【正文】 ；置定時(shí)器初值MOV TL1，18HSETB TR1 ；啟動(dòng)T1LP1： JBC TF1， LP2 ；查詢(xún)計(jì)數(shù)溢出SJMP LP1 ；未到5 ms繼續(xù)計(jì)數(shù)LP2： MOV TH1，63H ；重新置定時(shí)器初值MOV TL1，18HDJNZ R3，LP1 ；未到500ms繼續(xù)循環(huán)RET ；返回主程序 CCL檢測(cè)電路模塊 磁定位儀（CCL）是測(cè)套管接箍的，CCL儀包括兩個(gè)磁鋼（產(chǎn)生磁場(chǎng)的）、一個(gè)線(xiàn)圈、放大器。2個(gè)磁鋼同極性對(duì)著擺放中間有一個(gè)線(xiàn)圈，此時(shí)線(xiàn)圈內(nèi)磁通量為零不變。儀器接在馬龍頭下面，下井時(shí)在沒(méi)有干擾時(shí)磁場(chǎng)強(qiáng)度不變線(xiàn)圈中通過(guò)的磁通量不變，此時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，無(wú)數(shù)值輸出。但是在套管接頭位置套管厚度發(fā)生變化，改變了磁場(chǎng)的分布，線(xiàn)圈內(nèi)磁通量就會(huì)發(fā)生變化，因此CCL在下到接箍位置時(shí)線(xiàn)圈中的磁通量會(huì)發(fā)生變化。由法拉第電磁感應(yīng)知道線(xiàn)圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，接箍位置大約20公分，在線(xiàn)圈接觸接箍位置和離開(kāi)接箍位置時(shí)都會(huì)出現(xiàn)一個(gè)同方向的小尖峰，在中間位置時(shí)是一個(gè)反方向的大的尖峰，因?yàn)樵谥虚g位置時(shí)磁場(chǎng)分布變化最大。信號(hào)被記錄，由放大器放大再經(jīng)過(guò)整形處理，上傳，在電腦上顯示，顯示出來(lái)的是毫伏級(jí)電壓信號(hào)。從曲線(xiàn)上看出在套管接箍位置都會(huì)出現(xiàn)上下同方向的2個(gè)小尖峰和一反方向大尖峰。 套管在出廠(chǎng)之前要進(jìn)行消磁，否則外磁場(chǎng)會(huì)對(duì)CCL有影響。儀器剛進(jìn)入套管時(shí)線(xiàn)圈磁通量也會(huì)發(fā)生變化。 其他的應(yīng)用：除了確定套管接箍外，還可以用于確定套管的損傷、腐蝕、穿透狀況，在套管破損位置由于套管壁厚的變化也會(huì)發(fā)生磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化，但是很弱幾乎看不到變化。在測(cè)井曲線(xiàn)上還會(huì)看到有些地方雖然不是套管接箍位置但是也會(huì)有不是很大的毛刺，說(shuō)明這個(gè)位置套管上沾有一些磁性物質(zhì)，或者是此段地層含有一些磁性物質(zhì)。此外，在射孔上的應(yīng)用在射孔做完之后要拉干擾，射孔段套管不完整改變磁場(chǎng)強(qiáng)度，線(xiàn)圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。這個(gè)幅度比套管接箍位置小的多。磁定位道由輸入信號(hào)纜芯選擇繼電器、面板調(diào)節(jié)電位器、有源濾波器、同相放大器、窗口濾波放大器、基值調(diào)零等部分組成。磁定位信號(hào)經(jīng)繼電器選擇，三級(jí)二階有源低通濾波器，濾除高頻信號(hào)，讓低頻CCL信號(hào)通過(guò)，截止頻率為6Hz。進(jìn)入窗口濾波放大器，濾除干擾信號(hào)，對(duì)磁定位信號(hào)進(jìn)行放大，放大后的信號(hào)送計(jì)算機(jī)A/D板采樣。下面是CCL模塊電路圖 圖10 CCL模塊電路圖 測(cè)井電纜注磁控制系統(tǒng)硬件采用PCL178PCL818HG、PCL727板卡，軟件則采用VC++編寫(xiě)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了注磁標(biāo)定過(guò)程全參數(shù)測(cè)控與顯示，安全保護(hù)與故障信息提示，以及歷史文件與標(biāo)準(zhǔn)井刻度尺管理等功能，有效降低了電纜深度記號(hào)累積誤差，解決了深度記號(hào)不均勻問(wèn)題。