随钻测量系统信号传输方式的研究

随钻测量是获取井下信息的重要技术手段,被广泛应用于水平井、定向斜井等钻井作业中。井下信息实时、安全地传输到地面是随钻测量的关键技术之一。本文重点研究井下测量系统与随钻测量系统的信号传输方式。设计用MIL-STD-1553B总线协议和RS-232C标准协议两种方法实现系统间的信号传输。MIL-STD-1553B总线协议具有传输速率快、可靠性高、实时性好等特点,通过深入分析MIL-STD-1553B协议的数据总线结构和原理,根据1553B总线的协议规范和操·作,设计1553B总线系统硬件电路图。设计方案是基于DSP的1553B总线系统,即以DSP控制1553B协议芯片,负责消息的读取、处理、写入和1553B芯片的初始化。对1553B芯片寄存器配置,使系统工作在BC/RT/BM模式。结合工程实际,考虑到井下工况的特殊性和设备成本问题,研究用一根线实现RS-232C串口标准的信号传输。对此设计了两种方案：一是采用模拟开关切换发送／接收状态的方式；二是用软件编程直接控制两端的发送和接收。文中对第二种方案进行了软件设计。经过地面试验验证,该系统具有一定的可行性和可靠性。通过对随钻测量系统信号传输方式的研究,设计了1553B总线硬件电路图,并制作出PCB板。完成RS-232C标准协议的软件设计,实现井下测量系统与随钻测量系统的信号传输。