化 ,推进科技信息交流的网络化进程 ,我刊现已入网“万方数据 数字化期刊 群,所以 ,向本刊投稿并录用的稿件文章 ,将一律由编辑部统一纳入“万方数据 数字化期刊群,进入因特网提供信息效劳 。凡 有不同意者 ,请另投它刊或特别声明需另作处理 。本刊所付稿酬包含刊物内容上网效劳报酬 ,不再另付 。“万方数据 数字化期刊群是国家“九五重点科技攻关工程 。本刊全文内容按照统一格式制作 ,读者可上网查询浏览本刊 内容 ,并征订本刊 。网址 : :/ / wanfangdata . com . cn?石油仪器?编辑部