石油仪器
2009年第23卷第4期P】盯R0【正UMINsTRUMENTS·25·
·开发设计·
MWD无线随钻测量仪脉冲发生器控制电路的设计
杨亚萍1李童1程希2吕小维1祝环芬1
(1．中国石油测井有限公司随钻测井仪器研究中心陕西西安)(2．中国石油测井有限公司陕西西安)
摘要：MWD无线随钻测量仪脉冲发生器控制电路采用单片机MC68HC811为微控制器，由低压电源电路、升压电
路、开关控制电路、储能电路等组成。实现了接收下井仪的数字信号并把它转换成电磁阀螺线管工作所需要的大电流脉
冲，以激励脉冲发生器中的电磁阀，从而控制脉冲发生器中活塞运动的目的。
关键词：控制电路；脉冲发生器；单片机；电磁阀
中图法分类号：P631．8+3文献标识码：B文章编号：1004-9134(2009)04-0025-03
的条件下，仪器能长时间稳定、可靠地连续工作。该电
0引言
1为微控
路功耗低，工作稳定，采用单片机MC68HC81
MWD无线随钻测量仪，通过测量短节中的定向制器，控制逻辑简单，电路调试方便，现做一详细介绍。
传感器采集数据，并借助于泥浆循环系统的压力脉冲
1脉冲发生器电磁阀驱动电路设计
将数据传送到地面。MWD随钻测量仪的实际应用给
定向钻井工艺带来了一次新的飞跃，对井下钻具是一
个实时监测系统，能随时给定向井工程师提供井斜、方为微控制器，由低压电源电路、升压电路、开关控制电
位、工具面方向和井底温度等参数，使定向井工程师随路、储能电路等组成。其功能是：接收下井仪的数字信
时都能了解井下钻具姿态，便于控制井眼轨迹。MWD号并把它转换成电磁阀螺线管工作所需要的大电流脉
无线随钻测量仪井下仪器由脉冲发生器、驱动器、电冲，以激励脉冲发生器中的电磁阀，使其工作，从而控
池、电子仪、定向传感器等组成…1。制脉冲发生器中活塞的运动。
从国外引进的MWD无线随钻测量仪脉冲发生器脉冲发生器控制电路的原理框图如图l所示。
控制电路，采用大量的CMOS门电路，实现对电磁阀螺当MPU接到“高压‘开”’指令后，接通所有高低压
线管工作的控制。从仪器现场使用和生产实际看，存电源。在“高压工作”的情况下，当需要发送的数据波
在以下缺陷：①仪器功耗大，瞬间电流达7A；②控制电形输人微处理器时，MPU控制脉冲驱动电路完成四个
路的稳定性和可靠性不理想；③电路的调试完全依赖工作循环，即：电容电路的充电、电磁阀螺线管的通电
于引进的测试箱体，调校不方便，且调试工作量很大；
④控制电路由三块电路模块组成，电路体积大，从而影
+5V
响整套仪器的体积。l亳堡三堡II高压电源
鉴于以上缺陷，需要对MWD无线随钻测量仪脉
放电
冲发生器控制电路重新设计。脉冲发生器控制电路的高压“开”保持土一储能
设计是MWD下井仪研制的一个重点，该电路设计的充电电磁阀=一电路
L
MPU
难