【正文】 ；置定時器初值MOV TL1，18HSETB TR1 ；啟動T1LP1： JBC TF1， LP2 ；查詢計數(shù)溢出SJMP LP1 ；未到5 ms繼續(xù)計數(shù)LP2： MOV TH1，63H ；重新置定時器初值MOV TL1，18HDJNZ R3，LP1 ；未到500ms繼續(xù)循環(huán)RET ；返回主程序 CCL檢測電路模塊 磁定位儀（CCL）是測套管接箍的，CCL儀包括兩個磁鋼（產(chǎn)生磁場的）、一個線圈、放大器。2個磁鋼同極性對著擺放中間有一個線圈，此時線圈內(nèi)磁通量為零不變。儀器接在馬龍頭下面，下井時在沒有干擾時磁場強度不變線圈中通過的磁通量不變，此時也不會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，無數(shù)值輸出。但是在套管接頭位置套管厚度發(fā)生變化，改變了磁場的分布，線圈內(nèi)磁通量就會發(fā)生變化，因此CCL在下到接箍位置時線圈中的磁通量會發(fā)生變化。由法拉第電磁感應(yīng)知道線圈中會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，接箍位置大約20公分，在線圈接觸接箍位置和離開接箍位置時都會出現(xiàn)一個同方向的小尖峰，在中間位置時是一個反方向的大的尖峰，因為在中間位置時磁場分布變化最大。信號被記錄，由放大器放大再經(jīng)過整形處理，上傳，在電腦上顯示，顯示出來的是毫伏級電壓信號。從曲線上看出在套管接箍位置都會出現(xiàn)上下同方向的2個小尖峰和一反方向大尖峰。 套管在出廠之前要進行消磁，否則外磁場會對CCL有影響。儀器剛進入套管時線圈磁通量也會發(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發(fā)生磁場強度的變化，但是很弱幾乎看不到變化。在測井曲線上還會看到有些地方雖然不是套管接箍位置但是也會有不是很大的毛刺，說明這個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強度，線圈中會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。這個幅度比套管接箍位置小的多。磁定位道由輸入信號纜芯選擇繼電器、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。磁定位信號經(jīng)繼電器選擇，三級二階有源低通濾波器，濾除高頻信號，讓低頻CCL信號通過，截止頻率為6Hz。進入窗口濾波放大器，濾除干擾信號，對磁定位信號進行放大，放大后的信號送計算機A/D板采樣。下面是CCL模塊電路圖 圖10 CCL模塊電路圖 測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。系統(tǒng)實現(xiàn)了注磁標(biāo)定過程全參數(shù)測控與顯示，安全保護與故障信息提示，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累積誤差，解決了深度記號不均勻問題。測井電纜注磁控制系統(tǒng)的電氣結(jié)構(gòu)見圖。該系統(tǒng)以 PCI 178PCL 818HG、PCL 727 卡為核心, 實現(xiàn)了測井電纜注磁標(biāo)定系統(tǒng)的所有測控功能。PCI 1784 卡為四軸正交編碼器和計數(shù)器卡,支持4路編碼器信號的測量。該系統(tǒng)將 IDW 的 2 路編碼器設(shè)為 1 組, 單芯測井電纜和多芯測井電纜各1組。PCL 818H G 卡具有對 16 路模擬信號測量功能, 用于檢測測井電纜 標(biāo)定張力、測井電纜回 提張力、電樞電流、纜速手動控制電壓、張力手動控制電壓。 PCL 727 卡具有 12 路模擬信號輸出功能, 其中2 路分別用于直流電機調(diào)速與直流調(diào)功( 或電纜力) 。PCLD 78PCLD 782為PCL 727的擴展端子板, PCLD 785支持16位繼電器隔離輸出,用于注磁與報警提 示。 PCLD 782支持16位隔 離輸入,用于檢測纜速控制及張力控制的手動/自動切換開關(guān)狀態(tài)。 圖11 電器結(jié)構(gòu)圖 測井電纜注磁標(biāo)定控制系統(tǒng)運行于 Window s2000 與 RT X 平臺。Window s系統(tǒng)的 界面功 能豐富,而RTX 提供了與 Win32 環(huán)境兼容的實時編程接口[ 2] ,支持Win32的應(yīng)用程序接口( API) , 還能滿足硬實時系統(tǒng)嚴(yán)格響應(yīng)時間的要求[ 3]。Window s系統(tǒng)和 RTX構(gòu)成了實時操作系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境。