在石油开采、地质勘探时每钻一口井,都要根据这口井的实钻情况填写一本井史。对于今后的勘探采油工作来说,这是最宝贵的数据资源——我们可根据这些数据积累大量相关的地质和钻探经验。我国在油气勘探时往往是凭钻井工人的经验打井,造成事故不断和资金和时间的巨大浪费。目前,国内石油探井设备中钻井工程参数自动测量仪器的性能相对其他设备来说是比较落后的,这对我国石油钻探事业的发展有很大阻碍。四川石油管理局重庆仪器厂先后开发了4代钻时参数仪,结果却均无法达到钻井现场要求,提出与我们合作重新开发。本课题研制的钻时参数仪就是在这样的条件下产生的。本文全面的考虑了钻时参数仪系统工作环境的特殊性和微控制器的特性,提出了双微控制器的总体设计方案。该方案集数据采集、分析处理、显示、报警及数据通信于一体,可以保证系统能高效、稳定的实现项目的所有要求,有效进行数据采集和记录,并对钻头的工况进行实时监控。根据该方案设计出的系统主板及相关外部设施,按照客户方要求实现了信号的采集和数据的综合判定、处理,将所有数据集中显示并上传计算机,同时提供必要的声音报警,借助通信协议实现了各模块间的通信等功能,还能通过键盘对仪器的参数设置和误差进行修改。在系统的主控制模块与上位机进行通信时,本文根据不同的钻井现场的通信距离和工况讨论了RS232通信标准、基于FSK调制方式的载波通信和数据无线传输,以及短消息通信这4种不同的通信方案;良好的算法和传感器器件——绝对位移编码器的正确选取,对参数测量精确度的提高起到了极为重要作用。在软件设计中采用了数字滤波,大大减少了现场的各类干扰,提高了系统对参数进行采样的数据准确性,同时将软件工程学的一些思想和方法运用到系统软件设计的全过程,为软件设计、测试和维护带来了很大的方便。本文较详细的论述了该系统的硬件和软件设计。鉴于系统的工况判断和参数计算的重要性及特殊性,将其单独成章。最后得出结论,并提出了对后续工作的几点想法。该系统已在石油钻井现场试用。经过长时间的现场运行,系统工作正常,受到用户的充分肯定和高度评价。目前用户反馈的信息表明,该系统将会带来可观的经济效益和社会效益。