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1、美国马丁钻井仪表硬件原理、参数配置及软件应用-测井仪器厂测井仪器厂 陈晓东 边艳辉 李涛1.摘要：摘要：文章介绍了美国马丁仪表在钻井现场的实际应用，对硬件原理、参数配置及软件应用作了详尽论述,并对关键性的重点技术问题，作了针对性的介绍。关键词：关键词： 马丁钻井仪表 硬件原理 参数配置 软件应用1 引言引言钻井是勘探开发的手段，钻井仪器仪表是钻井工程的眼睛，其发展与钻井工艺相适应。钻井仪器仪表的正确使用，是保证安全、优质、快速、高效钻井的重要手段。国外有很多公司进行钻井仪表的研究和制造，如美国的 M/D Totco（马丁戴克）公司、Petron(派创)公司、AOI 公司；英国的 RIGSERV
2、E(瑞设)公司、EFI 公司；加拿大的 DATALOG 公司；意大利的 AGIP(阿吉普)公司。其中，马丁戴克钻井仪表代表了当前钻井仪表的先进程度，属世界第一品牌，广泛应用于钻井行业，系统主要由传感器、数据采集处理箱(DAQ) 、RIGSENSE 服务器、NTTRACER触摸式计算机组成。系统图如下：2传感器：采用全球知名品牌工业传感器，保证采集参数准确可靠。2.1 液压参数：（包括大钩悬重、立管压力、转盘扭矩、吊钳扭矩、套管压力）采用英国 DURCK 高精度本安型 PTX600 系列压力变送器。2.2 泵冲参数：（包括泵冲速、转盘转速）采用德国 P+F 本安故障安全型电磁感应传感器。2.3
3、井深参数：井深传感器采用美国 BEI 本安防爆增量型光电编码器，500 脉冲/圈。2.4 泥浆参数：采用德国 SEIMENS 本安型超声波液位计。3数据采集处理箱（DAQ）数据采集处理箱（DAQ）是马丁钻井仪表的核心部件，由以下几部分组成：3.1 模拟板：将模拟通道，数字通道和井深通道分开布局具有完善的短路、过流、过压保护措施。模拟通道：共有 23 路，可处理电压信号及电流信号，其流程如下：电流信号单刀双掷开关八选一模拟开关数字板 A/D 转换数字通道：共有通道 14 路，每一通道即可作为输入又可作为输出。作为输入处理泵冲速和转盘转速信号，作为输出可驱动电表、报警器、电气转换器（机械记录仪）
4、，其流程如下：采用滞回比较器，加快了比较器的响应速度，克服了输入信号在基准电压附近有微小的干扰时，输出电压产生抖动的现象，保证了采集参数的精度。井深通道：采用高压光电隔离器 OPI120 实现输入输出的电器隔离,满足现场防雷的需要。3.2 井深板：采用 MC33064D-5 组成的欠电压检测电路，保证系统电路稳定工作。MC14490 组成的防抖电路，解决了使用调校井深盒时的误动作。采用集数字滤波、正交解码、可逆计数、总线接口为一脉冲信号基准电压同相滞回较器 LM339电压信号数字板体的 HCTL-2000，完全实现光电编码器信号消除干扰、信号鉴相、信号 4 倍频、加减计数的功能。由于光电编码器
5、脉冲信号的 4 倍频，提高了其的分辨率（由 0.72到 0.18） ，从而提高了大钩高度及井深的测量精度。3.SIF 通讯板：用同一块硬件电路板，应用不同的程序芯片达到两种通讯方式：美国马丁仪表特制的 TPOT 网络，把 RS232TTL 电平转换为FSK(频移键控)，通过同轴电缆传到 RIGSENSE 服务器。把 RS232TTL电平转RS232C,再转换为RS485,通过有线（双绞线）及无线（2.4 GHz RF无线收发，ISM频段，跳频串口电台）,传输到RIGSENSE服务器。3.4 数字板：双 CPU 处理系统，采集处理传感器信号，实现与 SIF 通讯板、井深板的接口功能。4.参数调校
6、配置4.1 参数校准：通过直线法，两点刻度校准模拟参数；设定比例系数，校准泵速及转盘转速；通过十点折线法校准大钩高度及井深。4.2 参数配置：可设置参数的精度、数字滤波值、采样率、传感器类型及传感器通道。5.RIGSENSE 服务器RIGSENSE 软件，采用人性化设计，界面美观清晰，功能强大，具有如下特点：自动生成 IADC（国际钻井承包商协会）规定的报表报告。自动或手动方式，实现钻具组合功能。能存储和解压缩需要的专用数据通道。利用计算机网络技术和卫星通信技术建立钻井数据中心，通过数据远程传输，把井场的工程、钻井液等动态数据实时传送回基地，实现了钻井现场与基地之间的双向联络和数据共享。WITS（井场信息传输标准）数据输出软件界面：充分利用现场的实时数据资源，以保证边远、海上和环境恶劣地区钻井作业的顺利进行，同时也建设了自动的大型数据库，数据库系统开发与应用成熟。6 结束语结束语 美国马丁钻井仪表在现场的实际应用中，因其性能稳定，功能完备，深受用户好评，是国际钻井行业钻机配套的首选钻井仪表。
