【正文】 大鉤懸重傳感器 由于在鉆 井 的過(guò)程中，由于要用到很多根鉆桿，尤其是在提升鉆桿的過(guò)程中，大鉤要吊起地下所有鉆桿的重量，因此懸重傳感器的量程需要很大，但另外一方面當(dāng)鉆桿數(shù)量很少時(shí)，增加或減少一根鉆桿可能會(huì)引起很小的變化，這就需要懸重傳感器有很高的精度，而且由于前面介紹，統(tǒng)計(jì)鉆桿數(shù)量關(guān)鍵是檢測(cè)到當(dāng)前是在增加或是在減少鉆桿，而增加或減少鉆桿又是由大鉤的 位置和懸重確定的，若大鉤的載荷為零，說(shuō)明鉆桿被卡座卡住，要進(jìn)行增加、減少鉆桿的操作。 MAX232 的引腳 T1IN、 T2IN、 R1OUT、 R2OUT 為接 TTL/ CMOS電平的引腳。 測(cè)井儀與通信接口電路設(shè)計(jì) 由于管理計(jì)算機(jī)無(wú)特殊要求，測(cè)井儀與管理計(jì)算機(jī)的通信選用了 RS232 標(biāo)準(zhǔn)，本設(shè)計(jì)直接選用了 MAX232 接口芯片。 8 個(gè)，亦可顯示各種圖形。液晶顯示器的復(fù)位信號(hào)與 DS12887 共用，上電復(fù)位時(shí)間要比單片機(jī)的復(fù)位時(shí)間長(zhǎng)。 20 芯插座各插孔的排列和名稱如圖 所示。本設(shè)計(jì)中，打印機(jī)接口信號(hào)用CON3 的 DB25 插座連接，單片機(jī)監(jiān)視打印機(jī)的 ACK、 BUSY 信號(hào)，其中的 ACK連接到單片機(jī)的 1INT ,根據(jù)實(shí)際要求既可用查詢方式，也可用中斷方式來(lái)實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與打印機(jī)的聯(lián)絡(luò)。 鍵盤是由若干個(gè)機(jī)械觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)構(gòu)成的，把它與單片機(jī)的 I/O 口線連起 來(lái)，通過(guò)讀 I/O 口的電平狀態(tài)，即可識(shí)別出相應(yīng)的按鍵是否被按下，如果按鍵不被按下，其端口就為高電平；如果相應(yīng)的按鍵被按下，則端口就變?yōu)榈碗娖?。此時(shí) W29C040 內(nèi) 部開(kāi)始固化數(shù)據(jù)，不再接收寫入的數(shù)據(jù)，若連續(xù)兩次讀出數(shù)據(jù)的 D6 位不同，則說(shuō)明正在固化，若相同，則說(shuō)明固化已結(jié)束。在寫命令過(guò)程中， 5555H、 2AAAH單元并不存放寫入的內(nèi)容（ AAH、 55H） , W29C040 能夠自動(dòng)把寫入的數(shù)據(jù)解釋為命令信息，不進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理。數(shù)據(jù)可保存 10 年，是單片機(jī)系統(tǒng)中理想的數(shù)據(jù)保存芯片。 如下是單片機(jī)的最小系統(tǒng)電路實(shí)時(shí)時(shí)鐘 。詳細(xì)說(shuō)明如下各小節(jié)介紹 。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。當(dāng)保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000H～ FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。如想禁止 ALE 的輸出可在（ SFR） 8EH 地址置 0。 2) XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。具有內(nèi)存較大，功能強(qiáng)，抗干擾能力強(qiáng)、軟硬件資源都比較豐富等特點(diǎn)，其外圍接口電路簡(jiǎn)單，具有很高的性價(jià)比，成本低，其價(jià)格僅是 DSP 的五分之一，而且它經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，技 術(shù)也相當(dāng)?shù)某墒臁? 整體框圖 圖 系統(tǒng)的整體框圖 CPU 的選型 CPU 有很多型號(hào)，例如 AT89S5 AT89S52 等 ， AT89S52 單片機(jī)是一種低功耗、CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 FLASH 存儲(chǔ)器，使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。 再根據(jù)扭矩的計(jì)算公式就可以計(jì)算出扭矩了。 粘貼。測(cè)量鉆壓時(shí)，工作應(yīng)變片貼在需要測(cè)量載荷的彈性元件上，溫度補(bǔ)償應(yīng)變片貼在不產(chǎn)生應(yīng)變的其他地方，用來(lái)進(jìn)行溫度影響的校正和偏移的校正，要求兩類 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 ? ?1 2????應(yīng)變片有相同的環(huán)境溫度和散熱條件，溫度補(bǔ)償應(yīng)變片貼在和需要測(cè)量載荷的彈性元件材料相一致的材料上測(cè)量，工作應(yīng)變片應(yīng)變 1? =? ，溫度補(bǔ)償應(yīng)變片應(yīng)變占： 2? =0。由于鉆井過(guò)程復(fù)雜，在實(shí)際操作過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)多次加鉆桿、減鉆桿的操作。實(shí)際的鉆井動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)有絞盤、大鉤、多節(jié)鉆桿和鉆頭組成。編碼器信號(hào)是數(shù)字信號(hào)，可以采用中斷方式接收，但懸重信號(hào)是模擬信號(hào)，必須由 CPU 一直采樣測(cè)量并監(jiān)視 。它采用新型先進(jìn)的攝像機(jī)和監(jiān)視器，并配有溫度控制、壓力控制、空氣過(guò)濾器等設(shè)備，以滿足惡劣環(huán)境使用和防爆要求。自動(dòng)控制技術(shù)在機(jī)械驅(qū)動(dòng)清醒鉆機(jī)主機(jī)上的使用，成熟技術(shù)主要 有電子控制汽油噴射裝置、電子控制自動(dòng)變速器、大鉤限重級(jí)天車防碰自動(dòng)控制系統(tǒng)、電子司鉆、電視監(jiān)控系統(tǒng)。要想從根本上降低勘探鉆井費(fèi)用和勘探風(fēng)險(xiǎn) ，就必須摒棄現(xiàn)行的鉆井方式，另辟蹊徑，開(kāi)發(fā)一種完全不同的鉆井方式。所以設(shè)計(jì)出一個(gè)實(shí)時(shí)性高，精確度高的測(cè)量井深、鉆壓等參數(shù) 的系統(tǒng) 是 很有必要的。 drilling 。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 摘要 進(jìn)入 21 世紀(jì)以來(lái)，石油是不可缺少的能源之一， 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，對(duì)地下開(kāi)采石油量的需求不斷增長(zhǎng) ， 現(xiàn)代鉆井技術(shù)有了新的發(fā)展， 本文主要 研究鉆井工程中各個(gè)參數(shù)的測(cè)量。 monitoring 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目錄 第 1 章 緒論 ................................................................................................................... 1 鉆井工程技術(shù)發(fā)展的背景 ................................................................................ 1 國(guó)內(nèi)外鉆井技術(shù)的發(fā)展概況 ............................................................................ 