井下参数采集装置及方法与流程

本申请涉及石油钻井工程，特别是涉及一种井下参数采集装置及方法。

背景技术：

1、随着钻井深度的不断增加，对钻井安全和效率的要求也随之提高，而钻井过程中井下钻具受力(包括钻压、扭矩、水眼压力、环空压力等)情况和振动情况决定了钻具磨损和使用时效。

2、通过对井下工程参数数据的高速采集及存储、对快速变化的井下工况信息尤其是振动情况进行获取，以及通过对井下高速采集数据的分析，可获得不同施工条件下的井下工程参数特点，从而制定最优的施工方案，达到安全施工、提速增效的目的。然而，目前缺乏集井下数据采集获取、数据存储和数据上传于一体的解决方案。

技术实现思路

1、本申请提供一种井下参数采集装置及方法，以实现井下数据采集获取、数据存储和数据上传。

2、为此，本申请提供如下技术方案：

3、一种井下参数采集装置，所述装置包括：主控单元、存储单元、接口转换单元；所述主控单元包括模拟信号端口和sip数字接口；所述存储单元与所述主控单元电性连接；所述接口转换单元与所述主控单元和所述存储单元电性连接；

4、所述主控单元，用于在钻井作业过程中，通过所述模拟信号端口实时获取井下参数测量装置采集的井下参数数据，通过所述sip数字接口实时获取钻井设备的振动数据和转速数据，对获取的数据进行滤波处理后存储至所述存储单元；在钻井作业结束后，控制所述存储单元将存储的数据通过所述接口转换单元上传给上位机。

5、可选地，所述模拟信号端口有多个，用于获取不同的井下参数数据。

6、可选地，所述井下参数测量装置包括以下任意一种或多种：钻压测量装置、扭矩测量传感器、温度传感器、水眼压力测量装置、环空压力测量装置；

7、所述井下参数数据包括以下任意一种或多种：钻压、扭矩、温度、小眼压力、环空压力。

8、可选地，所述控制单元通过轮询方式、以固定时间间隔依次获取各模拟信号端口和所述spi数据端口的数据，并按照设定的滤波数据组深度得到滤波数据组。

9、可选地，所述控制单元实时对所述滤波数据组进行滤波处理，将滤波处理后的数据存储至所述存储单元。

10、可选地，所述接口转换单元为usb转并口读取单元。

11、可选地，所述接口转换单元与所述主控单元和所述存储器单元分开供电；

12、钻井作业过程中，所述接口转换单元处于非供电状态，钻井作业结束后，由外部供电电路为所述接口转换单元供电。

13、可选地，所述存储器单元为耐高温8gbyte大容量存储器单元；所述主控单元为耐高温型mcu。

14、一种井下参数采集方法，所述方法包括：

15、在钻井作业过程中，实时获取井下参数测量装置采集的井下参数数据、以及钻井设备的振动数据和转速数据，对获取的数据进行滤波处理后存储至存储单元；

16、在钻井作业结束后，控制所述存储单元将存储的数据上传给上位机。

17、可选地，所述对获取的数据进行滤波处理后存储至存储单元包括：将获取的数据按照设定的滤波数据组深度进行滑动滤波，将滤波后的数据存储至存储单元。

18、可选地，所述方法还包括：将所述滤波数据组采用fifo方式保存在缓存单元中。

19、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行所述井下参数采集方法的步骤。

20、本申请实施例所提供的井下参数采集装置及方法，能够在钻井作业过程中，通过模拟通道获取井下参数数据，通过sip数字接口获取钻井设备的振动数据和转速数据，并对获取的数据进行滤波处理后存储；在钻井作业结束后，将存储的数据上传给上位机。利用本申请方案，可以实现井下数据的高速采集、存储、以及上传，从而可以使相关人员及时了解快速变化的井下工况信息，为制定最优的施工方案、实现安全施工、提速增效提供有力的数据支撑。

21、进一步地，通过一定时间间隔对井下工程参数数据进行高速采集及存储，并且以fifo方式对滤波数据组进行更新，在实现对数据高速采休的同时还能够减少干扰信号的影响，保证数据的可靠性。

1.一种井下参数采集装置，其特征在于，所述装置包括：主控单元、存储单元、接口转换单元；所述主控单元包括模拟信号端口和sip数字接口；所述存储单元与所述主控单元电性连接；所述接口转换单元与所述主控单元和所述存储单元电性连接；

2.根据权利要求1所述的井下参数采集装置，其特征在于，所述模拟信号端口有多个，用于获取不同的井下参数数据。

3.根据权利要求2所述的井下参数采集装置，其特征在于，所述井下参数测量装置包括以下任意一种或多种：钻压测量装置、扭矩测量传感器、温度传感器、水眼压力测量装置、环空压力测量装置；

4.根据权利要求2所述的井下参数采集装置，其特征在于，所述控制单元通过轮询方式、以固定时间间隔依次获取各模拟信号端口和所述spi数据端口的数据，并按照设定的滤波数据组深度得到滤波数据组。

5.根据权利要求4所述的井下参数采集装置，其特征在于，所述控制单元实时对所述滤波数据组进行滤波处理，将滤波处理后的数据存储至所述存储单元。

6.根据权利要求1所述的井下参数采集装置，其特征在于，所述接口转换单元为usb转并口读取单元。

7.根据权利要求1所述的井下参数采集装置，其特征在于，所述接口转换单元与所述主控单元和所述存储器单元分开供电；

8.根据权利要求1至7任一项所述的井下参数采集装置，其特征在于，所述存储器单元为耐高温8gbyte大容量存储器单元；所述主控单元为耐高温型mcu。

9.一种井下参数采集方法，其特征在于，所述方法包括：

10.根据权利要求9所述的井下参数采集方法，其特征在于，所述对获取的数据进行滤波处理后存储至存储单元包括：

11.根据权利要求10所述的井下参数采集方法，其特征在于，所述方法还包括：

12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行权利要求9至11中任一项所述井下参数采集方法的步骤。