本200℃高温MWD（随钻测量）专用电路系统，是为极端井下环境设计的核心电子系统。本文的全部产品由青岛智腾微电子有限公司自主研制，其中的电路模块均采用MCM厚膜混合集成电路工艺和封装技术，确保在200℃高温及高压、强振动的恶劣工况下稳定运行。整个系统由一系列功能模块高度集成，协同工作，精确完成地质参数测量、井下工具控制及数据上传任务。

该系统主要包含以下几大核心功能模块：

（1）200℃定向传感器采集模块：

作为系统的“感知器官”，此模块负责精确测量并数字化井眼的方位角、倾斜角和工具面角等关键几何参数。它为地质导向和轨迹控制提供最基础且至关重要的数据输入。

智腾产品型号“LH240011”是一款设计应用于 MWD 测井仪器的定向传感器采集及驱动电路模块。应用于随钻测井控制系统。可以在-40℃～+200℃环境下稳定工作，具有体积小、集成度高、可靠性高、抗振性好等特性。

部分主要特性和参数指标：

• 工作温度范围：-40℃～+200℃
• 输入电压范围：±10V～±16V（典型值±15V），+4.8 V～+5.5V（典型值+5V）
• 抗振性：20grms，20～2000Hz
• 抗冲击：1000g，0.5ms,半正弦
• 具备三轴加计信号测量功能
• 具备三轴加计温度信号测量功能
• 具备3轴磁通门驱动及测量功能（智腾配套磁通门）
• 具备磁通门温度信号测量功能
• 具备板面温度监测功能
• 具备总线电压信号检测功能
• 具备 64MB 存储功能
• 具备 bootloader 功能
• 通信接口：1组 TTL（5V）、2 组 RS485、1组 CAN

（2）200℃随钻测量电源管理模块：

此模块是整个电路的“能源心脏”。它负责对接井下涡轮发电机或高温电池组等一次能源，进行高效的电压转换、分配和智能管理，为所有其他功能模块提供稳定、洁净且受保护的电力供应，确保系统长时间可靠工作。

智腾产品型号“LH250011”随钻测量电源管理模块采用 MCM 工艺制造，为随钻测量仪器提供二次电源，将电池或发电机整流稳压后的电压转换成加速度计和采集主控电路供电的电压，并具备双电池供电切换功能，模块可以在-40℃～+200℃环境下稳定工作，具有体积小、集成度高、可靠性高、抗振性好等特性。

部分主要特性和参数指标：

• 工作温度（壳温）：-40℃～+200℃；
• 输入电压：24～72V；
• 输出电压：+1.85V，+5.2V，±13V；
• 输出纹波及噪声：最大 100mV；
• 输出功率： 10W（200℃外壳时提供额定功率的50%）；
• 输出精度：≤±5%；
• 过冲幅度：10% max；
• 转换效率：典型值75%；
• 静态功耗：最大0.7W；
• 抗振性：20grms，20～2000Hz
• 抗冲击：1000g，0.5ms,半正弦

（3）200℃随钻测量驱动采集主控电路：

作为系统的“大脑和中枢神经”，该主控模块负责调度整个MWD系统的运作。它协调各传感器的数据采集，处理并编码测量数据，生成控制指令，并管理所有模块间的通信与时序，是实现智能化测量的控制核心。

智腾产品型号“LH240014”是一款设计应用于 MWD 测井仪器的定向测量驱动采集主控电路模块。应用于随钻测井控制系统。可以在-40℃～+200℃环境下稳定工作，具有体积小、集成度高、可靠性高、抗振性好等特性。

部分主要特性和参数指标：

• 工作温度范围：-40℃～+200℃
• 输入电压范围：±10V～±15V（典型值±13V），+4.8 V～+5.5V（典型值+5.3V）
• 厚膜混合集成电路工艺
• 抗振性：20grms，20～2000Hz
• 抗冲击：1000g，0.5ms,半正弦
• 具备转速信号测量功能
• 具备 RTC 功能
• 具备温度监测功能
• 具备总线电流信号检测功能
• 具备总线电压信号检测功能
• 具备脉冲编码功能
• 具备总线电源切换供电控制功能
• 具备 64MB 存储功能
• 具备 bootloader 功能
• 通信接口：1 组 RS485、1组 Pulse(5V)、4个 GPIO 口

（4）200℃振动冲击测量模块：

此模块是系统的“健康监测仪”。它持续监测钻柱的剧烈振动、轴向冲击和横向加速度，这些数据既用于评估钻具组合的井下安全状态，为优化钻井参数提供依据，也可作为重要的地层评价辅助信息。