測井電纜注磁標(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/ 多芯測井電纜的張力折算系數(shù)、IDW 米脈沖數(shù),以及IDW測量輪的磨損量。 傳感器特性描述。 設(shè)置單芯/ 多芯測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):選擇測井電纜的名稱、標(biāo)準(zhǔn)尺、測井電纜類型、IDW 選項,設(shè)置測井電纜狀況、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):打開標(biāo)準(zhǔn)尺文件,顯示每個注磁點處的測井電纜的長度以及相鄰注磁點的間隔脈沖數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)井參數(shù):修正測井電纜注磁標(biāo)定的整體偏差與局部偏差。標(biāo)準(zhǔn)尺編輯: 對選定的標(biāo)準(zhǔn)尺進行修改或編輯。報警參數(shù):分別設(shè)置單芯/多芯測井電纜的最大 標(biāo)定張力、最大回提張力、最大電樞電流、最大標(biāo)定纜速。自動測試: 實現(xiàn)測井電纜的自動標(biāo)定、自動回提、模擬標(biāo)定。 歷史記錄: 可按不同速度回放歷史注磁標(biāo)定過程中的速度曲線、張力曲線、注磁曲線以及注磁點磁信號的強度波形 實時測控 在注磁標(biāo)定過程中,系統(tǒng)實時采集檢測現(xiàn)場張力、轉(zhuǎn)速等信號,實現(xiàn)直流電機的轉(zhuǎn)速、電纜張力的自動控制,并根據(jù)測井電纜當(dāng)前計量的長度實時控制注磁器的狀態(tài)。系統(tǒng)實時顯示測井電纜當(dāng)前運行深度、標(biāo)定速度、張力值與張力曲線、速度曲線、磁信號波形。當(dāng)系統(tǒng)運行參數(shù)超越報警值或出現(xiàn)故障時,系統(tǒng)將以聲、光的形式報警,同時顯示報警信息,提示操作人員進行維修或采取相應(yīng)的措施。系統(tǒng)具有自動保護功能,當(dāng)發(fā)生如電機電樞電流過大、測井電纜標(biāo)定張力過大這些能導(dǎo)致嚴(yán)重后果的異?，F(xiàn)象時,系統(tǒng)將自動保護。在測井電纜注磁標(biāo)定過程中，測井電纜所承受的張力與測井電纜運行的速度相互影響。當(dāng)增加測井電纜張力時, 測井電纜運行速度將降低； 反之, 測井電纜運行速度將提高。當(dāng)提高測井電纜運行速度時,測井電纜張力將增加；反之,測井電纜張力將減小。對于張力與速度的控制,如果采用常規(guī)的控制電纜標(biāo)定張力過大這些能導(dǎo)致嚴(yán)重后果的異常現(xiàn)象時, 系統(tǒng)將自動保護。在測井電纜注磁標(biāo)定過程中, 測井電纜所承受的張力與測井電纜運行的速度相互影響。當(dāng)增加測井電纜張力時,測井電纜運行速度將降低。 反之,測井電纜運行速度將提高。當(dāng)提高測井電纜運行速度時,測井電纜張力將增加；反之, 測井電纜張力將減小。對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極限導(dǎo)致測井電纜損壞。因此。在該系統(tǒng)中引入統(tǒng)計過程控制算法( SPC) ,SPC 算法是將被控參數(shù)在一定時間內(nèi)的統(tǒng)計值信號作為調(diào)節(jié)依據(jù)。該系統(tǒng)中將測井電纜張力信號和測井電纜運行速度信號在 5 s內(nèi)的統(tǒng)計值作為系統(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)尺是測井電纜注磁標(biāo)定的依據(jù)，測井電纜的標(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)尺具有針對性，發(fā)展性、繼承性。針對性是因測井電纜自身特性以及新舊程度的不同, 對不同的測井電纜不能采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)尺進行標(biāo)定。該系統(tǒng)將為所有測井小隊分別建立獨立的文件夾, 并將其專用的標(biāo)準(zhǔn)尺置于該文件夾下,以利于該小隊電纜標(biāo)定與管理。發(fā)展性是為進一步改進標(biāo)準(zhǔn)尺的準(zhǔn)確性,經(jīng)過標(biāo)定后的測井電纜在標(biāo)準(zhǔn)井檢驗后的結(jié)果( 局部偏差與全局偏差)將用于對標(biāo)準(zhǔn)尺進行全局和局部修正,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 測井電纜注磁標(biāo)定系統(tǒng)需要管理的參數(shù)與文檔，用戶可以選擇測井電纜注磁標(biāo)定的小隊與標(biāo)準(zhǔn)井刻度尺,系統(tǒng)自動生成以隊名為名的文件夾,同時在該文件夾中再生成以當(dāng)天日期為名的子文件夾。