一种测井钻进式井壁取心器的控制系统及控制方法

摘要

本发明一种测井钻进式井壁取心器的控制系统，包括钻进取心地面控制箱，绞车深度装置，变频电源，井下仪器电路部分和井下仪器液压部分；通过钻进取心地面控制箱对取心器进行数据采集和反馈控制，能够及时的通过井下仪器的电路部分对井下仪器的各种状态进行检测，利用传感器监控对井下电机以及井下仪器的供电状态，并经过对采集数据的处理，通过对变频电源进行控制，实现对井下电机的调控；本发明控制方法利用地面控制箱实现对取心器取心的自动控制，进行连续的执行电机启动，推靠臂张开，冲针伸出位移达到最小，第二泵压力达到最大，液压马达旋转，钻头伸出，当钻进位移达到掰芯位置，液压马达停转，完成掰芯钻头退钻，钻头收回等一系列连续动作。

主权项

一种测井钻进式井壁取心器的控制系统，其特征在于，包括钻进取心地面控制箱，绞车深度装置，变频电源，井下仪器电路部分和井下仪器液压部分；所述的钻进取心地面控制箱包括，用于信号处理和数据传输的核心计算机系统；用于接入市电对井下仪器进行供电的下井供电电源系统；用于接入交流电并控制变频电源供电的井下电机电源控制系统；用于对井下仪器供电电源和井下电机供电电源数据进行采集的传感器；核心计算机控制系统的输入端连接传感器，输出端分别连接下井供电电源系统和井下电机电源控制系统；所述传感器包括设置在下井供电电源系统供电线路上的井下仪器供电电压互感器和井下仪器供电电流互感器，以及设置在变频电源供电线路上的电机电流互感器和电机电压互感器；所述的绞车深度装置用于为核心计算机控制系统提供井下仪器所在的地层深度、仪器在井下的运动方向和运动速度的实时信号数据；所述的变频电源用于根据核心计算机系统的控制给井下仪器中的电机供电；变频电源包括两组相同的分别连接在井下电机电源控制系统电源输出端的功率电源通道，用于向功率电源通道发出高低频控制信号的中央控制模块，用于对功率电源通道反馈信号进行预处理的信号预处理板，用于显示变频电源状态的液晶显示器，以及用于扩展的外围接口；功率电源通道包括依次连接的功率因数校正模块，BUCK调压模块，高频正弦调制升压模块和逆变换向模块；功率因数校正模块输入端连接井下电机电源控制系统的交流输出端，逆变换向模块输出端连接电机的供电端；所述的井下仪器电路部分用于井下仪器工作状态检测和根据核心计算机系统的控制信号控制相应电磁阀的通断；所述的井下仪器液压部分用于根据电磁阀的通断为取心执行机构提供液压动能；所述的核心计算机系统包括搭载有CPU的嵌入式的计算机主板，用于扩展的外围扩展接口电路，用于对数据采集进行控制的采集控制板，用于对传感器信号和绞车深度装置信号进行预处理的传感器预处理板，连接在采集控制板输出端的步进电机驱动及继电器板；计算机主板通过通讯存储板与采集控制板连接，采集控制板的输入端连接传感器预处理板的输出端；步进电机驱动及继电器板的输出端分别连接下井供电电源系统和井下电机电源控制系统。