測(cè)井電纜注磁控制系統(tǒng)的電氣結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖。該系統(tǒng)以 PCI 178PCL 818HG、PCL 727 卡為核心, 實(shí)現(xiàn)了測(cè)井電纜注磁標(biāo)定系統(tǒng)的所有測(cè)控功能。PCI 1784 卡為四軸正交編碼器和計(jì)數(shù)器卡,支持4路編碼器信號(hào)的測(cè)量。該系統(tǒng)將 IDW 的 2 路編碼器設(shè)為 1 組, 單芯測(cè)井電纜和多芯測(cè)井電纜各1組。PCL 818H G 卡具有對(duì) 16 路模擬信號(hào)測(cè)量功能, 用于檢測(cè)測(cè)井電纜 標(biāo)定張力、測(cè)井電纜回 提張力、電樞電流、纜速手動(dòng)控制電壓、張力手動(dòng)控制電壓。 PCL 727 卡具有 12 路模擬信號(hào)輸出功能, 其中2 路分別用于直流電機(jī)調(diào)速與直流調(diào)功( 或電纜力) 。PCLD 78PCLD 782為PCL 727的擴(kuò)展端子板, PCLD 785支持16位繼電器隔離輸出,用于注磁與報(bào)警提 示。 PCLD 782支持16位隔 離輸入,用于檢測(cè)纜速控制及張力控制的手動(dòng)/自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)狀態(tài)。 圖11 電器結(jié)構(gòu)圖 測(cè)井電纜注磁標(biāo)定控制系統(tǒng)運(yùn)行于 Window s2000 與 RT X 平臺(tái)。Window s系統(tǒng)的 界面功 能豐富,而RTX 提供了與 Win32 環(huán)境兼容的實(shí)時(shí)編程接口[ 2] ,支持Win32的應(yīng)用程序接口( API) , 還能滿(mǎn)足硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)嚴(yán)格響應(yīng)時(shí)間的要求[ 3]。Window s系統(tǒng)和 RTX構(gòu)成了實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)環(huán)境。測(cè)井電纜注磁標(biāo)定控制系統(tǒng)的主要功能要求包括,系統(tǒng)配置參數(shù)設(shè)置:設(shè)置PCI 178CL818HG、PCL 727卡的基地址、單芯/ 多芯測(cè)井電纜的張力折算系數(shù)、IDW 米脈沖數(shù),以及IDW測(cè)量輪的磨損量。 傳感器特性描述。 設(shè)置單芯/ 多芯測(cè)井電纜的注磁張力傳感器與回提張力傳感器的特性參數(shù)。工藝參數(shù):選擇測(cè)井電纜的名稱(chēng)、標(biāo)準(zhǔn)尺、測(cè)井電纜類(lèi)型、IDW 選項(xiàng),設(shè)置測(cè)井電纜狀況、標(biāo)定期望纜速、標(biāo)定期望張力、回提期望張力；注磁參數(shù):打開(kāi)標(biāo)準(zhǔn)尺文件,顯示每個(gè)注磁點(diǎn)處的測(cè)井電纜的長(zhǎng)度以及相鄰注磁點(diǎn)的間隔脈沖數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)井參數(shù):修正測(cè)井電纜注磁標(biāo)定的整體偏差與局部偏差。標(biāo)準(zhǔn)尺編輯: 對(duì)選定的標(biāo)準(zhǔn)尺進(jìn)行修改或編輯。報(bào)警參數(shù):分別設(shè)置單芯/多芯測(cè)井電纜的最大 標(biāo)定張力、最大回提張力、最大電樞電流、最大標(biāo)定纜速。自動(dòng)測(cè)試: 實(shí)現(xiàn)測(cè)井電纜的自動(dòng)標(biāo)定、自動(dòng)回提、模擬標(biāo)定。 