該子文件夾將自動保存用于注磁標(biāo)定的標(biāo)準(zhǔn)尺在標(biāo)定過程中檢磁器所檢測到所有磁信號波形、測井電纜標(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, 它自動打開用戶指定的歷史記錄, 動態(tài)顯示測井電纜運行的深度, 速度曲線、張力曲線與磁信號波形, 并且可以隨時選擇回放速度。（5）結(jié)果分析 表1不同測速條件下深度測量相對誤差在完成了深度模塊數(shù)據(jù)采集電路調(diào)試后，我們對采集模塊進行了室內(nèi)測試。測試設(shè)備為深度采集模塊，測井信號模擬器。測試主要驗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A、深度信號B、連線接人測井信號模擬器的 圖5 單片機主程序相應(yīng)端口。打開信號模擬器電源。啟動測試數(shù)據(jù)顯示軟件應(yīng)用程序就能檢測到深度、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)，深度計數(shù)從0 m開始，連續(xù)工作10 h后，深度數(shù)據(jù)顯示為132 045 m，深度相對誤差為0．34％。常用測速對深度的影響見表1，測速為600 m／h，深度為10 000 m的最大相對誤差為0．039％。；測速為2 500 m／h，深度為10 000 m的最大相對誤差為0．046％，符合測井要求。 通過深度模塊準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性的測試，結(jié)果表明基于C8051F020高速單片機深度信號采集模塊能夠滿足測井采集系統(tǒng)對深度數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，穩(wěn)定性的要求。（6）結(jié)論或總結(jié) 測井電纜注磁系系統(tǒng)的設(shè)計運行穩(wěn)定可靠,具有電纜標(biāo)定準(zhǔn)確性高、系統(tǒng)操作簡便、文件管理方便的特點。同時,系統(tǒng)還配置了1套測井電纜標(biāo)定信號模擬器與電纜標(biāo)定系統(tǒng)板卡集成測試軟件,便于操作培訓(xùn)、系統(tǒng)維護。解決了電纜深度記號累計誤差與深度記號不均勻的問題。本單片機測井深度系統(tǒng)已用于研制的3700數(shù)控測井模擬操作系統(tǒng)中, 它具有模擬仿真數(shù)控測井儀深度系統(tǒng)的主要功能。在實習(xí)井上進行儀器專業(yè)學(xué)生的生產(chǎn)實習(xí)中, 取得良好的效果。實際使用證明: 該系統(tǒng)配套軟件和接口設(shè)計合理、功能齊全、性能可靠, 完全可以代替價值昂貴的數(shù)控儀器中的深度系統(tǒng), 配合專用的實驗實習(xí)井, 該成果在中可稱為獨創(chuàng)。參考文獻(xiàn)[1]《地球物理測井儀器》[2]徐愛鈞《單片機實用教程》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)計與制作[M]．北京：科學(xué)出版社，2005[6]潘琢金，施國君．C8051FXXX高速SOC單片機原理及應(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] 徐愛卿等: 單片微型計算機應(yīng)用和開發(fā)系統(tǒng), 北京航空航天出版社, 1993。[10] 劉樂善等: 微型計算機接口技術(shù), 華中理工大學(xué)出版社(武漢), 1993。[11] 張毅剛等: MCS251單片機應(yīng)用, 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社, [12] 武洪濤等: 計算機測井系統(tǒng), 江漢石油學(xué)院, 1993 (資料)。[13] 靳娟、葉獻(xiàn)方、肖海霞等, 測井電纜注磁標(biāo)定測控系統(tǒng)設(shè)計, 測井技術(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)計的順利完成，不僅要感謝吳愛平老師平時的教誨和幫助，還要特別感謝在這次設(shè)計過程中有許多同學(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)，他們多年來對我的教導(dǎo)和默默的鼓勵，使我們不斷的進步。