一種石油鉆井便攜式硫化氫無線傳感裝置制造方法
【專利摘要】一種石油鉆井便攜式硫化氫無線傳感裝置。其包括硫化氫氣體傳感器、模擬電路、AD轉(zhuǎn)換電路、控制器、射頻通信電路、升壓電路和蓄電池；硫化氫氣體傳感器依次與模擬電路、AD轉(zhuǎn)換電路、控制器和射頻通信電路相連；升壓電路與硫化氫氣體傳感器、模擬電路、AD轉(zhuǎn)換電路、控制器和射頻通信電路相連；蓄電池與升壓電路相接。本實(shí)用新型的石油鉆井硫化氫氣體便攜式無線傳感裝置是直接采用質(zhì)量輕的6V電池組通過升壓模塊升到要求電壓后供電，這就大大減輕了石油錄井工程作業(yè)中對(duì)不同種類的、眾多的感應(yīng)探頭在攜帶、安裝作業(yè)時(shí)的負(fù)擔(dān)。經(jīng)試驗(yàn)，6V電池組僅重約3公斤，能完全滿足探頭的電力需求，大大方便了安裝作業(yè)，是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的較大改進(jìn)。
【專利說明】一種石油鉆井便攜式硫化氫無線傳感裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于石油鉆井氣體檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種石油鉆井便攜式硫化氫無線傳感裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]石油工程錄井技術(shù)是油氣勘探開發(fā)活動(dòng)中最基本的技術(shù)，是發(fā)現(xiàn)油氣藏、評(píng)價(jià)油氣藏最及時(shí)、最直接的手段，具有獲取地下信息及時(shí)、多樣、分析解釋快捷的特點(diǎn)。目前，石油工程錄井技術(shù)中通常利用硫化氫傳感器測量井場空氣中的硫化氫濃度，探測采集后的電信號(hào)采用線纜有線傳輸，由于在鉆井作業(yè)中，操作人員多、采用的機(jī)械裝置也較多，存在著易碰損線纜，造成采集信號(hào)中斷的缺陷，易造成鉆井勘測的重大損失。同時(shí)，由于采集的探頭多，信號(hào)傳輸線纜不易布線施工，更不宜于移動(dòng)?，F(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)方式是采用24V電池電源供電，無線傳輸數(shù)據(jù)。這種傳輸方式雖然在一定程度上解決了有線傳輸?shù)谋锥?，但是還存在著如下缺陷:24V電源電池重約十幾公斤，這就增加了對(duì)不同種類的、眾多的感應(yīng)探頭在攜帶、安裝作業(yè)時(shí)的負(fù)擔(dān)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]為了解決上述問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種石油鉆井便攜式硫化氫無線傳感裝置。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供的石油鉆井便攜式硫化氫無線傳感裝置包括硫化氫氣體傳感器、模擬電路、AD轉(zhuǎn)換電路、控制器、射頻通信電路、升壓電路和蓄電池；其中:硫化氫氣體傳感器為安裝在鉆井現(xiàn)場的硫化氫氣體采集探頭，用于測量井場空氣中的硫化氫氣體濃度，其與模擬電路相連接；
[0005]模擬電路為模擬放大器和濾波電路，其與AD轉(zhuǎn)換電路相連接，用于將硫化氫氣體傳感器輸出的4-20mA電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成0-5V模擬電壓信號(hào)，并通過濾波電路對(duì)模擬電壓信號(hào)進(jìn)行整形濾波，然后將模擬電壓信號(hào)傳送給AD轉(zhuǎn)換電路；
[0006]AD轉(zhuǎn)換電路為模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路，其與控制器相連接，用于將輸入的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并將數(shù)字信息傳送給控制器；
[0007]控制器為微控制器芯片，其與射頻通信電路相連接，用于通過AD轉(zhuǎn)換電路采集硫化氫氣體傳感器所檢測到的井場空氣中的硫化氫氣體濃度信息，并通過射頻通信電路將采集的信息發(fā)送給上位控制系統(tǒng)；
[0008]射頻通信電路為射頻無線收發(fā)電路，用于提供控制器與上位控制系統(tǒng)的無線數(shù)據(jù)連接；
[0009]升壓電路為升壓型直流電壓轉(zhuǎn)換器，其與硫化氫氣體傳感器、模擬電路、AD轉(zhuǎn)換電路、控制器和射頻通信電路相連接，用于為整個(gè)裝置提供工作電源；