歷史記錄: 可按不同速度回放歷史注磁標(biāo)定過(guò)程中的速度曲線(xiàn)、張力曲線(xiàn)、注磁曲線(xiàn)以及注磁點(diǎn)磁信號(hào)的強(qiáng)度波形 實(shí)時(shí)測(cè)控 在注磁標(biāo)定過(guò)程中,系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)張力、轉(zhuǎn)速等信號(hào),實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速、電纜張力的自動(dòng)控制,并根據(jù)測(cè)井電纜當(dāng)前計(jì)量的長(zhǎng)度實(shí)時(shí)控制注磁器的狀態(tài)。系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示測(cè)井電纜當(dāng)前運(yùn)行深度、標(biāo)定速度、張力值與張力曲線(xiàn)、速度曲線(xiàn)、磁信號(hào)波形。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)超越報(bào)警值或出現(xiàn)故障時(shí),系統(tǒng)將以聲、光的形式報(bào)警,同時(shí)顯示報(bào)警信息,提示操作人員進(jìn)行維修或采取相應(yīng)的措施。系統(tǒng)具有自動(dòng)保護(hù)功能,當(dāng)發(fā)生如電機(jī)電樞電流過(guò)大、測(cè)井電纜標(biāo)定張力過(guò)大這些能導(dǎo)致嚴(yán)重后果的異?，F(xiàn)象時(shí),系統(tǒng)將自動(dòng)保護(hù)。在測(cè)井電纜注磁標(biāo)定過(guò)程中，測(cè)井電纜所承受的張力與測(cè)井電纜運(yùn)行的速度相互影響。當(dāng)增加測(cè)井電纜張力時(shí), 測(cè)井電纜運(yùn)行速度將降低； 反之, 測(cè)井電纜運(yùn)行速度將提高。當(dāng)提高測(cè)井電纜運(yùn)行速度時(shí),測(cè)井電纜張力將增加；反之,測(cè)井電纜張力將減小。對(duì)于張力與速度的控制,如果采用常規(guī)的控制電纜標(biāo)定張力過(guò)大這些能導(dǎo)致嚴(yán)重后果的異?，F(xiàn)象時(shí), 系統(tǒng)將自動(dòng)保護(hù)。在測(cè)井電纜注磁標(biāo)定過(guò)程中, 測(cè)井電纜所承受的張力與測(cè)井電纜運(yùn)行的速度相互影響。當(dāng)增加測(cè)井電纜張力時(shí),測(cè)井電纜運(yùn)行速度將降低。 反之,測(cè)井電纜運(yùn)行速度將提高。當(dāng)提高測(cè)井電纜運(yùn)行速度時(shí),測(cè)井電纜張力將增加；反之, 測(cè)井電纜張力將減小。對(duì)于張力與速度的控制, 如果采用常規(guī)的控制算法難以保證控制質(zhì)量,甚至可能造成張力超過(guò)極限導(dǎo)致測(cè)井電纜損壞。因此。在該系統(tǒng)中引入統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制算法( SPC) ,SPC 算法是將被控參數(shù)在一定時(shí)間內(nèi)的統(tǒng)計(jì)值信號(hào)作為調(diào)節(jié)依據(jù)。該系統(tǒng)中將測(cè)井電纜張力信號(hào)和測(cè)井電纜運(yùn)行速度信號(hào)在 5 s內(nèi)的統(tǒng)計(jì)值作為系統(tǒng)判斷的依據(jù)。該方法與人工調(diào)節(jié)思 想一致, 但比人工調(diào)節(jié) 速度/ 張力方式 更加科學(xué), 控制精度更高。 標(biāo)準(zhǔn)尺文件管理 標(biāo)準(zhǔn)尺是測(cè)井電纜注磁標(biāo)定的依據(jù)，測(cè)井電纜的標(biāo)定結(jié)果很大程度上取決于標(biāo)準(zhǔn)尺的準(zhǔn)確性,因此,要求標(biāo)準(zhǔn)尺具有針對(duì)性，發(fā)展性、繼承性。