钻车随钻测量系统

摘要

本发明钻车随钻测量系统包括传感器模块、信号棒、CPU模块和显示器，所述传感器模块包括三轴加速度计、三轴陀螺仪、三轴磁强计、温度传感器和电流传感器；所述信号棒包括DSP处理器和电源模块，所述DSP处理器含有与电源模块相连接的电源接口和与传感器模块相连接的通讯接口模块；所述CPU模块包括CAN串行通讯接口和现场总线接口，所述现场总线接口与钻车主控制台相连。本发明钻车随钻测量系统，能够对钻车钻头进行实时准确定位，获取的数据信息精确性好，可靠性高，具备较强的可实施性，适合于强振动、大扭矩的现场恶劣环境。

主权项

一种钻车随钻测量系统，包括传感器模块、信号棒、CPU模块和显示器，其特征是：所述传感器模块包括三轴加速度计、三轴陀螺仪、三轴磁强计、温度传感器和电流传感器，所述三轴加速度计和三轴陀螺仪设有UART串行通讯接口，所述三轴磁强计设有SPI串行通讯接口，所述温度传感器和电流传感器设有AD串行通讯接口；所述信号棒包括DSP处理器和电源模块，所述DSP处理器含有与电源模块相连接的电源接口和与传感器模块相连接的通讯接口模块，所述通讯接口模块包括UART串行通讯接口、SPI串行通讯接口、AD串行通讯接口和CAN串行通讯接口；所述CPU模块包括CAN串行通讯接口和现场总线接口，所述现场总线接口与钻车主控制台相连；由钻车主控制台下达指令，指令经预定通讯接口发送至CPU模块，CPU模块经过命令解析后指定系统的工作模式为主动式或被动式，主动式是钻车主控制台和传感器数据之间的应答模式，被动式指的是传感器数据在钻车主控制台的动态刷新模式；CPU模块指定工作模式后，将传感器数据打包经CAN总线发送至DSP处理器，DSP处理器接到传感器数据请求后向传感器模块发出请求信息，传感器模块在接到所有的传感器数据之后，DSP处理器会首先对三轴陀螺仪、三轴加速度计和三轴磁强计的数据分别进行钻头位置计算，之后进行卡尔曼滤波数据融合算法得到钻头稳定准确的空间位置数据，同时DSP处理器解析温度传感器和电流传感器的数据，并且使用温度传感器对钻头的空间位置数据进行温度补偿，最后将完整的传感器数据，包括钻头的横滚角、俯仰角、偏航角信息、环境温度以及钻头电流强度信息按照预定协议打包，然后经过CAN总线发送至CPU模块，CPU模块解析数据，并参考上次数据，进行初步故障诊断，若无故障发生则将此数据在显示器中更新，并且发送至钻车主控制台；若发生故障，则在显示器中显示故障信息，并将故障信息发送至钻车主控制台。