37（86數(shù)控測井系統(tǒng)郭麥成，熊曉東（江漢石油學院計算機科學系，湖北荊州434102）以工業(yè)控制微型機為核心，高速顯示的記錄外設為基本組成，對CLS3700數(shù)控測系統(tǒng)進行改造為3X86數(shù)控測系統(tǒng)，其系統(tǒng)軟件是利用BORLANDC++開發(fā)的數(shù)控測軟件。介紹了3X86數(shù)控測系統(tǒng)的硬件組成和系統(tǒng)軟件的主要功能，分析了影響測實時性和速度的原因并提出了解決的方法。
數(shù)控測；實時測；信息處理；數(shù)據(jù)處理CLS3700測井系統(tǒng)是我國20世紀80年代中葉從美國ATLAS測井公司引進的數(shù)控設備，在我國的石油勘探與開發(fā)中發(fā)揮了重要作用。從整體性能來看，CLS3700測井系統(tǒng)**于國產(chǎn)各類數(shù)控測井設備，但它的主機及部分外設已顯得相當落后因此，改造CLS3700測井系統(tǒng)為37（86數(shù)控測井系統(tǒng)，使其功能擴充甚至升級顯得很有必要從1995年開始于對遼河油田CLS3700測井系統(tǒng)的改造到目前完成大慶油田的改造，硬件、軟件都相當完善，測井效果達到并部分超過原測井系統(tǒng)，功能上還進行了擴充1系統(tǒng)硬、改件改造1.1硬件改造示波器82（熱敏改造CLS3700數(shù)控測井系統(tǒng)的硬件思想：用工業(yè)控制微機系統(tǒng)（586主機鍵盤軟驅(qū)硬盤、CRT顯示器等）和熱敏繪圖打印機，取代原數(shù)控測井系統(tǒng)的3782計算機箱體和通用外設（硬盤機、2個磁帶機、2個CRT繪圖儀、CRT顯示器和電傳打字機），保留總線和專用外設；設計總線仿真卡，把微機總線信號轉(zhuǎn)換為總線仿真卡對應的原主機與外設打交道的多路總線信號。在外設看來，原數(shù)控測井系統(tǒng)的主機依然存在。對于掛接在CLS3700的選擇總線上的高速A/D通道，專門設計一個接口卡，直接插在586微機的I/O插槽上86數(shù)控測井系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖其中ISA/MUX總線轉(zhuǎn)換器即為總線仿真卡，原主機的多路總線掛接到ISA/MUX總線轉(zhuǎn)換器上1.2軟件改造CLS3700數(shù)控測井系統(tǒng)軟件雖然顯得比較陳舊且操作員深感不便，但它畢竟是技術(shù)含量高涉及面廣、功能完善的系統(tǒng)軟件。將CLS3700改造為3X86數(shù)控測井系統(tǒng)，由于這兩個系統(tǒng)的計算機主機完全不同，硬件環(huán)境發(fā)生了很大變化，因此，CLS3700的系統(tǒng)軟件不可能在3X86系統(tǒng)上直接運行，需要重新設計。3X 86數(shù)控測井系統(tǒng)軟件采取“仿真”和“重新開發(fā)”相結(jié)合的設計思想對于與3752/3764或井下儀器打交道的部分軟件，以及特殊處理和數(shù)據(jù)濾波部分軟件，采用“仿真”；而對于與界面、數(shù)據(jù)八八接線控制雙計程表。，<1軟驅(qū)I高速數(shù)據(jù)采集卡總線58主機CR顯示器3X86數(shù)控測井系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)鍵盤作2bMi196Ackd男UC1985年大a學碩士副Hh現(xiàn)1計算機應用的研究與教學工作：http://ww.cnki.net記錄、實時采集實時控制繪圖儀繪圖有關(guān)的軟件，則完全采取“重新開發(fā)”3X86數(shù)控測井系統(tǒng)按功能分為系統(tǒng)診斷、儀器刻度、常規(guī)測井、變密度測井、傾角測井、記錄回放、服務表和圖頭8個功能軟件，每個功能軟件都采用模塊化程序設計方法8個功能軟件的調(diào)用由主控程序來進行。