針對(duì)性是因測(cè)井電纜自身特性以及新舊程度的不同, 對(duì)不同的測(cè)井電纜不能采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)尺進(jìn)行標(biāo)定。該系統(tǒng)將為所有測(cè)井小隊(duì)分別建立獨(dú)立的文件夾, 并將其專(zhuān)用的標(biāo)準(zhǔn)尺置于該文件夾下,以利于該小隊(duì)電纜標(biāo)定與管理。發(fā)展性是為進(jìn)一步改進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)尺的準(zhǔn)確性,經(jīng)過(guò)標(biāo)定后的測(cè)井電纜在標(biāo)準(zhǔn)井檢驗(yàn)后的結(jié)果( 局部偏差與全局偏差)將用于對(duì)標(biāo)準(zhǔn)尺進(jìn)行全局和局部修正,修正后的標(biāo)準(zhǔn)尺保存在當(dāng)天的文夾中。繼承性是對(duì)于上次標(biāo)定結(jié)果達(dá)標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)尺,下次可以直接使用。 歷史數(shù)據(jù)管理 測(cè)井電纜注磁標(biāo)定系統(tǒng)需要管理的參數(shù)與文檔，用戶(hù)可以選擇測(cè)井電纜注磁標(biāo)定的小隊(duì)與標(biāo)準(zhǔn)井刻度尺,系統(tǒng)自動(dòng)生成以隊(duì)名為名的文件夾,同時(shí)在該文件夾中再生成以當(dāng)天日期為名的子文件夾。該子文件夾將自動(dòng)保存用于注磁標(biāo)定的標(biāo)準(zhǔn)尺在標(biāo)定過(guò)程中檢磁器所檢測(cè)到所有磁信號(hào)波形、測(cè)井電纜標(biāo)定的速度、電纜張力等數(shù)據(jù)文件。此外,系統(tǒng)還支持歷史數(shù)據(jù)回放功能, 它自動(dòng)打開(kāi)用戶(hù)指定的歷史記錄, 動(dòng)態(tài)顯示測(cè)井電纜運(yùn)行的深度, 速度曲線(xiàn)、張力曲線(xiàn)與磁信號(hào)波形, 并且可以隨時(shí)選擇回放速度。（5）結(jié)果分析 表1不同測(cè)速條件下深度測(cè)量相對(duì)誤差在完成了深度模塊數(shù)據(jù)采集電路調(diào)試后，我們對(duì)采集模塊進(jìn)行了室內(nèi)測(cè)試。測(cè)試設(shè)備為深度采集模塊，測(cè)井信號(hào)模擬器。測(cè)試主要驗(yàn)證深度采集模塊的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性。將深度采集模塊的深度信號(hào)A、深度信號(hào)B、連線(xiàn)接人測(cè)井信號(hào)模擬器的 圖5 單片機(jī)主程序相應(yīng)端口。打開(kāi)信號(hào)模擬器電源。啟動(dòng)測(cè)試數(shù)據(jù)顯示軟件應(yīng)用程序就能檢測(cè)到深度、速度。我們將模擬器的速度設(shè)置為13 200 m／h(模擬器的最高速度)，深度計(jì)數(shù)從0 m開(kāi)始，連續(xù)工作10 h后，深度數(shù)據(jù)顯示為132 045 m，深度相對(duì)誤差為0．34％。常用測(cè)速對(duì)深度的影響見(jiàn)表1，測(cè)速為600 m／h，深度為10 000 m的最大相對(duì)誤差為0．039％。；測(cè)速為2 500 m／h，深度為10 000 m的最大相對(duì)誤差為0．046％，符合測(cè)井要求。 通過(guò)深度模塊準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性的測(cè)試，結(jié)果表明基于C8051F020高速單片機(jī)深度信號(hào)采集模塊能夠滿(mǎn)足測(cè)井采集系統(tǒng)對(duì)深度數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，穩(wěn)定性的要求。