一种油基泥浆微电阻率扫描测井电路的设计

发布时间：2023-04-10 18:30

　　地层微电阻率扫描成像是石油测井的一种重要手段。油基泥浆具有众多优点,近年来作为钻井液被广泛应用。然而油基泥浆的弱导电性使得以前的水基泥浆成像仪不再适用,为此国内外相关机构都在研究适用于油基泥浆的地层微电阻率扫描测井仪。目前国外已经推出了几款商用化的油基泥浆微电阻率扫描成像仪,国内还处于研发阶段,没有成熟的产品推出。本文设计了一款油基泥浆微电阻率扫描测井电路,并对电路进行了一系列测试。论文的主要内容如下:(1)调查了微电阻率扫描测井的研究背景、应用领域和国内外发展现状。了解了微电阻率扫描测井的原理与油基泥浆环境下遇到的困难。通过研究频率、电极大小等对测量的影响,提出多频测量方法。分析对比了极板间回路与极板内回路结构的优缺点,决定采用极板内回路的结构进行测量电路设计。对阻抗测量相关方法进行研究,确定了以矢量伏安法的思想进行阻抗测量。(2)完成测量系统的硬件电路设计,测量系统包括6个采集板电路、一个主板电路和一个通讯板电路。采集板是测量电路的核心,板上包含有DDS激励源,幅度相位检测器等。采集板能够独立完成测量工作并直接返回数字信号具有很好的稳定性和抗干扰能力。主板可以协调各个采集板的工作并...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究历史与现状
    1.3 本文主要工作及贡献
    1.4 本文章节安排
第二章 测井原理与相关技术理论
    2.1 微电阻率扫描成像测井原理
    2.2 阻抗测量与幅度相位检波技术
        2.2.1 常见阻抗测量方法
        2.2.2 幅相检测技术
    2.3 本章小结
第三章 硬件电路设计
    3.1 系统整体框架
    3.2 采集板电路设计
        3.2.1 采集板微控制器
        3.2.2 激励源设计
        3.2.3 电极通道选择与流压转化
        3.2.4 带通滤波器与固定增益放大器
        3.2.5 幅度相位检测电路与调相电路
        3.2.6 ADC数据采集
        3.2.7 电压、电流、温度等状态采集电路
        3.2.8 采集板电路PCB绘制、焊接与基本测试
    3.3 主板电路设计
        3.3.1 RS422通讯接口与McBSP通讯接口
        3.3.2 C8051单片机与状态采集
        3.3.3 主板PCB绘制与焊接
    3.4 通讯板电路设计
        3.4.1 网口模块设计
        3.4.2 其他扩展接口
        3.4.3 通讯板PCB绘制与焊接
    3.5 本章小结
第四章 控制程序设计及数据处理
    4.1 采集板程序设计
    4.2 主板FPGA程序设计
    4.3 通讯板STM32与FPGA程序设计
    4.4 下传命令及回传数据帧结构
    4.5 模值与相位的计算与校准
        4.5.1 模值计算
        4.5.2 相位计算
        4.5.3 标定与校准
    4.6 上位机软件设计
    4.7 本章小结
第五章 系统测试
    5.1 采样周期测试
    5.2 动态范围和线性度测试
        5.2.1 阻抗模值动态范围与线性度
        5.2.2 相位线性度测量
    5.3 可重复性测试
    5.4 阻容网络模拟地层对比测试
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 后续研究展望
致谢
参考文献



本文编号：3788614