[0010]蓄電池由直流可充電電池組成，其與升壓電路相連接。
[0011]所述的模擬電路的模擬放大器采用MCP601運(yùn)算放大器。[0012]所述的AD轉(zhuǎn)換電路采用mcp3201AD轉(zhuǎn)換芯片。
[0013]所述的控制器采用picl6F916單片機(jī)。
[0014]所述的射頻通信電路主要由CCllOO射頻芯片構(gòu)成。
[0015]所述的升壓電路由TPS61170升壓芯片及外圍電路構(gòu)成。
[0016]所述的蓄電池為可充電6V鋰電池。
[0017]本實(shí)用新型提供的石油鉆井硫化氫氣體便攜式無線傳感裝置的有益效果是直接采用質(zhì)量輕的6V電池組通過升壓模塊升到要求電壓后供電，這就大大減輕了石油錄井工程作業(yè)中對(duì)不同種類的、眾多的感應(yīng)探頭在攜帶、安裝作業(yè)時(shí)的負(fù)擔(dān)。經(jīng)試驗(yàn)，6V電池組僅重約3公斤，能完全滿足探頭的電力需求，大大方便了安裝作業(yè)，是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的較大改進(jìn)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型提供的石油鉆井便攜式硫化氫無線傳感裝置組成示意圖。
[0019]圖2—圖4為本實(shí)用新型提供的石油鉆井便攜式硫化氫無線傳感裝置中主要部分電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型提供的石油鉆井便攜式硫化氫無線傳感裝置進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0021]如圖1所示，本實(shí)用新型提供的石油鉆井便攜式硫化氫無線傳感裝置包括:硫化氫氣體傳感器1、模擬電路2、AD轉(zhuǎn)換電路3、控制器4、射頻通信電路5、升壓電路6和蓄電池7 ;其中:硫化氫氣體傳感器I為安裝在鉆井現(xiàn)場的硫化氫氣體采集探頭，用于測量井場空氣中的硫化氫氣體濃度，其與模擬電路2相連接；
[0022]模擬電路2為模擬放大器和濾波電路，其與AD轉(zhuǎn)換電路3相連接，用于將硫化氫氣體傳感器I輸出的4-20mA電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成0-5V模擬電壓信號(hào),并通過濾波電路對(duì)模擬電壓信號(hào)進(jìn)行整形濾波，然后將模擬電壓信號(hào)傳送給AD轉(zhuǎn)換電路3 ；
[0023]AD轉(zhuǎn)換電路3為模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路，其與控制器4相連接，用于將輸入的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并將數(shù)字信息傳送給控制器4 ；
[0024]控制器4為微控制器芯片，其與射頻通信電路5相連接，控制器4為整個(gè)裝置的控制核心，用于通過AD轉(zhuǎn)換電路3采集硫化氫氣體傳感器I所檢測到的井場空氣中的硫化氫氣體濃度信息，并通過射頻通信電路5將采集的信息發(fā)送給上位控制系統(tǒng)；
[0025]射頻通信電路5為射頻無線收發(fā)電路，用于提供控制器4與上位控制系統(tǒng)的無線數(shù)據(jù)連接；
[0026]升壓電路6為升壓型直流電壓轉(zhuǎn)換器，其與硫化氫氣體傳感器1、模擬電路2、AD轉(zhuǎn)換電路3、控制器4和射頻通信電路5相連接，用于為整個(gè)裝置提供工作電源；
[0027]蓄電池7由直流可充電電池組成，其與升壓電路6相連接。
[0028]所述的模擬電路2的模擬放大器采用MCP601運(yùn)算放大器。
[0029]所述的AD轉(zhuǎn)換電路3采用mcp3201AD轉(zhuǎn)換芯片。
[0030]所述的控制器4采用picl6F916單片機(jī)。[0031]所述的射頻通信電路5主要由CCllOO射頻芯片構(gòu)成。
[0032]所述的升壓電路6由TPS61170升壓芯片及外圍電路構(gòu)成。
[0033]所述的蓄電池7為可充電6V鋰電池。
[0034]所述的AD轉(zhuǎn)換電路3與控制器4之間采用SPI串行總線相連接，連接處采用磁耦A(yù)DUM1411進(jìn)行隔離。
[0035]本實(shí)用新型提供的石油鉆井硫化氫氣體便攜式無線傳感裝置的工作過程如下:
[0036]由蓄電池7供電的升壓電路6為整個(gè)裝置提供9V工作電源，硫化氫氣體傳感器I將井場空氣中的硫化氫氣體濃度轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的4-20mA電流信號(hào)送入模擬電路2，通過模擬電路2輸出0-5V的電壓信號(hào)。將0-5V送入AD轉(zhuǎn)換電路3，經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換芯片，將0-5V模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號(hào)，并將數(shù)字信號(hào)送給控制器4，控制器4將數(shù)字信號(hào)送入射頻通信電路5，并通過射頻通信電路5與遠(yuǎn)端的上位控制系統(tǒng)進(jìn)行通信。
[0037]圖2—圖4為本實(shí)用新型提供的石油鉆井硫化氫氣體便攜式無線傳感裝置中主要部分的一個(gè)具體實(shí)施例電路原理圖。
【權(quán)利要求】
1.一種石油鉆井便攜式硫化氫無線傳感裝置，其特征在于:其包括硫化氫氣體傳感器(I)、模擬電路(2)、AD轉(zhuǎn)換電路(3)、控制器(4)、射頻通信電路(5)、升壓電路(6)和蓄電池(7);其中:硫化氫氣體傳感器(I)為安裝在鉆井現(xiàn)場的硫化氫氣體采集探頭，用于測量井場空氣中的硫化氫氣體濃度，其與模擬電路(2)相連接； 模擬電路(2)為模擬放大器和濾波電路，其與AD轉(zhuǎn)換電路(3)相連接，用于將硫化氫氣體傳感器(I)輸出的4-20mA電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成0-5V模擬電壓信號(hào)，并通過濾波電路對(duì)模擬電壓信號(hào)進(jìn)行整形濾波，然后將模擬電壓信號(hào)傳送給AD轉(zhuǎn)換電路(3 ); AD轉(zhuǎn)換電路(3)為模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路，其與控制器(4)相連接，用于將輸入的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并將數(shù)字信息傳送給控制器(4)； 控制器(4)為微控制器芯片，其與射頻通信電路(5 )相連接，用于通過AD轉(zhuǎn)換電路(3 )采集硫化氫氣體傳感器(I)所檢測到的井場空氣中的硫化氫氣體濃度信息，并通過射頻通信電路(5)將采集的信息發(fā)送給上位控制系統(tǒng)； 射頻通信電路(5)為射頻無線收發(fā)電路，用于提供控制器(4)與上位控制系統(tǒng)的無線數(shù)據(jù)連接； 升壓電路(6)為升壓型直流電壓轉(zhuǎn)換器，其與硫化氫氣體傳感器(I)、模擬電路(2)、AD轉(zhuǎn)換電路(3)、控制器(4)和射頻通信電路(5)相連接，用于為整個(gè)裝置提供工作電源； 蓄電池(7 )由直流可充電電池組成，其與升壓電路(6 )相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油鉆井便攜式硫化氫無線傳感裝置，其特征在于:所述的模擬電路(2)的模擬放大器采用MCP601運(yùn)算放大器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油鉆井便攜式硫化氫無線傳感裝置，其特征在于:所述的AD轉(zhuǎn)換電路(3)采用mcp3201AD轉(zhuǎn)換芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油鉆井便攜式硫化氫無線傳感裝置，其特征在于:所述的控制器(4)采用picl6F916單片機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油鉆井便攜式硫化氫無線傳感裝置，其特征在于:所述的射頻通信電路(5)主要由CCl 100射頻芯片構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油鉆井便攜式硫化氫無線傳感裝置，其特征在于:所述的升壓電路(6)由TPS61170升壓芯片及外圍電路構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油鉆井便攜式硫化氫無線傳感裝置，其特征在于:所述的蓄電池(7)為可充電6V鋰電池。
【文檔編號(hào)】H02M3/00GK203452774SQ201320544291
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月3日
【發(fā)明者】甄建, 宋長虹, 劉永泉, 袁保清, 沈尚春 申請(qǐng)人:中國石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司