（6）結(jié)論或總結(jié) 測(cè)井電纜注磁系系統(tǒng)的設(shè)計(jì)運(yùn)行穩(wěn)定可靠,具有電纜標(biāo)定準(zhǔn)確性高、系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便、文件管理方便的特點(diǎn)。同時(shí),系統(tǒng)還配置了1套測(cè)井電纜標(biāo)定信號(hào)模擬器與電纜標(biāo)定系統(tǒng)板卡集成測(cè)試軟件,便于操作培訓(xùn)、系統(tǒng)維護(hù)。解決了電纜深度記號(hào)累計(jì)誤差與深度記號(hào)不均勻的問(wèn)題。本單片機(jī)測(cè)井深度系統(tǒng)已用于研制的3700數(shù)控測(cè)井模擬操作系統(tǒng)中, 它具有模擬仿真數(shù)控測(cè)井儀深度系統(tǒng)的主要功能。在實(shí)習(xí)井上進(jìn)行儀器專(zhuān)業(yè)學(xué)生的生產(chǎn)實(shí)習(xí)中, 取得良好的效果。實(shí)際使用證明: 該系統(tǒng)配套軟件和接口設(shè)計(jì)合理、功能齊全、性能可靠, 完全可以代替價(jià)值昂貴的數(shù)控儀器中的深度系統(tǒng), 配合專(zhuān)用的實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)井, 該成果在中可稱(chēng)為獨(dú)創(chuàng)。參考文獻(xiàn)[1]《地球物理測(cè)井儀器》[2]徐愛(ài)鈞《單片機(jī)實(shí)用教程》基于proteus虛擬仿真（第二版）[3]華成英《模擬電子技術(shù)基本教程》[4]康華光《電子技術(shù)基礎(chǔ)》第五版[5]青木英彥，周南生．模擬電路設(shè)計(jì)與制作[M]．北京：科學(xué)出版社，2005[6]潘琢金，施國(guó)君．C8051FXXX高速SOC單片機(jī)原理及應(yīng)用[M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2002[7] 劉江偉,李建華,[J]. 測(cè)井技術(shù),2007,31(6):580582[8] 吳勇,熊振華,[ J] . 系統(tǒng)工程與電子技術(shù),2004(9):12571261[9] 徐愛(ài)卿等: 單片微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用和開(kāi)發(fā)系統(tǒng), 北京航空航天出版社, 1993。[10] 劉樂(lè)善等: 微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù), 華中理工大學(xué)出版社(武漢), 1993。[11] 張毅剛等: MCS251單片機(jī)應(yīng)用, 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社, [12] 武洪濤等: 計(jì)算機(jī)測(cè)井系統(tǒng), 江漢石油學(xué)院, 1993 (資料)。[13] 靳娟、葉獻(xiàn)方、肖海霞等, 測(cè)井電纜注磁標(biāo)定測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì), 測(cè)井技術(shù), 2010, 34(1)[14] 秦浩、[J].石油儀器,2001,15( 3):23 25.[15] 林 浩,[ J].石油儀器,2005,19( 1) :77 78.致謝 本設(shè)計(jì)的順利完成，不僅要感謝吳愛(ài)平老師平時(shí)的教誨和幫助，還要特別感謝在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中有許多同學(xué)幫助了我，他們讓我學(xué)到了不少有用的東西。他們的幫助我受益匪淺。感謝所有關(guān)心、幫助過(guò)我的老師、同學(xué)和朋友們。 我還要感謝我們父母和家人，他們?yōu)槲覀兲峁┝肆己玫谋Ｕ鲜刮覀兡茼樌瓿蓪W(xué)業(yè)，他們多年來(lái)對(duì)我的教導(dǎo)和默默的鼓勵(lì)，使我們不斷的進(jìn)步。