這種程序結(jié)構(gòu)的好處是：功能獨立，相互影響小，占用寶貴的內(nèi)存資源量小，易于擴充，可提高系統(tǒng)的可靠性，也可提高測井速度各個功能軟件，大的方面由兩部分組成，實現(xiàn)功能的程序和規(guī)定具體操作的服務表部分。程序包括了各種測井方法的共同性問題，測井服務表表示了各種測井儀器的特性、儀器的類型及儀器串，規(guī)定了測井程序的運行操作、控制、記錄和繪圖的曲線、繪圖的區(qū)域和比例及各個曲線的濾波方法等2實時測井程序?qū)崟r測井程序是被包含在常規(guī)測井軟件、變密度測井軟件和傾角測井軟件中，是用在井場進行現(xiàn)場測井作業(yè)的程序，是整個3X 86測井系統(tǒng)軟件的核心。主要完成的功能是：①測井操作控制；②測井記錄，把測井數(shù)據(jù)以數(shù)字化形式記錄在磁盤上和以曲線繪圖在熱敏打印機上；③測井數(shù)據(jù)，以曲線形式顯示在CRT顯示器上，作為系統(tǒng)監(jiān)視；④按一定采樣率采集低頻模擬測井數(shù)據(jù)；⑤數(shù)據(jù)處理，如濾波、深度對齊、特殊計算等。
實時測井程序和測井服務表一起使用，工作流程如程序初始化要完成的工作：①根據(jù)服務表提供的各種儀器的特性、控制命令，對下井儀器進行初始化；②依據(jù)服務表對CRT繪圖儀繪制曲線的定義，對CRT繪圖儀的繪制比例進行計算并繪制刻度標尺和圖頭信息；③依據(jù)服務表對記錄曲線數(shù)據(jù)的定義，組織數(shù)據(jù)文件的文件格式頭信息循環(huán)等待狀態(tài)等待控制命令和中斷信號的到來，當中斷信號來時，程序進入中斷處理程序。對深度中斷和聲波中斷處理程序，給出要進行實時采樣的標記及對定時電路進行賦值等操作。循環(huán)等待程序根據(jù)實時采樣的值決定進入實時采樣處理程序，依據(jù)服務表中的命令及對下井儀器串的采樣順序、參數(shù)規(guī)定，進行測量和測量值的處理（深度對齊處理濾波處理、特殊計算處理、實時控制分析），處理之后進入輸出處理程序，記錄、繪圖和顯示測量值。當在循環(huán)等待程序中，有鍵盤鍵入命令，則進入實時命令處理程序，進行命令分析及處理在實時測井過程中，影響測井實時性和速度的因素有以下幾個方面：繪圖輸出、CRT曲線顯示、磁盤記錄、中斷處理2.1繪圖輸出程序繪圖輸出使用中國石油天然氣集團公司推薦使用的PRINTREXModel820熱敏打印機繪圖程序要在實時測井時繪制測井曲線，為了提高繪制速度和確保測井的實時性，可采取以下措施：①把在繪圖過程中需要使用的“十9‘和”字符點陣數(shù)據(jù)在初始化調(diào)入內(nèi)存，形成內(nèi)存小字庫，避免在實時繪圖過程中從硬盤字庫中調(diào)點陣數(shù)據(jù)②輸出到熱敏繪圖打印機的繪圖數(shù)據(jù)，直接送入打印機接口，并采取過后檢測技術(shù)，即一次輸出一批繪圖數(shù)據(jù)，直到再次需要輸出繪圖數(shù)據(jù)時檢測打印機接口狀態(tài)③采用Bresenham算法對繪制曲線進行平滑處理，使繪制出的曲線更接近于地層的真實變化2.2CRT顯示程序在實時測井過程中，人機對話、測井監(jiān)控以及大部分功能的實現(xiàn)，都在實時測井CRT顯示程序下完成。