1、综合录井仪的绞车处理电路比较摘 要：本文对绞车信号进行了原理分析，现就 GEO6000、神开系列的绞车处理单元进行分析，并提出一种更加简化的绞车处理方式。 关键词：井深绞车倍频鉴相 HCTL-2020 一、前言 综合录井仪通常采用绞车传感器来计算井深，其检测原理：绞车转动通过缆绳经动滑轮带动大钩垂直上下，绞车传感器将绞车的转动转化为位移脉冲，从而建立了绞车的角位移与大钩高度的映射关系，即每个脉冲对应相应距离的大钩位移。结合悬重可以判断出接单根的情况，从累计单根长度换算出钻井井深。由于绞车传感器的信号处理直接关系到井深的准确性，所以绞车传感器的信号处理非常重要。下文将对绞车传感器信号进行分析，提
2、取其信号特征，并介绍比较了几种不同的绞车信号处理电路。 二、综合录井仪的绞车处理电路比较 绞车处理电路的实现方式就是信号整形、信号倍频、信号鉴相、信号计数和信号输出的具体物理实现方式。各个环节的不同组合构成了各有特色的绞车信号处理电路。现就 GEO6000、神开系列的绞车处理单元进行分析，并提出一种更加简化的绞车处理方式。 1、GEO6000 绞车信号处理分析 GEO6000 的绞车信号处理是比较常规的处理方式。绞车传感器转动输出 A，B 正交两相脉冲信号，经过光耦电路进行尖峰滤除和电平转换，然后再经过施密特反向整形并驱动 LED 指示灯。经过整形后的信号进入CD4538 单稳电路，调整输出脉
3、冲宽度 10?S，调整后的信号通过或非 4086电路，完成组合 4 倍频及信号鉴相，输出 CP+及 CP-两路信号，然后送到DAP 中进行脉冲计数。图 1 为 GEO6000 绞车信号处理框图。 SQC882 和 SDL9000 录井仪的绞车型号处理原理与 GEO6000 录井仪相同。 2、神开绞车信号处理分析 神开录井仪的绞车信号处理的思路基本上与 GEO6000 相似，但是也相应的加入了一些自己的特色。其信号在完成倍频鉴相后，信号转换成CP+、和 CP-两路信号，后通过 RS 触发器将信号转换为方向输出和脉冲输出两路，然后送到可预置可逆十进制计数器 CD4510。通过方向信号控制计数器的对
4、脉冲的加或减。CD4510 可以直接输出 BCD 码。在神开 7J01 数据采集系统中，直接将 BCD 信号以并口的形式送到上位机的 I/O 卡上。而神开 7J02 数据采集系统则通过单片机读入数据，再以串行形式通过RS232 口送到上位机。另外脉冲数可以通过 BCD 码盘实现脉冲数硬件预置，并可在面板上显示。图 4 为神开绞车信号处理框图： 3、一种新型绞车信号处理方式 HP 公司生产的 CMOS 专用芯片 HCTL-2020 集噪声滤波、正交解码、可逆计数、总线接口于一体，将其引用到绞车处理电路可以大大简化处理电路，改善测量系统的性能。 HCTL-2020 主要特征有： 高抗噪声能力，芯片
5、输入有 SCHMITT 触发器与数字滤波； 4 倍乘正交解码器，解码器输出为输入信号的 4 倍频。 16 位可逆计数器； 16 位寄存器保证数据的正确读取； 8 位三态总线接口； 正交解码输出与级联输出信号便于系统扩展； （1）HCTL-2020 的引脚及功能 HCTL-2020 的引脚排列如图 5 所示，其各个引脚功能如下： VDD，VSS 分别为电源和地； CLK：外部时钟输入端； CHA，CHB：正交编码输入； /RST：复位； /OE：输出允许； SEL：/OE 有效时，SEL=0 时，高八位输出，SLE=1 低八位输出； D0-D7：数据总线； CNTDCDR：正交解码输出； U/D
6、：正交解码输出， CHA 超前 CHB 时，信号输出为 1，否则为 0，可根据此判断内部计数器是加计数还是减计数； CNTCAS：级联输出，内部计数器溢出时产生； NC：空脚。 （2）应用设计 绞车信号可以直接接入 HCTL2020 的输入端，单片机 89C51 通过译码电路选通后，以 8 位总线形式，分别读入 16 位的脉冲计数，然后通过RS232 接口送到上位机进行井深计算。图 6 给出了基于 HCTL-2020 芯片下的绞车信号处理电路。 三、结束语 通过对比分析不同的绞车信号处理电路，可以帮助更好的吸收、领会并掌握绞车信号处理的关键，对设计或改进绞车电路有很大的帮助。在胜利地质录井公司承担的 GEO6000 国产化项目中，在绞车电路设计中，采用了可编程逻辑器件实现了绞车鉴相、倍频电路，大大的简化了传统电路。 参考文献 1赵电波，张德安，佘明军，董启云单片机在绞车信号处理中的应用J录井工程.2007 年 03 期. 2张策；甄建；季艳；综合录井仪传感器信号无线传输方法探讨J；录井工程；2010 年 02 期