智腾产品型号“LH250009”是一款设计应用于 MWD 测井仪器的振动冲击测量电路模块。本模块内置高精度三轴振动传感器、三轴冲击传感器，可以实时测量、记录和分析轴向、横向的井下振动和冲击，提供井下钻进的振动剧烈程度等级，以便控制最佳转速，提高钻进效率，在振动或冲击量级超出极限时，发出警报，提示工程人员调整钻井参数。内存中记录的振动冲击数据还能为使用中的责任界定提供依据。可以根据客户要求配置存储的振动数据形式，包括但不限于原始数据、振动频率、加速度峰值、加速度有效值，并可以配置测量时间窗口、测量带宽、存储时间间隔以及冲击振动加速度阈值等。

部分主要特性：

• 具备三轴振动信号测量功能，三轴冲击信号测量功能
• 内置高性能 DSP 芯片，具备振动分析功能
• 具备温度监测功能
• 256MB 大容量存储
• 具备 bootloader 功能

（5）200℃旋转阀电机驱动模块与高温脉冲器驱动模块：

这两个模块共同构成了MWD系统的“信号发射器”。电机驱动模块精确控制产生泥浆压力脉冲的旋转阀的动作；脉冲器驱动模块则提供大功率驱动能力，以克服钻井液阻力，驱动脉冲器阀头产生清晰、稳定的负压或正压脉冲信号，将编码后的测量数据上传至地面。

——（5.1）200℃旋转阀电机驱动模块

智腾产品型号“LH250004”是一款高温的带霍尔传感器无刷直流电机六步换相控制驱动模块，采用高温 MCM 工艺制作。应用于随钻测井中的带霍尔（位置传感器）的电机控制系统，可兼容 APS 的旋转阀脉冲器。模块内部集成4路输出反激电源、高性能 DSP、三相全桥电路及驱动、电流检测 IC、电压比较器保护等电路，模块最大输出扭矩可达 10N∙m，可在-40℃～+200℃环境下稳定工作，具有体积小、集成度高、可靠性高、耐振动冲击、驱动电机响应稳定、超调小，过流保护动作快速等特性。

部分主要特性和参数指标：

• 工作温度范围：-40℃～+200℃
• 驱动器母线电压：28V～36V
• 驱动器输出峰值功率：100W
• 相电流采样范围：-5.5A～5.5A
• 双环转速调节：300r/min～4500r/min
• 保护功能：过流保护、过压保护、欠压保护、过温保护
• 可兼容 APS 的旋转阀脉冲器
• 模块最大输出扭矩 10N∙m
• 随机振动：50g
• 冲击：1500g

——（5.2）高温脉冲器驱动模块

智腾产品型号“LH233613”采用厚膜混合集成电路工艺制作，具有耐高温、体积小、重量轻、可靠性高等特性，应用于脉冲器驱动电路中。工作温度范围为−40°C 至+175°C 温度范围。

部分主要特性：

• 工作温度范围：-40℃～+175℃
• 导通控制信号范围：+3.3V～+5.0V
• 控制端设计为高电平导通，低电平关断
• 输入电压范围：+24V～+33V
• 输出电压范围：+23.5V～+32.5V

（6）200℃高温RTC电池组件

此组件是系统的“不间断备用电源”。在涡轮发电机无法供电或供电不稳的工况下，它为整个电路系统，特别是主控电路的实时时钟（RTC）和关键内存提供持续电力，保证数据不丢失和系统状态的连续性，是系统可靠性的一道重要保障。

智腾产品型号“LA250006”是一款设计应用于 MWD 测井仪器的高温锂电池组件。应用于随钻测井控制系统。可以在70℃～200℃环境下稳定工作，具有体积小、集成度高、可靠性高、抗振性好等特性。

部分主要特性和参数指标：

• 工作温度范围：70℃～200℃
• 开路电压：3.67V
• 额定放电电流：10mA
• 抗振性：20grms，20～2000Hz
• 抗冲击：1000g，0.5ms,半正弦
• 满容量下最大电流：20mA
• 自放电：2%/年@25℃
• 低速率能力

综合

综上所述，该专用电路通过各模块的精密配合，实现了在高温高压环境下对井下信息的实时感知、智能处理与可靠传输，是现代超深井、定向井钻井作业中不可或缺的关键技术装备。

厂家介绍

青岛智腾微电子有限公司是国家级专精特新重点“小巨人”企业、山东省制造业单项冠军企业。公司自2002年成立以来持续坚持自主研发的路线，经过多年创新积累，形成了“高精度高可靠性”和“高温高可靠性”的两大产品特色，已广泛应用于现代化国防工业、航空航天、深地深海等极端环境。

智腾已获批承建极端环境智能微系统及传感器技术山东省工程研究中心、山东省“一企一技术”研发中心、青岛市博士后创新实践基地、青岛市高温半导体重点实验室、青岛市高温定向传感器创新应用实验室、青岛市高温厚膜集成电路制造工程研究中心等科研平台，具备深厚的前沿高温测井系统研发能力。