随钻超声井径仪主控系统设计
发布时间：2022-02-20 21:35
在石油勘探过程中,测井技术扮演着重要的角色。随钻测井仪器因具有独特的优势,可克服电缆测井仪器无法测量水平井和大斜度井的缺点,近十几年得到了快速的发展。在诸多的油井信息中,井径是个重要的参数。采用随钻仪器测量井的直径时,除了要求仪器耐高温高压、抗振动外,还要求仪器具有无接触式测量、实时性高和抗干扰能力强等特点,因而利用超声波测距原理来测量井径值是可行的方法。随钻超声井径仪主要由主控电路板、采集电路板和发射电路板组成,其中主控系统是仪器的核心,连接着采集板和中控系统,仪器不仅要测量井径值,同时还要测量工具面角和其他一些辅助参数。本文的主要工作和研究涵盖以下主要内容:针对超声波回波信号的衰减规律设计基于时变增益放大器的回波信号补偿方法;针对仪器工具面角在井下的特点,采用磁北模式和高边模式两种采集模式,并设计电子罗盘与惯性器件的误差校正方法,从而减小工具面角的测量误差;针对仪器通信接口的连接特点,设计井上通信总线和井下通信总线;针对仪器采集流程的特点,设计仪器总体工作流程的控制程序;针对仪器在井下仅能实时上传少量关键数据至地面,大量测井数据无法实时传输的问题,设计数据存储模块先将数据打上时间戳...
【文章来源】：电子科技大学四川省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 国内外研究现状与发展趋势
1.3 主要研究内容及论文结构
第二章 随钻超声井径仪主控系统总体设计与基本原理
2.1 随钻超声井径仪仪器概述
2.1.1 随钻超声井径仪总体结构
2.1.2 井径值测量原理
2.2 基于TVG的回波信号补偿方法
2.3 工具面角测量的基本原理
2.3.1 工具面角的计算
2.3.2 工具面角测量的误差分析与校正
2.4 主控系统需求分析
2.5 主控系统的主要功能和总体设计
第三章 主控系统硬件电路设计
3.1 主控系统硬件电路总体设计
3.2 主控器件选型及外围电路设计
3.3 时变增益放大器电路设计
3.3.1 压控增益放大电路设计
3.3.2 数模转换电路设计
3.3.3 低通滤波电路设计
3.4 工具面角参数采集电路设计
3.4.1 磁北参数采集电路设计
3.4.2 加速度参数采集电路设计
3.5 存储模块电路设计
3.6 通信接口电路设计
3.6.1 井上总线
3.6.2 井下总线
3.7 电源电路设计
3.8 辅助参数采集电路设计
3.8.1 温度采集电路
3.8.2 电流采集电路
第四章 随钻超声井径仪主控系统程序设计
4.1 主控系统程序总体设计
4.2 主控系统板间通信程序设计
4.2.1 主控电路与采集电路通信程序设计
4.2.2 主控电路与数据读取装置通信程序设计
4.2.3 主控电路与中控电路通信程序设计
4.3 工作流程控制程序设计
4.4 数据处理程序设计
4.4.1 井径值计算程序设计
4.4.2 工具面角计算程序设计
4.5 存储模块程序设计
4.5.1 存储模块的底层驱动程序设计
4.5.2 存储首地址定位算法设计
4.5.3 数据的存储与读取实现
第五章 测试与实验验证
5.1 测试环境与测试方法介绍
5.2 测试结果及分析
5.2.1 时变增益放大器测试
5.2.2 板间通信测试
5.2.3 井径值计算测试
5.2.4 工具面角测量测试
5.2.5 存储模块测试
第六章 结束语
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]全球能源供需新格局研究[J]. 龙涛,陈其慎,于汶加,张艳飞,邢佳韵,郑国栋,王琨. 中国矿业. 2019(12)
[2]石油行业测井技术的应用现状及发展趋势[J]. 康延,温进平. 化工管理. 2019(27)
[3]现代声波测井技术及其发展特点[J]. 肖勇. 科技资讯. 2019(25)
[4]现代声波测井技术及其发展特点[J]. 梁旭. 石化技术. 2017(08)
[5]电子罗盘在倾斜状态下校准算法研究[J]. 龚天平. 电子世界. 2016(09)
[6]随钻测量数据传输方式的现状和发展趋势[J]. 刘海军. 西部探矿工程. 2014(04)
[7]超声井径随钻测井回波信号补偿方法与电路实现[J]. 胡凯利,余厚全,魏勇,秦玉坤,段俊东,陈亮. 测井技术. 2014(01)
[8]基于超声测距的随钻井径测量系统设计[J]. 倪卫宁,李三国,李继博,张卫,李胜. 科技导报. 2013(03)
[9]一种改进的二分查找算法[J]. 邹国霞,何南. 软件导刊. 2010(03)
[10]几种查找算法的比较[J]. 赵刚,李昆. 科技信息. 2010(09)
博士论文
[1]多旋翼无人机的姿态与导航信息融合算法研究[D]. 张欣.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2015
硕士论文
[1]随钻四极子声波测井仪井下采集电路设计[D]. 朱振振.电子科技大学 2019
[2]随钻四极子声波测井仪井下主控电路设计[D]. 张静.电子科技大学 2019
[3]基于FPGA的MEMS航姿测量系统设计[D]. 郑万喜.哈尔滨工程大学 2018