1 自動(dòng)控制技術(shù)在鉆井中的應(yīng)用 ........................................................................ 2 本文研究的內(nèi)容 ................................................................................................ 2 第 2 章 方案論證 ............................................................................................................. 4 方案論證 ............................................................................................................ 4 測(cè)量井深原理 .................................................................................................... 4 測(cè)量鉆壓原理 .................................................................................................... 5 測(cè)量扭矩的原理 ................................................................................................ 6 現(xiàn)有鉆壓扭矩測(cè)量技術(shù)比較 ............................................................................ 7 整體框圖 ............................................................................................................ 8 CPU 的選型 ......................................................................................................... 8 第 3 章 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) ..................................................................................................... 9 主機(jī)及其最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ................................................................................ 9 單片機(jī)最小系統(tǒng) ..................................................................................... 11 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)芯片選擇 ...........................................................................................13 鍵盤輸入接口設(shè)計(jì) ...........................................................................................15 打印機(jī)的設(shè)計(jì) ...................................................................................................16 顯示器的設(shè)計(jì) ...................................................................................................17 測(cè)井儀與通信接口電路設(shè)計(jì) ...........................................................................18 測(cè)量 CPU 系統(tǒng)設(shè)計(jì) ...........................................................................................19 大鉤懸重傳感器 ...............................................................................................19 A/D 轉(zhuǎn)換 ............................................................................................................20 絞盤編碼器 .....................................................................................................21 鉆壓扭距傳感器 .............................................................................................23 PWM 控制 ..........................................................................................................24 第 4 章 軟件設(shè)計(jì) ............................................................................................................26 測(cè)量 CPU............................................................................................................26 事物處理 CPU....................................................................................................26 測(cè)量 CPU 說(shuō)明及主流程 ...................................................................................27 事務(wù)處理 CPU 說(shuō)明及主流程圖 .......................................................................29 DS12887 說(shuō)明及流程圖 .........................................................................30 LCD240128A 說(shuō)明及流程圖 ...................................................................30 鍵盤設(shè)計(jì)流程圖 ....................................................................................32 下位機(jī)通信流程圖 ...................................................