随钻测井仪器时钟系统的研究.pdfVIP

2013年第 5期 西部探矿工程 51 随钻测井仪器时钟系统的研究 张振华 (大庆钻探工程公司钻井工程技术研究院，黑龙 江大庆 163413) 摘 要：受泥浆脉冲上传速率的限制，随钻测井仪器采集地层的大量数据均存储在随钻测井仪器中， 必须通过时间对照，使井深与存储在仪器中的地层数据紧密关联，实现地层地质构造模型的建立。根 据随钻测井的需求，开发了基于 IIC总线的随钻测井仪器时钟系统，通过 MC9S08DZ60单片机对时 钟芯片PCA8565的编程开发，为井下存储数据提供时间信息，实现井下仪器的精确计时，并给 出了相 应的C语言程序。对硬件 电路的长时间通 电运行，通过RS232串口在 电脑上显示PCA8565时钟芯 片时间信息，该芯片计时精确，性能稳定可靠。 关键词：随钻测井；IIC总线；程序设计；PCA8565芯片 中图分类号：TE27 文献标识码 ：A 文章编号：1Oo4—5716(2013)O5一OO51～04 随钻测井 (IwD，LoggingWhileDrilling)是近几 数据接 口采用 IIC总线接口，操作简单。 年来国内迅速崛起的先进测井技术，是在钻井的过程 中，同时进行的用于评价所钻穿地层的地质和岩石物理 表 1 PCA8565芯片性能指标 参数的测量，主要有电阻率、放射性、声波及核磁等随钻 项 目 指标 测井技术口]。随钻测井能真实反映原状地层的地质特 工作温度 一 4O℃～ 125℃ 征，提高地层评价测井数据的质量，降低作业风险和成 供 电电压 1．8～ 5．5V 本。目前，大多数 LWD采用泥浆脉冲上传数据，传输 最大传输数率 400kbit／s 数率较低，除了少数处理结果被实时传至地面，大量原 功耗 1．5“W 始数据和处理数据都存储在仪器中。为完成地层地质 输出频率 32．768kHz、1024Hz、32Hz、1Hz 情况的分析解释工作，需使用 LWD井下存储的大量数 据，这就要求井深与仪器存储的数据必须完全对应。 2 IIC总线简介 LWD仪器无测量井深的能力，地面系统通过轴编码传 IIC总线是 PHILIPS公司推出的一种串行总线，是 感器测量井深，并与测量的具体时间记录在一个文件 具备多主机系统所需的包括总线裁决和高低速器件同步 中。通过对照地面系统测量井深的时间和 LWD仪器 功能的高性能串行总线。IIC总线有2根信号线，一根是 存储数据的时间，完成井深和井下存储数据的映射，实 数据线SDA，另一根是时钟线SCI，如图1所示。 现地层地质情况的分析及相关模型的建立 。 1 时钟芯片的选择 在钻井的施工过程中，井下温度较高，并且 电路板 的安装空间受限，需选择耐温高、封装小的芯片。因此 选择了PHIIIPS公司的PCA8565实时时钟芯片。 PCA8565芯片采用小体积的TSSOP8封装，可提 供年、月、日、周、时、分、秒等时间信息，并且其内部整合 图1 IIC总线接 口框图 振荡电容，仅需振荡频率为32．768kHz的晶体即可工 作，具体性能指标见表 1I2]。同时，该芯片上包含了16 IIC总线进行数据传送时，时钟信号为高电平期 个8位寄存器，支持外部MCU对其编程操作。该芯片 间，数据线上的数据必须保持稳定，只有在时钟线上的 * 收稿 日期：2012—10—31 修 回日期：2012一¨一O1 作者简介：张振华 (1979一)，男 (汉族)，辽宁