[4]基于MEMS技术的井下工具姿态测量与校正[D]. 程贤箬.西安石油大学 2017
[5]深井高温MWD系统误差修正算法研究及实现[D]. 乔宗超.广东工业大学 2017
[6]电子罗盘的纠偏算法研究[D]. 朱晓淼.北京理工大学 2016
[7]基于MEMS的航姿系统的设计与实现[D]. 梁勇.哈尔滨工程大学 2011
[8]非接触井径超声波测量方法研究[D]. 任忠明.大庆石油学院 2008
[9]超声波在泥浆中的传输规律研究[D]. 聂世均.中国石油大学 2007
本文编号：3635846
【文章来源】：电子科技大学四川省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 国内外研究现状与发展趋势
1.3 主要研究内容及论文结构
第二章 随钻超声井径仪主控系统总体设计与基本原理
2.1 随钻超声井径仪仪器概述
2.1.1 随钻超声井径仪总体结构
2.1.2 井径值测量原理
2.2 基于TVG的回波信号补偿方法
2.3 工具面角测量的基本原理
2.3.1 工具面角的计算
2.3.2 工具面角测量的误差分析与校正
2.4 主控系统需求分析
2.5 主控系统的主要功能和总体设计
第三章 主控系统硬件电路设计
3.1 主控系统硬件电路总体设计
3.2 主控器件选型及外围电路设计
3.3 时变增益放大器电路设计
3.3.1 压控增益放大电路设计
3.3.2 数模转换电路设计
3.3.3 低通滤波电路设计
3.4 工具面角参数采集电路设计
3.4.1 磁北参数采集电路设计
3.4.2 加速度参数采集电路设计
3.5 存储模块电路设计
3.6 通信接口电路设计
3.6.1 井上总线
3.6.2 井下总线
3.7 电源电路设计
3.8 辅助参数采集电路设计
3.8.1 温度采集电路
3.8.2 电流采集电路
第四章 随钻超声井径仪主控系统程序设计
4.1 主控系统程序总体设计
4.2 主控系统板间通信程序设计
4.2.1 主控电路与采集电路通信程序设计
4.2.2 主控电路与数据读取装置通信程序设计
4.2.3 主控电路与中控电路通信程序设计
4.3 工作流程控制程序设计
4.4 数据处理程序设计
4.4.1 井径值计算程序设计
4.4.2 工具面角计算程序设计
4.5 存储模块程序设计
4.5.1 存储模块的底层驱动程序设计
4.5.2 存储首地址定位算法设计
4.5.3 数据的存储与读取实现
第五章 测试与实验验证
5.1 测试环境与测试方法介绍
5.2 测试结果及分析
5.2.1 时变增益放大器测试
5.2.2 板间通信测试
5.2.3 井径值计算测试
5.2.4 工具面角测量测试
5.2.5 存储模块测试
第六章 结束语
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]全球能源供需新格局研究[J]. 龙涛,陈其慎,于汶加,张艳飞,邢佳韵,郑国栋,王琨. 中国矿业. 2019(12)
[2]石油行业测井技术的应用现状及发展趋势[J]. 康延,温进平. 化工管理. 2019(27)
[3]现代声波测井技术及其发展特点[J]. 肖勇. 科技资讯. 2019(25)
[4]现代声波测井技术及其发展特点[J]. 梁旭. 石化技术. 2017(08)
[5]电子罗盘在倾斜状态下校准算法研究[J]. 龚天平. 电子世界. 2016(09)
[6]随钻测量数据传输方式的现状和发展趋势[J]. 刘海军. 西部探矿工程. 2014(04)
[7]超声井径随钻测井回波信号补偿方法与电路实现[J]. 胡凯利,余厚全,魏勇,秦玉坤,段俊东,陈亮. 测井技术. 2014(01)
[8]基于超声测距的随钻井径测量系统设计[J]. 倪卫宁,李三国,李继博,张卫,李胜. 科技导报. 2013(03)
[9]一种改进的二分查找算法[J]. 邹国霞,何南. 软件导刊. 2010(03)
[10]几种查找算法的比较[J]. 赵刚,李昆. 科技信息. 2010(09)
博士论文
[1]多旋翼无人机的姿态与导航信息融合算法研究[D]. 张欣.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2015
硕士论文
[1]随钻四极子声波测井仪井下采集电路设计[D]. 朱振振.电子科技大学 2019
[2]随钻四极子声波测井仪井下主控电路设计[D]. 张静.电子科技大学 2019
[3]基于FPGA的MEMS航姿测量系统设计[D]. 郑万喜.哈尔滨工程大学 2018
[4]基于MEMS技术的井下工具姿态测量与校正[D]. 程贤箬.西安石油大学 2017
[5]深井高温MWD系统误差修正算法研究及实现[D]. 乔宗超.广东工业大学 2017
[6]电子罗盘的纠偏算法研究[D]. 朱晓淼.北京理工大学 2016
[7]基于MEMS的航姿系统的设计与实现[D]. 梁勇.哈尔滨工程大学 2011
[8]非接触井径超声波测量方法研究[D]. 任忠明.大庆石油学院 2008
[9]超声波在泥浆中的传输规律研究[D]. 聂世均.中国石油大学 2007
本文编号：3635846
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