實時測井CRT顯示程序具體功能為：①生成一個屏幕窗口格式屏幕窗口格式由4部分組成：左上角的狀態(tài)顯示區(qū)，右上方的實時測井曲線顯示區(qū)，左下角的命令輸入及顯示區(qū)，右下方的實時測井數(shù)據(jù)顯示區(qū)組成②按測井服務表所要求的曲線數(shù)、坐標位置橫向比例尺及測井數(shù)據(jù)實時地在屏幕上繪制測井曲線③能實時地顯示測井的具體狀態(tài)和各種井下儀器所采集到的具體值，這些值與測井曲線相對應④能隨時響應測井過程中的各種命令，命令用鍵盤輸入，并在窗口格式命令區(qū)顯示出來⑤能隨時響應2鍵凍結(jié)d2鍵，翻頁3鍵在實時測井CRT顯示程序中，測井曲線顯示速度主要受曲線顯示區(qū)屏幕滾動的影響，為了提高CRT顯示程序的運行速度和測井的實時性，直接對CRT顯示緩沖區(qū)進行操作，對屏幕滾動顯示方式采取嵌匯編指令到（T語言指令中，以提高顯示曲線的速度。
2.3磁盤記錄程序在磁盤記錄中影響記盤速度主要是磁盤啟動尋找寫入數(shù)據(jù)的柱面和扇區(qū)時間程序中為了不要頻繁寫數(shù)據(jù)到磁盤影響實時采集數(shù)據(jù)，但又不要在測井出現(xiàn)故障時丟失數(shù)據(jù)，在內(nèi)存中開辟文件緩沖區(qū)，把要寫入磁盤的數(shù)據(jù)暫時存于文件緩沖區(qū)，文件緩沖區(qū)滿時存入磁盤文件緩沖區(qū)的大小的定義是受到測井時兩次深度間隔的*小時間與處理時間、顯示和繪圖時間之和的*大值之差的限制。
2.4中斷處理在實時測井過程中，需要用到深度中斷、外部定時中斷和聲波中斷，這些中斷的到來都是和輸入輸出操作相關(guān)這些操作如與繪圖、CRT顯示、磁盤記錄操作發(fā)生輸入輸出總線爭用，就會引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定，甚至死機為了解決這些問題，采取如下措施：①繪圖、CRT顯示磁盤記錄操作放在不會產(chǎn)生中斷的時間內(nèi)處理；②對涉及到數(shù)據(jù)采集的深度中斷和聲波中斷只在中斷處理程序中做中斷已到標記，而在主程序中按優(yōu)先級高低的順序排隊處理；③所有中斷處理程序只處理*簡單的任務，并且各個中斷的時間分開，避免中斷嵌套3應用分析聲波測井是在相鄰的兩個深度中斷之間發(fā)射4次聲波邏輯，采集聲波時差聲波邏輯發(fā)射及數(shù)據(jù)采集處理的時間順序如當深度中斷到時，深度中斷處理程序?qū)ν獠慷〞r器設置發(fā)射聲波邏輯的時間間隔值時間間隔值依據(jù)當時的測井速度確定，可設置為100ms，50ms，30ms，并開放外部定時中斷和聲波中斷當**次外部定時中斷到時，發(fā)射第1個聲波邏輯，聲波中斷到時采集聲波全波列數(shù)據(jù)，計算第1個聲波時差然后是第2第3個聲波邏輯及處理工作第4次外部定時中斷到時，發(fā)射第4個聲波邏輯，關(guān)閉外部定時中斷，然后開始處理上次的聲波采集值，并進行記錄、繪圖和顯示等工作等第4個聲波中斷到時采集本次深度中斷的*后一次聲波全波列值，關(guān)閉聲波中斷，等待下次深度中斷需要說明的是，繪圖輸出程序和CRT顯示程序從宏觀上是同時在進行繪圖和顯示，微觀上是串行的分時操作操作過程為：①檢測繪圖儀接口狀態(tài)，查看是否可送數(shù)據(jù)，可送數(shù)據(jù)時，送數(shù)據(jù)到繪圖儀接口；②檢測CRT接口狀態(tài)，查看是否可送數(shù)據(jù)，可送數(shù)據(jù)時，再送數(shù)據(jù)到CRT顯示緩沖區(qū)；③重復①和②直到所有數(shù)據(jù)處理完這種方法可以減少檢測接口狀態(tài)的時間，提高測井的實時性和測井速度。
86數(shù)控測井系統(tǒng)，經(jīng)過幾十口井次現(xiàn)場試驗，取得了合格的測井資料。整個系統(tǒng)使用靈活方便，易于擴展，達到穩(wěn)定可靠該系統(tǒng)的研制成功為改造我國引進的大批CLS3700數(shù)控系統(tǒng)做了出有意義的一步，它的經(jīng)濟效益和社會效益都是很高的
